JP2020041449A - Solar heat power generation facility - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、太陽光から得られる熱エネルギーで発電を行う太陽熱発電設備に関する。 The present invention relates to a solar thermal power generation facility that generates power using thermal energy obtained from sunlight.
近年、環境にやさしいクリーンなエネルギーとして、太陽光を集光して得られる熱エネルギーを利用した設備が盛んに開発されている。 In recent years, as environmentally friendly clean energy, equipment utilizing thermal energy obtained by condensing sunlight has been actively developed.
このような設備の一例として、例えば、以下の特許文献１に記載されている太陽熱発電設備がある。この太陽熱発電設備は、太陽光を受けて水を加熱する複数の受熱器と、蒸気で駆動する蒸気タービンと、蒸気タービンの駆動で発電する発電機と、蒸気タービンから排気された蒸気を水に戻す復水器と、復水器内の水を受熱器に戻す給水ラインと、この給水ラインに設けられている給水ポンプと、を備える。この太陽熱発電設備では、給水ポンプからの水が、複数の受熱器を通過する過程で、次第に加熱されて蒸気になる。この蒸気が蒸気タービンに供給される。よって、この太陽熱発電設備では、複数の受熱器により、太陽光を利用して蒸気を発生させる蒸気発生器が構成される。
As an example of such a facility, for example, there is a solar thermal power generation facility described in
この太陽熱発電設備は、さらに、複数の受熱器が太陽光を受けていないときでも、発電できるようにするため、高温蓄熱タンクと、中温蓄熱タンクと、低温蓄熱タンクと、高温熱交換器と、中温熱交換器と、低温熱交換器と、を備える。 This solar thermal power generation equipment furthermore, in order to be able to generate power even when a plurality of heat receivers are not receiving sunlight, a high-temperature heat storage tank, a medium-temperature heat storage tank, a low-temperature heat storage tank, a high-temperature heat exchanger, A medium-temperature heat exchanger and a low-temperature heat exchanger are provided.
この太陽熱発電設備では、複数の受熱器が太陽光を受けているときに、蓄熱動作をする。この太陽熱発電設備では、蓄熱動作時、複数の受熱器からの蒸気を高温熱交換器に送られる。この高温熱交換器で蒸気と高温蓄熱タンク内の蓄熱液とが熱交換されて、この蓄熱液が加熱される一方で、蒸気が冷却される。高温熱交換器で冷却された蒸気は、中温熱交換器に送られる。この中温熱交換器で蒸気と中温蓄熱タンク内の蓄熱液とが熱交換されて、この蓄熱液が加熱される一方で、蒸気が冷却され、水になる。中温熱交換器からの水は、低温熱交換器に送られる。この低温熱交換器で水と低温蓄熱タンク内の蓄熱液とが熱交換されて、この蓄熱液が加熱される一方で、この水が冷却される。この蓄熱動作の結果、複数の蓄熱タンク毎の蓄熱液の温度は、低温蓄熱タンク内の蓄熱液の温度、中温蓄熱タンク内の蓄熱液の温度、高温蓄熱タンク内の蓄熱液の温度の順で高くなる。 In this solar thermal power generation facility, a heat storage operation is performed when a plurality of heat receivers receive sunlight. In this solar thermal power generation facility, during a heat storage operation, steam from a plurality of heat receivers is sent to a high-temperature heat exchanger. The high-temperature heat exchanger exchanges heat between the steam and the heat storage liquid in the high-temperature heat storage tank, and heats the heat storage liquid while cooling the steam. The steam cooled by the high-temperature heat exchanger is sent to the medium-temperature heat exchanger. The heat exchange between the steam and the heat storage liquid in the medium temperature heat storage tank is performed by the medium temperature heat exchanger, and the heat storage liquid is heated while the steam is cooled to become water. Water from the medium temperature heat exchanger is sent to the low temperature heat exchanger. In this low-temperature heat exchanger, heat exchanges water with the heat storage liquid in the low-temperature heat storage tank, so that the heat storage liquid is heated and the water is cooled. As a result of this heat storage operation, the temperature of the heat storage liquid in each of the plurality of heat storage tanks is changed in the order of the temperature of the heat storage liquid in the low-temperature heat storage tank, the temperature of the heat storage liquid in the medium-temperature heat storage tank, and the temperature of the heat storage liquid in the high-temperature heat storage tank. Get higher.
この太陽熱発電設備では、複数の受熱器が太陽光を受けていないときに、放熱動作する。この太陽熱発電設備では、放熱動作時、給水ポンプからの水が低温熱交換器に送られる。この低温熱交換器で給水ポンプからの水と低温蓄熱タンク内の蓄熱体とが熱交換されて、この水が加熱される。低温熱交換器で加熱された水は、中温熱交換器に送られる。この中温熱交換器で、中温熱交換器からの水と中温蓄熱タンク内の蓄熱液とが熱交換されて、この水が飽和蒸気になる。この飽和蒸気は、高温熱交換器に送られる。高温熱交換器では、中温熱交換器からの飽和蒸気と高温蓄熱タンク内の蓄熱液とが熱交換されて、この飽和蒸気が過熱蒸気になる。この過熱蒸気は、蒸気タービンに送られ、蒸気タービンを駆動させる。 In this solar thermal power generation facility, when a plurality of heat receivers do not receive sunlight, heat is radiated. In this solar thermal power generation facility, at the time of the heat radiation operation, water from the water supply pump is sent to the low temperature heat exchanger. In this low-temperature heat exchanger, water from the water supply pump exchanges heat with the heat storage body in the low-temperature heat storage tank, and the water is heated. The water heated by the low-temperature heat exchanger is sent to the medium-temperature heat exchanger. In this medium temperature heat exchanger, water from the medium temperature heat exchanger and heat storage liquid in the medium temperature heat storage tank exchange heat, and this water becomes saturated steam. This saturated steam is sent to a high-temperature heat exchanger. In the high-temperature heat exchanger, the saturated steam from the medium-temperature heat exchanger exchanges heat with the heat storage liquid in the high-temperature heat storage tank, and the saturated steam becomes superheated steam. This superheated steam is sent to the steam turbine and drives the steam turbine.
特許文献１に記載の太陽熱発電設備では、各蓄熱タンク内の蓄熱液に蓄えられた熱により、複数の受熱器が太陽光を受けていないときでも、蒸気を発生させることができ、この蒸気で蒸気タービンを駆動させることができる。また、この太陽熱発電設備では、複数の蓄熱タンク毎に温度が異なる蓄熱液で水を順次加熱して蒸気を発生させるので、一つの蓄熱タンク内の蓄熱液で水を加熱して蒸気を発生させる場合よりも、効率的に蓄熱液に蓄えられた熱を利用することができる。
In the solar thermal power generation facility described in
ところで、この太陽熱発電設備では、複数の受熱器からの蒸気に対して、この蒸気と蓄熱液とを熱交換させる複数の熱交換器が直列接続されている。このため、複数の受熱器からの蒸気の温度は、複数の熱交換器に順次流れるに連れて、次第に低くなる。仮に、各蓄熱タンク内の蓄熱液の温度が低いときに蓄熱動作をする場合、高温熱交換器で複数の受熱器からの蒸気と高温蓄熱タンク内の蓄熱液とが熱交換されると、複数の受熱器からの蒸気の温度が大きく低下する。このため、中温熱交換器でこの蒸気と中温蓄熱タンク内の蓄熱液とが熱交換されても、蓄熱液の温度はあまり上がらない。すなわち、この太陽熱発電設備では、蓄熱動作前における各蓄熱タンク内の蓄熱液の温度に応じて、蓄熱動作後の各蓄熱タンク内の蓄熱液の温度が大きく変わる。 By the way, in this solar thermal power generation equipment, a plurality of heat exchangers for exchanging heat between the steam and the heat storage liquid with respect to the steam from the plurality of heat receivers are connected in series. For this reason, the temperature of the steam from the plurality of heat receivers gradually decreases as the steam sequentially flows through the plurality of heat exchangers. If the heat storage operation is performed when the temperature of the heat storage liquid in each heat storage tank is low, when the heat from the plurality of heat receivers and the heat storage liquid in the high-temperature heat storage tank are exchanged by the high-temperature heat exchanger, The temperature of the steam from the heat receiver greatly decreases. For this reason, even if this steam exchanges heat with the heat storage liquid in the medium temperature heat storage tank in the medium temperature heat exchanger, the temperature of the heat storage liquid does not rise so much. That is, in this solar thermal power generation facility, the temperature of the heat storage liquid in each heat storage tank after the heat storage operation greatly changes according to the temperature of the heat storage liquid in each heat storage tank before the heat storage operation.
従って、この太陽熱発電設備では、蓄熱動作前における各蓄熱タンク内の蓄熱液の温度等に応じて、放熱動作時に蒸気タービンに送る蒸気の温度が変わる、という問題点がある。 Therefore, in this solar thermal power generation facility, there is a problem that the temperature of the steam sent to the steam turbine during the heat radiation operation changes according to the temperature of the heat storage liquid in each heat storage tank before the heat storage operation.
そこで、本発明は、太陽光が出ていないときでも、蒸気タービンに送る蒸気を発生させることができる上に、この蒸気の温度を安定させることができる太陽熱発電設備を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a solar thermal power generation facility that can generate steam to be sent to a steam turbine even when sunlight is not emitted and can stabilize the temperature of the steam. .
上記目的を達成するための発明に係る太陽熱発電設備の一態様は、
太陽熱を利用して蒸気を発生させる蒸気発生器と、蒸気で駆動する蒸気タービンと、前記蒸気発生器からの蒸気を前記蒸気タービンに導く主蒸気ラインと、前記蒸気タービンの駆動で発電する発電機と、前記蒸気タービンから排気された蒸気を水に戻す復水器と、前記復水器と前記蒸気発生器とを接続する給水ラインと、前記蒸気タービンから蒸気を抽気する複数の抽気ラインと、複数の前記抽気ライン毎に設けられ、蒸気の熱を蓄える蓄熱体を有する蓄熱器と、前記給水ラインから分岐し、複数の前記蓄熱器のうちの一の蓄熱器に接続している補助給水ラインと、前記補助給水ラインからの水が複数の前記蓄熱器に順次流れるよう、複数の前記蓄熱器を直列接続する連結ラインと、複数の前記蓄熱器のうちで、前記一の蓄熱器を除く他の蓄熱器と前記主蒸気ラインとを接続する補助主蒸気ラインと、を備える。前記蒸気タービンは、軸線を中心として回転する蒸気タービンロータと、前記蒸気タービンロータを覆う蒸気タービンケーシングと、を有する。複数の前記抽気ラインは、前記蒸気タービンケーシングのうちで、前記軸線が延びる軸線方向で互いに異なる位置に接続され、前記蒸気タービンケーシング内で互いに異なる温度の蒸気を抽気する。前記一の蓄熱器は、複数の前記抽気ラインのうちで、最も低温の蒸気が流れる最低温抽気ラインに接続されている最低温蓄熱器である。前記他の蓄熱器は、複数の前記抽気ラインのうちで、最も高温の蒸気が流れる最高温抽気ラインに接続されている最高温蓄熱器である。
One embodiment of a solar thermal power generation facility according to the invention for achieving the above object,
A steam generator that generates steam using solar heat, a steam turbine driven by the steam, a main steam line that guides steam from the steam generator to the steam turbine, and a generator that generates power by driving the steam turbine A condenser for returning steam exhausted from the steam turbine to water, a water supply line connecting the condenser and the steam generator, and a plurality of extraction lines for extracting steam from the steam turbine, A regenerator provided for each of the plurality of bleed lines and having a regenerator for storing heat of steam, and an auxiliary water supply line branched from the water supply line and connected to one of the plurality of regenerators And a connection line that connects a plurality of the regenerators in series so that water from the auxiliary water supply line flows to the plurality of the regenerators sequentially, and a plurality of the regenerators, excluding the one regenerator. Accumulation of Vessel and provided with an auxiliary main steam line for connecting the main steam line. The steam turbine has a steam turbine rotor that rotates around an axis, and a steam turbine casing that covers the steam turbine rotor. The plurality of extraction lines are connected to different positions in the steam turbine casing in an axial direction in which the axis extends, and extract steam having different temperatures in the steam turbine casing. The one regenerator is a lowest-temperature regenerator connected to a lowest-temperature bleed line through which the lowest-temperature steam flows, among the plurality of bleed lines. The other regenerator is a highest-temperature regenerator connected to the highest-temperature bleed line through which the hottest steam flows among the plurality of bleed lines.
本態様では、太陽熱発電設備が設置されている領域に太陽光が届いているとき、蒸気発生器は、蒸気を発生する。蒸気タービンは、この蒸気発生器からの蒸気で駆動する。また、このとき、蒸気タービンケーシング内の蒸気の一部は、軸線方向で互いに異なる位置に接続されている抽気ラインから抽気され、複数の抽気ライン毎に設けられている蓄熱器に流入する。各蓄熱器では、抽気蒸気との熱交換により蓄熱体が加熱される。すなわち、蓄熱体に蓄熱される。 In this aspect, when sunlight reaches the area where the solar thermal power generation facility is installed, the steam generator generates steam. The steam turbine is driven by steam from the steam generator. At this time, a part of the steam in the steam turbine casing is extracted from the extraction lines connected to different positions in the axial direction, and flows into the heat storage units provided for the plurality of extraction lines. In each regenerator, the regenerator is heated by heat exchange with the extracted steam. That is, heat is stored in the heat storage body.
蒸気タービンを駆動させるために、この蒸気タービンに流入する蒸気の温度範囲は、一定の範囲内である。蒸気タービンから各抽気ラインを経て抽気される抽気蒸気の温度は、抽気蒸気の抽気位置に応じて異なる。しかしながら、蒸気タービンから各抽気ラインを経て抽気される抽気蒸気の温度範囲は、抽気ライン毎に一定の範囲内である。このため、各抽気ラインに接続されている蓄熱器の蓄熱体の蓄熱後における温度範囲も、蓄熱器毎に一定の範囲内になる。 The temperature range of steam flowing into the steam turbine for driving the steam turbine is within a certain range. The temperature of the extracted steam extracted from the steam turbine via each extraction line differs depending on the extraction position of the extracted steam. However, the temperature range of extracted steam extracted from the steam turbine via each extraction line is within a certain range for each extraction line. For this reason, the temperature range after the heat storage of the heat storage body of the heat storage device connected to each extraction line also falls within a certain range for each heat storage device.
太陽熱発電設備が設置されている領域に太陽光が届かなくなると、蒸気発生器からの蒸気の圧力及び温度が次第に低下する。このとき、復水器からの水を補助給水ラインを介して、複数の蓄熱器に送ると、複数の蓄熱器内を水が順次通過する過程で、複数の蓄熱器毎の蓄熱体により加熱され、蒸気になる。この蒸気は、補助主蒸気ライン及び主蒸気ラインを介して、蒸気タービンに流入し、この蒸気タービンを駆動させる。よって、本態様では、太陽熱発電設備が設置されている領域に太陽光が届かなくなっても、蒸気タービンを駆動させることができる。 When sunlight stops reaching the area where the solar thermal power generation equipment is installed, the pressure and temperature of the steam from the steam generator gradually decrease. At this time, when the water from the condenser is sent to a plurality of heat accumulators via the auxiliary water supply line, the water is heated by the heat accumulators for each of the plurality of heat accumulators in the process of sequentially passing the water through the plurality of heat accumulators. Becomes steam. The steam flows into the steam turbine via the auxiliary main steam line and the main steam line, and drives the steam turbine. Therefore, in this aspect, even if sunlight does not reach the area where the solar thermal power generation equipment is installed, the steam turbine can be driven.
本態様では、前述したように、各抽気ラインに接続されている蓄熱器の蓄熱体の蓄熱後における温度範囲は、蓄熱器毎に一定の範囲内である。このため、複数の蓄熱器の蓄熱体からの熱を放熱して、水を加熱して蒸気タービンに送る蒸気を発生させた場合、この蒸気の温度範囲が一定の範囲内に収まる。よって、例えば、太陽熱発電設備が設置されている領域に太陽光が届かなくなった後、蒸気タービンを継続駆動させる場合でも、蒸気タービンを安定運転することができる。 In this aspect, as described above, the temperature range after the heat storage of the heat storage body of the heat storage device connected to each bleed line is within a certain range for each heat storage device. For this reason, when the heat from the heat storage bodies of the plurality of heat storage units is radiated to generate water to be heated to generate steam to be sent to the steam turbine, the temperature range of the steam falls within a certain range. Therefore, for example, even when the steam turbine is continuously driven after the sunlight no longer reaches the area where the solar thermal power generation equipment is installed, the steam turbine can be stably operated.
ここで、前記一態様の太陽熱発電設備において、複数の前記蓄熱器毎の前記蓄熱体の温度を検知する温度計と、複数の前記蓄熱器毎の前記抽気ラインに設けられている抽気弁と、を備えてもよい。この場合、複数の前記蓄熱器毎の前記抽気弁のそれぞれは、当該抽気弁に対応する前記蓄熱器の前記蓄熱体の温度に応じて、当該抽気弁が設けられている前記抽気ラインを流れる蒸気の流量を調節する。 Here, in the solar thermal power generation facility of the above aspect, a thermometer that detects a temperature of the heat storage body for each of the plurality of heat storage devices, and an extraction valve provided in the extraction line for each of the plurality of heat storage devices, May be provided. In this case, each of the bleed valves for each of the plurality of regenerators corresponds to steam flowing through the bleed line provided with the bleed valve in accordance with the temperature of the heat storage body of the regenerator corresponding to the bleed valve. Adjust the flow rate.
本態様では、蓄熱器の蓄熱体の温度に応じて、抽気弁により、抽気ラインを流れる蒸気の流量が調節される。このため、本態様では、蓄熱体の温度を正確に管理することができる。 In this aspect, the flow rate of the steam flowing through the bleed line is adjusted by the bleed valve in accordance with the temperature of the heat storage body of the heat storage device. For this reason, in this aspect, the temperature of the heat storage body can be accurately managed.
前記抽気弁を備える態様の太陽熱発電設備において、複数の前記蓄熱器毎の前記抽気弁のそれぞれは、当該抽気弁に対応する前記蓄熱器の前記蓄熱体の温度が予め定められた温度以上になると、閉になる。 In the solar thermal power generation facility of the aspect including the bleed valve, each of the bleed valves for each of the plurality of regenerators has a temperature of the heat storage body of the regenerator corresponding to the bleed valve equal to or higher than a predetermined temperature. , Closes.
本態様では、蓄熱体の温度が予め定められた温度以上になり、蓄熱が完了したことになると、抽気弁が閉じて、抽気ラインからの抽気蒸気が蓄熱器に送られなくなる。このため、本態様では、蓄熱体の蓄熱が完了すると、蒸気タービンからの抽気を抑えることができ、蒸気タービンの出力を高めることができる。 In this aspect, when the temperature of the heat storage body becomes equal to or higher than the predetermined temperature and the heat storage is completed, the bleed valve is closed, and the bleed steam from the bleed line is not sent to the heat storage device. For this reason, in this aspect, when the heat storage of the heat storage body is completed, extraction of air from the steam turbine can be suppressed, and the output of the steam turbine can be increased.
前記抽気弁を備える、以上のいずれかの態様の態様熱発電設備において、前記主蒸気ラインを流れる蒸気の状態量を検知する状態量検知器を備えてもよい。この場合、複数の前記蓄熱器毎の前記抽気弁のそれぞれは、前記状態量検知器で検知された蒸気の状態量に応じて、当該抽気弁が設けられている前記抽気ラインを流れる蒸気の流量を調節する。 The thermal power generation equipment according to any one of the above aspects, including the extraction valve, may include a state quantity detector that detects a state quantity of steam flowing through the main steam line. In this case, each of the bleed valves for each of the plurality of heat accumulators is, in accordance with the state quantity of the steam detected by the state quantity detector, the flow rate of steam flowing through the bleed line provided with the bleed valve. Adjust
本態様では、蒸気タービンから抽気ラインを経て蓄熱器に蒸気を送っても、状態量検知器で検知された蒸気の状態量が蒸気タービンの駆動に必要な条件を満たす場合に、蒸気タービンから抽気ラインを経て蓄熱器に蒸気を送ることができる。 In this aspect, even if the steam is sent from the steam turbine to the regenerator via the extraction line, if the state quantity of the steam detected by the state quantity detector satisfies the condition necessary for driving the steam turbine, the steam is extracted from the steam turbine. Steam can be sent to the regenerator via the line.
以上のいずれかの態様の太陽熱発電設備において、複数の前記蓄熱器は、それぞれ、蓄熱ケースと、前記蓄熱ケース内に配置され、前記蓄熱体としての複数の固体蓄熱材と、を有してもよい。 In the solar thermal power generation facility according to any one of the above aspects, the plurality of heat accumulators may each include a heat storage case and a plurality of solid heat storage materials as the heat storage body, which are disposed in the heat storage case. Good.
蓄熱体として、固体蓄熱材を用いると、蓄熱液や潜熱蓄熱材を用いる場合よりも、蓄熱ケースの構成が簡単になる。このため、本態様では、設備コストを抑えることができる。 When a solid heat storage material is used as the heat storage body, the configuration of the heat storage case becomes simpler than when a heat storage liquid or a latent heat storage material is used. For this reason, in this aspect, facility costs can be reduced.
また、以上のいずれかの態様の太陽熱発電設備において、前記蒸気発生器は、太陽熱を受ける受熱器を有してもよい。 Further, in the solar thermal power generation equipment according to any of the above aspects, the steam generator may include a heat receiver that receives solar heat.
また、以上のいずれかの態様の太陽熱発電設備において、作動媒体を圧縮して圧縮媒体を生成する圧縮機と、太陽光を受けて前記圧縮媒体を加熱する受熱器と、前記受熱器で加熱された前記圧縮媒体で駆動するタービンと、前記タービンから排気された前記作動媒体で蒸気を発生させる排熱回収ボイラと、を、さらに備えてもよい。この場合、前記蒸気発生器は、前記受熱器と前記排熱回収ボイラとを有する。 Further, in the solar thermal power generation equipment according to any one of the above aspects, a compressor that compresses a working medium to generate a compression medium, a heat receiver that receives sunlight and heats the compression medium, and is heated by the heat receiver. A turbine driven by the compression medium, and an exhaust heat recovery boiler that generates steam by the working medium exhausted from the turbine. In this case, the steam generator has the heat receiver and the exhaust heat recovery boiler.
前記排熱回収ボイラを備える、いずれかの態様の太陽熱発電設備において、前記タービンから排気された前記作動媒体で、前記圧縮機からの前記圧縮媒体を加熱し、加熱した前記圧縮媒体を前記受熱器に送る媒体予熱器を、さらに備えてもよい。 In the solar thermal power generation equipment according to any one of the aspects, including the waste heat recovery boiler, the working medium exhausted from the turbine heats the compression medium from the compressor, and the heated compression medium is supplied to the heat receiver. May be further provided.
本態様では、日照量が少ない場合でも、タービンに送られる作動媒体の温度を高めることができ、タービンの駆動量を高めることができる。 In this aspect, even when the amount of sunshine is small, the temperature of the working medium sent to the turbine can be increased, and the driving amount of the turbine can be increased.
前記排熱回収ボイラを備える、いずれかの態様の太陽熱発電設備において、前記排熱回収ボイラから排気された前記作動媒体を前記圧縮機に戻す媒体循環ラインを、さらに備えてもよい。 The solar thermal power generation equipment of any aspect including the exhaust heat recovery boiler may further include a medium circulation line that returns the working medium exhausted from the exhaust heat recovery boiler to the compressor.
本態様では、圧縮機が排熱回収ボイラから排気された作動媒体を吸い込むので、圧縮機が吸い込む作動媒体の温度が、圧縮機が作動媒体として外気を吸い込む場合よりも高くなる。さらに、本態様では、圧縮機が排熱回収ボイラから排気された作動媒体を吸い込むので、圧縮機が吸い込む作動媒体の圧力が、圧縮機が作動媒体として外気を吸い込む場合よりも高くなる。よって、本態様では、圧縮機が作動媒体として外気を吸い込む場合よりも、高温且つ高圧の作動媒体をタービンに供給することができる。このため、本態様では、圧縮機が作動媒体として外気を吸い込む場合よりも、ガスタービン出力を高めることができる。 In this aspect, since the compressor sucks the working medium exhausted from the exhaust heat recovery boiler, the temperature of the working medium sucked by the compressor becomes higher than when the compressor sucks outside air as the working medium. Further, in this aspect, since the compressor sucks the working medium exhausted from the exhaust heat recovery boiler, the pressure of the working medium sucked by the compressor becomes higher than when the compressor sucks outside air as the working medium. Therefore, in this aspect, a higher temperature and higher pressure working medium can be supplied to the turbine than when the compressor sucks outside air as the working medium. For this reason, in this aspect, the output of the gas turbine can be higher than in the case where the compressor sucks outside air as the working medium.
前記受熱器を備える、いずれかの態様の太陽熱発電設備において、太陽光を反射する反射鏡と、前記反射鏡で反射した太陽光が前記受熱器に向うよう前記反射鏡の向きを変える鏡駆動機と、を有するヘリオスタットを、さらに備えてもよい。 In the solar thermal power generation equipment according to any one of the aspects, including the heat receiver, a mirror that reflects sunlight, and a mirror driver that changes the direction of the reflector so that the sunlight reflected by the reflector faces the heat receiver. And a heliostat having the following.
以上のいずれかの態様の太陽熱発電設備において、蒸気の熱を蓄える蓄熱体を有する主蒸気蓄熱器と、前記主蒸気ラインから分岐して、前記蒸気発生器からの蒸気を前記主蒸気蓄熱器に導く蓄熱用主蒸気ライン６７ｘと、をさらに備えてもよい。この場合、前記主蒸気蓄熱器は、前記補助主蒸気ライン中に設けられ、前記最高温蓄熱器に接続されている。
In the solar thermal power generation equipment of any of the above aspects, a main steam regenerator having a heat storage body for storing heat of steam, and a main steam regenerator that branches off from the main steam line and sends steam from the steam generator to the main steam regenerator And a leading heat storage
本態様では、複数の蓄熱器の蓄熱体からの熱を放熱して、水を加熱して蒸気を発生させた後、主蒸気蓄熱器の蓄熱体で、この蒸気をさらに加熱することができる。このため、蒸気タービンに送る蒸気の温度を高めることができ、蒸気タービンの出力を高めることができる。 In this embodiment, after the heat from the heat storage bodies of the plurality of heat storage units is radiated and the water is heated to generate steam, the steam can be further heated by the heat storage unit of the main steam storage unit. Therefore, the temperature of the steam sent to the steam turbine can be increased, and the output of the steam turbine can be increased.
本発明の一態様によれば、太陽光が出ていないときでも、蒸気タービンに送る蒸気を発生させることができる上に、この蒸気の温度を安定させることができる。 According to one embodiment of the present invention, even when sunlight is not emitted, steam to be sent to the steam turbine can be generated, and the temperature of the steam can be stabilized.
以下、本発明に係る太陽熱発電設備の一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, an embodiment of a solar thermal power generation facility according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
本実施形態の太陽熱発電設備は、図１に示すように、圧縮機１１と、媒体予熱器１９と、受熱器（蒸気発生器の一部）１８と、タービン１４と、ガスタービン発電機２０と、排熱回収ボイラ（蒸気発生器の一部）２５と、蒸気タービン３０と、複数の蓄熱器４０と、蒸気タービン発電機５０と、復水器５５と、給水ポンプ５６と、複数のヘリオスタット５７と、制御装置９０と、を備える。
As shown in FIG. 1, the solar thermal power generation equipment of the present embodiment includes a
圧縮機１１は、作動媒体を圧縮して圧縮媒体を生成する。この圧縮機１１は、ＧＴ軸線Ａｇｔを中心として回転する圧縮機ロータ１２と、この圧縮機ロータ１２を覆う圧縮機ケーシング１３と、を有する。
The
本実施形態の作動媒体は、この空気よりも蒸発温度が低い低沸点媒体である。低沸点媒体としては、例えば、ＣＯ２や有機ランキンサイクルに使用される媒体等がある。有機ランキンサイクルに使用される媒体としては、例えば、以下の物質がある。
・トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、モノクロロベンゼン、ジクロロベンゼン、パーフルオロデカリン等の有機ハロゲン化合物
・ブタン、プロパン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカン等のアルカン
・シクロペンタン、シクロヘキサン等の環状アルカン
・チオフェン、ケトン、芳香族化合物
・Ｒ１３４ａ、Ｒ２４５ｆａ等の冷媒、
・以上を組み合わせたもの
The working medium of the present embodiment is a low-boiling medium having an evaporation temperature lower than that of the air. Examples of the low boiling point medium include CO 2 and a medium used in an organic Rankine cycle. Examples of the medium used in the organic Rankine cycle include the following substances.
・ Organic halogen compounds such as trichloroethylene, tetrachloroethylene, monochlorobenzene, dichlorobenzene and perfluorodecalin ・ Alkanes such as butane, propane, pentane, hexane, heptane, octane and decane ・ Cycloalkanes such as cyclopentane and cyclohexane Aromatic compounds • Refrigerants such as R134a and R245fa,
.Combinations of the above
受熱器１８は、ヘリオスタット５７からの太陽光Ｒを受けて圧縮媒体を加熱する。
The
タービン１４は、受熱器１８で加熱された圧縮媒体で駆動する。このタービン１４は、ＧＴ軸線Ａｇｔを中心として回転するタービンロータ１５と、このタービンロータ１５を覆うタービンケーシング１６と、を有する。
The
ガスタービン１０は、以上で説明した圧縮機１１と、受熱器１８と、タービン１４と、を有して構成される。タービンロータ１５と圧縮機ロータ１２とは、機械的に直結され一体回転し、ガスタービンロータ１７を構成する。
The
ガスタービン発電機２０は、発電機ロータ２１と、この発電機ロータ２１を覆う発電機ケーシング２２と、を有する。発電機ロータ２１は、ガスタービンロータ１７に機械的に連結されている。
The
媒体予熱器１９は、タービン１４から排気された作動媒体である排気媒体で、圧縮機１１からの圧縮媒体を加熱する。前述の受熱器１８は、この媒体予熱器１９で加熱された圧縮媒体をさらに加熱してタービン１４に送る。
The
ヘリオスタット５７は、太陽光Ｒを反射する反射鏡５７ａと、反射鏡５７ａを支持する支持脚５７ｂと、反射鏡５７ａを目的の方向に向ける鏡駆動機５７ｃと、を有する。
The
排熱回収ボイラ２５は、媒体予熱器１９から排気された排気媒体で水を加熱して、この水を蒸気にする。
The exhaust
蒸気タービン３０は、排熱回収ボイラ２５からの蒸気で駆動する。この蒸気タービン３０は、ＳＴ軸線Ａｓｔを中心として回転する蒸気タービンロータ３１と、この蒸気タービンロータ３１を覆う蒸気タービンケーシング３４と、を有する。
The
蒸気タービン発電機５０は、発電機ロータ５１と、この発電機ロータ５１を覆う発電機ケーシング５２と、を有する。発電機ロータ５１は、蒸気タービンロータ３１に機械的に連結されている。
The
復水器５５は、蒸気タービンケーシング３４の蒸気出口３４ｏに接続されている。この復水器５５は、蒸気タービン３０から排気された蒸気を冷却して、この蒸気を水に戻す。給水ポンプ５６は、復水器５５内の水を排熱回収ボイラ２５に送る。
The
本実施形態の太陽熱発電設備は、さらに、圧縮媒体ライン６０、媒体排気ライン６１、媒体循環ライン６２、給水ライン６３、補助給水ライン６４、主蒸気ライン６５、補助主蒸気ライン６６、抽気ライン６７、蒸気回収ライン６８、及び連結ライン６９を備える。
The solar thermal power generation equipment of the present embodiment further includes a
圧縮媒体ライン６０は、圧縮機ケーシング１３の媒体出口１３ｏとタービンケーシング１６の媒体入口１６ｉとを接続する。媒体予熱器１９及び受熱器１８は、この圧縮媒体ライン６０に設けられ、前述したように、この圧縮媒体ライン６０を流れる圧縮媒体を加熱する。なお、受熱器１８は、圧縮媒体ライン６０中で、媒体予熱器１９よりもタービン１４側に設けられている。
The
媒体排気ライン６１は、タービンケーシング１６の媒体出口１６ｏと排熱回収ボイラ２５の媒体入口２６ｉとを接続する。媒体予熱器１９は、この媒体排気ライン６１中に設けられ、前述したように、この媒体排気ライン６１を流れる排気媒体により圧縮媒体を加熱する。
The
媒体循環ライン６２は、排熱回収ボイラ２５の媒体出口２６ｏと、圧縮機ケーシング１３の媒体入口１３ｉとを接続する。
The
主蒸気ライン６５は、排熱回収ボイラ２５の蒸気出口２９ｏと、蒸気タービンケーシング３４の蒸気入口３４ｉとを接続する。給水ライン６３は、復水器５５と排熱回収ボイラ２５の給水入口２７ｉとを接続する。給水ポンプ５６は、この給水ライン６３に設けられている。
The
複数の抽気ライン６７は、蒸気タービンケーシング３４に接続され、蒸気タービンケーシング３４内の蒸気を抽気する。蓄熱器４０は、複数の抽気ライン６７毎に設けられている。蒸気回収ライン６８は、複数の蓄熱器４０に接続され、複数の蓄熱器４０を通過した蒸気を排熱回収ボイラ２５に戻す。
The plurality of
補助給水ライン６４は、給水ライン６３中で給水ポンプ５６よりも排熱回収ボイラ２５側の位置から分岐し、複数の蓄熱器４０のうちの一の蓄熱器４０ｄに接続している。給水ライン６３中で、補助給水ライン６４の分岐位置よりも排熱回収ボイラ２５側の位置には、第一給水切替弁７１が設けられている。また、補助給水ライン６４には、第二給水切替弁７２が設けられている。
The auxiliary
連結ライン６９は、補助給水ライン６４からの水が複数の蓄熱器４０に順次流れるよう、複数の蓄熱器４０を直列接続する。
The
補助主蒸気ライン６６は、連結ライン６９により直列接続されている複数の蓄熱器４０のうち、補助給水ライン６４に接続されている一の蓄熱器４０ｄから最も離れている他の蓄熱器４０ａと、主蒸気ライン６５とを接続する。主蒸気ライン６５中で、補助主蒸気ライン６６との接続位置よりも排熱回収ボイラ２５側の位置には、第一蒸気切替弁７３が設けられている。また、補助主蒸気ライン６６には、第二蒸気切替弁７４が設けられている。主蒸気ライン６５中で、補助主蒸気ライン６６との接続位置よりも蒸気タービン３０側の位置には、主蒸気調節弁７５が設けられている。
The auxiliary
図２に示すように、排熱回収ボイラ２５は、タービン１４からの排気媒体が内部を流れるボイラケーシング２６と、このボイラケーシング２６内に配置されている節炭器２７及び過熱器２９と、ボイラケーシング２６内に一部が配置されている蒸発器２８と、を有する。排熱回収ボイラ２５の媒体入口２６ｉ及び媒体出口２６ｏは、このボイラケーシング２６に形成されている。節炭器２７、蒸発器２８、及び過熱器２９は、媒体入口２６ｉから媒体出口２６ｏに向かって、この順序でボイラケーシング２６に配置されている。節炭器２７には、給水ライン６３が接続されている。よって、排熱回収ボイラ２５の給水入口２７ｉは、この節炭器２７の端の部分である。節炭器２７は、給水ライン６３からの水を排気媒体で加熱する。蒸発器２８は、節炭器２７で加熱された水を排気媒体でさらに加熱して蒸気にする。この蒸発器２８は、水と蒸気とを分離する蒸気ドラム２８ｄを有する。過熱器２９は、蒸発器２８からの蒸気を排気媒体で過熱する。この過熱器２９には、主蒸気ライン６５が接続されている。よって、排熱回収ボイラ２５の蒸気出口２９ｏは、この過熱器２９の端の部分である。
As shown in FIG. 2, the exhaust
蒸気タービンロータ３１は、ＳＴ軸線Ａｓｔを中心に回転するロータ軸部３２と、このロータ軸部３２に設けられている複数の動翼列３３と、を有する。複数の動翼列３３は、ＳＴ軸線Ａｓｔが延びる軸線方向Ｄａに並んでいる。複数の動翼列３３は、いずれも、複数の動翼を有する。複数の動翼は、ＳＴ軸線Ａｓｔに対する周方向に並んでいる。蒸気タービン３０は、蒸気タービンケーシング３４に固定されている複数の静翼列３５を有する。複数の静翼列３５のそれぞれは、複数の動翼列３３のうちのいずれか一の動翼列３３の軸線上流側Ｄａｕに配置されている。なお、軸線上流側Ｄａｕとは、軸線方向Ｄａで蒸気タービンケーシング３４の蒸気出口３４ｏに対する蒸気入口３４ｉ側のことである。また、軸線下流側Ｄａｄとは、軸線方向Ｄａで蒸気タービンケーシング３４の蒸気入口３４ｉに対する蒸気出口３４ｏ側のこと、つまり軸線上流側Ｄａｕとは反対側のことである。一の動翼列３３と、この一の動翼列３３の軸線上流側Ｄａｕに隣接する一の静翼列３５とで、段を構成する。この蒸気タービン３０は、複数の段を有する。なお、以下では、複数の段のうち、最も軸線上流側Ｄａｕの段を第一段とし、この第一段の軸線下流側Ｄａｄに隣接する段を第二段とする。以下、同様に、第二段の軸線下流側Ｄａｄに隣接する段を第三段とし、第三段の軸線下流側Ｄａｄに隣接する段を第四段とし、第四段の軸線下流側Ｄａｄに隣接する段を第五段とする。
The
本実施形態の太陽熱発電設備は、複数の抽気ライン６７として、第一抽気ライン６７ａ、第二抽気ライン６７ｂ、第三抽気ライン６７ｃ、及び第四抽気ライン６７ｄを有する。各抽気ライン６７は、蒸気タービンケーシング３４のうちで、軸線方向Ｄａで互いに異なる位置に接続されている。具体的に、第一抽気ライン６７ａは、蒸気タービンケーシング３４中、軸線方向Ｄａで、第一段の動翼列３３と第二段の静翼列３５との間の位置に接続されている。第二抽気ライン６７ｂは、蒸気タービンケーシング３４中、軸線方向Ｄａで、第二段の動翼列３３と第三段の静翼列３５との間の位置に接続されている。第三抽気ライン６７ｃは、蒸気タービンケーシング３４中、軸線方向Ｄａで、第三段の動翼列３３と第四段の静翼列３５との間の位置に接続されている。第四抽気ライン６７ｄは、蒸気タービンケーシング３４中、軸線方向Ｄａで、第四段の動翼列３３と第五段の静翼列３５との間の位置に接続されている。
The solar thermal power generation equipment of this embodiment has a
複数の蓄熱器４０は、それぞれ、蓄熱ケース４１と、蓄熱ケース４１内に配置されている蓄熱体４６と、を有する。蓄熱体４６は、複数の固体蓄熱材４７で構成される。固体蓄熱材４７は、例えば、コンクリート製又はセラミックス製のぺブルである。蓄熱ケース４１には、抽気蒸気入口４２、抽気蒸気出口４３、加熱対象入口４４、加熱対象出口４５が形成されている。
Each of the plurality of
本実施形態の太陽熱発電設備は、複数の蓄熱器４０として、第一蓄熱器４０ａ、第二蓄熱器４０ｂ、第三蓄熱器４０ｃ、及び第四蓄熱器４０ｄを有する。第一蓄熱器４０ａの抽気蒸気入口４２には、第一抽気ライン６７ａに接続されている。第二蓄熱器４０ｂの抽気蒸気入口４２には、第二抽気ライン６７ｂに接続されている。第三蓄熱器４０ｃの抽気蒸気入口４２には、第三抽気ライン６７ｃに接続されている。第四蓄熱器４０ｄの抽気蒸気入口４２には、第四抽気ライン６７ｄに接続されている。
The solar thermal power generation equipment of this embodiment has a
蒸気回収ライン６８は、第一蓄熱器４０ａの抽気蒸気出口４３に接続されている第一回収ライン６８ａ、第二蓄熱器４０ｂの抽気蒸気出口４３に接続されている第二回収ライン６８ｂ、第三蓄熱器４０ｃの抽気蒸気出口４３に接続されている第三回収ライン６８ｃ、第四蓄熱器４０ｄの抽気蒸気出口４３に接続されている第四回収ライン６８ｄ、及び主回収ライン６８ｍを有する。主回収ライン６８ｍは、第一回収ライン６８ａ、第二回収ライン６８ｂ、第三回収ライン６８ｃ及び第四回収ライン６８ｄに接続されていると共に、給水ライン６３に接続されている。具体的に、主回収ライン６８ｍは、給水ライン６３中で、第一給水切替弁７１よりも排熱回収ボイラ２５側の位置に接続されている。
The
なお、主回収ライン６８ｍは、復水器５５に接続してもよい。以上のように、蒸気回収ラインを給水ライン６３又は復水器５５に接続する場合、主回収ライン６８ｍを設けず、第一回収ライン６８ａ、第二回収ライン６８ｂ、第三回収ライン６８ｃ及び第四回収ライン６８ｄのそれぞれを、給水ライン６３又は復水器５５に直接接続してもよい。また、第一回収ライン６８ａ、第二回収ライン６８ｂ、第三回収ライン６８ｃ、第四回収ライン６８ｄを流れる蒸気のうちで、いずれかの蒸気の圧力が蒸気ドラム２８ｄ内の圧力より高い場合には、蒸気ドラム２８ｄ内の圧力より高い蒸気が流れる回収ラインを蒸気ドラム２８ｄに接続してもよい。
The
前述した、複数の蓄熱器４０のうちの一の蓄熱器４０ｄは、第四蓄熱器４０ｄである。よって、補助給水ライン６４は、この第四蓄熱器４０ｄの加熱対象入口４４に接続されている。また、前述した、複数の蓄熱器４０のうちの他の蓄熱器４０ａは、第一蓄熱器４０ａである。よって、補助主蒸気ライン６６は、この第一蓄熱器４０ａの加熱対象出口４５に接続されている。
One of the plurality of
連結ライン６９は、第一蓄熱器４０ａの加熱対象入口４４と第二蓄熱器４０ｂの加熱対象出口４５とを接続する第一連結ライン６９ａと、第二蓄熱器４０ｂの加熱対象入口４４と第三蓄熱器４０ｃの加熱対象出口４５とを接続する第二連結ライン６９ｂと、第三蓄熱器４０ｃの加熱対象入口４４と第四蓄熱器４０ｄの加熱対象出口４５とを接続する第三連結ライン６９ｃと、を有する。
The
第一抽気ライン６７ａには、第一抽気弁７６ａが設けられている。第二抽気ライン６７ｂには、第二抽気弁７６ｂが設けられている。第三抽気ライン６７ｃには、第三抽気弁７６ｃが設けられている。第四抽気ライン６７ｄには、第四抽気弁７６ｄが設けられている。第一回収ライン６８ａには、第一蓄熱体温度計８３ａ及び第一回収弁７７ａが設けられている。第二回収ライン６８ｂには、第二蓄熱体温度計８３ｂ及び第二回収弁７７ｂが設けられている。第三回収ライン６８ｃには、第三蓄熱体温度計８３ｃ及び第三回収弁７７ｃが設けられている。第四回収ライン６８ｄには、第四蓄熱体温度計８３ｄ及び第四回収弁７７ｄが設けられている。各蓄熱体温度計８３ａ，８３ｂ，８３ｃ，８３ｄは、蓄熱器４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄから流出した抽気蒸気の温度を検知することで、蓄熱器４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄ内の蓄熱体４６の温度を間接的に検知する。
The
第一連結ライン６９ａには、第一仕切弁７８ａが設けられている。第二連結ライン６９ｂには、第二仕切弁７８ｂが設けられている。第三連結ライン６９ｃには、第三仕切弁７８ｃが設けられている。
The
主蒸気ライン６５中で、補助主蒸気ライン６６との接続位置よりも蒸気タービン３０側の位置には、主蒸気圧力計８１及び主蒸気温度計８２が設けられている。
In the
制御装置９０は、以上で説明した圧力計や温度計等の検知器からの信号に基づき、以上で説明した各弁の開閉を制御する。
The
次に、以上で説明した太陽熱発電設備の動作について説明する。まず、太陽熱発電設備が設置されている領域に太陽光が届いている場合について説明する。 Next, the operation of the solar thermal power generation equipment described above will be described. First, a case where sunlight reaches the area where the solar thermal power generation equipment is installed will be described.
圧縮機１１は、作動媒体を吸い込み、この作動媒体を圧縮して圧縮媒体を生成する。この圧縮媒体は、圧縮媒体ライン６０を介して、受熱器１８に流入する。複数のヘリオスタット５７の鏡駆動機５７ｃは、反射鏡５７ａで反射した太陽光Ｒが受熱器１８に向うよう、反射鏡５７ａの向きを調節する。この結果、ヘリオスタット５７の反射鏡５７ａで反射された太陽光Ｒは、受熱器１８に照射される。受熱器１８内を流れる圧縮媒体は、受熱器１８が受けた太陽光Ｒの熱により加熱される。
The
受熱器１８で加熱された圧縮媒体は、圧縮媒体ライン６０を経て、タービンケーシング１６内に流入する。タービンロータ１５は、この圧縮媒体により回転する。圧縮機ロータ１２は、タービンロータ１５に直結されているため、このタービンロータ１５の回転と一体回転する。ガスタービン発電機２０は、ガスタービンロータ１７の回転で発電する。
The compression medium heated by the
タービンケーシング１６から排気された高温の作動媒体は、排気媒体として、媒体排気ライン６１を介して、排熱回収ボイラ２５のボイラケーシング２６内に流入する。媒体排気ライン６１に設けられている媒体予熱器１９では、媒体排気ライン６１からの排気媒体と、圧縮媒体ライン６０からの圧縮媒体とが熱交換され、圧縮媒体が加熱される。媒体予熱器１９で加熱された圧縮媒体は、前述したように、圧縮媒体ライン６０を介して、受熱器１８に流入し、この受熱器１８でさらに加熱される。
The high-temperature working medium exhausted from the
排熱回収ボイラ２５の節炭器２７には、給水ライン６３から水が供給される。節炭器２７では、排気媒体と水とが熱交換され、水が加熱される。節炭器２７で加熱された水は、排熱回収ボイラ２５の蒸発器２８に流入する。蒸発器２８では、節炭器２７からの水と排気媒体とが熱交換され、水が加熱されて蒸気になる。この蒸気は、排熱回収ボイラ２５の過熱器２９に流入する。過熱器２９では、この蒸気と排気媒体とが熱交換され、蒸気が過熱される。
Water is supplied from a
排熱回収ボイラ２５の過熱器２９で過熱された蒸気は、主蒸気ライン６５を経て、蒸気タービンケーシング３４内に流入する。蒸気タービンロータ３１は、この蒸気により回転する。蒸気タービン発電機５０は、この蒸気タービンロータ３１の回転で発電する。
The steam superheated by the
蒸気タービンケーシング３４から排気された蒸気は、復水器５５に流入し、この復水器５５で冷却されて、水になる。この水は、給水ライン６３を介して、排熱回収ボイラ２５の節炭器２７に流入する。
The steam exhausted from the
排熱回収ボイラ２５のボイラケーシング２６から流出した作動媒体は、媒体循環ライン６２を介して、再び、圧縮機１１内に流入する。
The working medium flowing out of the
タービンロータ１５が回転し始めた後であって、蒸気タービン３０が起動し始める前、図３に示すように、第二給水切替弁７２、第二蒸気切替弁７４、主蒸気調節弁７５、第一抽気弁７６ａ、第二抽気弁７６ｂ、第三抽気弁７６ｃ、第四抽気弁７６ｄ、第一回収弁７７ａ、第二回収弁７７ｂ、第三回収弁７７ｃ、第四回収弁７７ｄ、第一仕切弁７８ａ、第二仕切弁７８ｂ、及び第三仕切弁７８ｃは、閉じている。一方、第一給水切替弁７１、及び第一蒸気切替弁７３は、開いている。
After the
タービンロータ１５が回転し始めた後、排熱回収ボイラ２５内に高温の排気媒体が流れ始める。排熱回収ボイラ２５内に高温の排気媒体が流れ始めてから、蒸気タービン３０の駆動に必要な条件の蒸気が発生するまでに、一定の時間を要する。このため、タービンロータ１５が回転し始めた後であって、蒸気タービン３０が起動し始める前では、前述したように、主蒸気調節弁７５が閉じられている。
After the
主蒸気圧力計８１で検知された蒸気の圧力が予め定められた起動時圧力より高くなり、且つ主蒸気温度計８２で検知された蒸気の温度が予め定められた起動時温度より高くなると、この蒸気は、蒸気タービン３０の起動における起動時状態量条件を満たしたとして、制御装置９０は、主蒸気調節弁７５に開指示を送る。この結果、主蒸気調節弁７５が開き、前述したように、排熱回収ボイラ２５からの蒸気が蒸気タービン３０に流入し、蒸気タービンロータ３１が回転する。
When the pressure of the steam detected by the main
その後、ガスタービン１０が継続して駆動していると、排熱回収ボイラ２５からの蒸気の温度及び圧力が次第に高まる。主蒸気圧力計８１で検知された蒸気の圧力が予め定められた蓄熱時圧力以上になり、且つ主蒸気温度計８２で検知された蒸気の温度が予め定められた蓄熱時温度以上になると、この蒸気は、蓄熱時状態量条件を満たしたとして、制御装置９０は、図４に示すように、第一抽気弁７６ａ、第二抽気弁７６ｂ、第三抽気弁７６ｃ、第四抽気弁７６ｄ、第一回収弁７７ａ、第二回収弁７７ｂ、第三回収弁７７ｃ、及び第四回収弁７７ｄに開指示を送り、第一抽気弁７６ａ、第二抽気弁７６ｂ、第三抽気弁７６ｃ、第四抽気弁７６ｄ、第一回収弁７７ａ、第二回収弁７７ｂ、第三回収弁７７ｃ、及び第四回収弁７７ｄを開ける。なお、蓄熱時圧力は、前述の起動時圧力以上の圧力である。また、蓄熱時温度は、前述の起動時温度以上の温度である。また、本実施形態で、主蒸気圧力計８１と主蒸気温度計８２とは、主蒸気の状態量を検知する状態量検知器を構成する。
Thereafter, when the
第一抽気弁７６ａ及び第一回収弁７７ａが開くと、蒸気タービン３０の第一段を通過した蒸気が蒸気タービン３０から抽気され、第一抽気ライン６７ａを介して、抽気蒸気が第一蓄熱器４０ａの蓄熱ケース４１内に流入する。蓄熱ケース４１内に流入した抽気蒸気は、複数の固体蓄熱材４７と熱交換し、複数の固体蓄熱材４７を加熱する。すなわち、複数の固体蓄熱材４７は、蓄熱される。第一蓄熱器４０ａの蓄熱ケース４１内に流入した蒸気は、複数の固体蓄熱材４７との熱交換により冷却された後、第一回収ライン６８ａ及び主回収ライン６８ｍを経て、排熱回収ボイラ２５の蒸気ドラム２８ｄに流入する。
When the
蒸気タービン３０の第二段以降の各段を通過した蒸気は、以上と同様に、蒸気タービン３０から抽気され、各段に対応する抽気ライン６７を介して、この抽気ライン６７に接続されている蓄熱ケース４１内に流入する。抽気蒸気は、この蓄熱ケース４１内の複数の固体蓄熱材４７を加熱する一方で、冷却される。蓄熱ケース４１内で冷却された抽気蒸気は、この蓄熱ケース４１に対応する回収ライン６８ａ，６８ｂ，６８ｃ，６８ｄ及び主回収ライン６８ｍ、さらに給水ライン６３を経て、排熱回収ボイラ２５に流入する。
The steam that has passed through the second and subsequent stages of the
第一蓄熱体温度計８３ａで検知された温度が予め定めた蓄熱完了温度以上になると、制御装置９０は、第一蓄熱器４０ａの蓄熱が完了したとして、第一抽気弁７６ａ及び第一回収弁７７ａに対して閉指示を送る。この結果、蒸気タービン３０の第一段を通過した蒸気は、第一抽気ライン６７ａを介して、第一蓄熱器４０ａ内に流入しなくなる。その後、主蒸気温度計８２で検知される蒸気の温度が前述の蓄熱時温度より高い状態で、第一蓄熱体温度計８３ａで検知される温度が蓄熱完了温度よりも低い蓄熱開始温度以下になると、制御装置９０は、第一抽気弁７６ａ及び第一回収弁７７ａに対して、開指示を送り、第一蓄熱器４０ａに蓄熱動作をさせる。
When the temperature detected by the first heat storage element thermometer 83a becomes equal to or higher than the predetermined heat storage completion temperature, the
蒸気タービン３０の第二段以降の各段に対応した蓄熱温度計で検知された温度が予め定めた蓄熱完了温度以上になると、制御装置９０は、各段に対応した抽気弁及び回収弁に対して閉指示を送る。この結果、蒸気タービン３０の各段を通過した蒸気は、各抽気ライン６７を介して、各蓄熱器４０内に流入しなくなる。その後、主蒸気温度計８２で検知される蒸気の温度が前述の蓄熱時温度より高い状態で、各蓄熱体温度計８３ａ，８３ｂ，８３ｃ，８４ｄで検知される温度が蓄熱完了温度よりも低い蓄熱開始温度以下になると、制御装置９０は、各段に対応した抽気弁及び回収弁に対して、開指示を送り、各段に対応した蓄熱器４０に蓄熱動作をさせる。
When the temperature detected by the heat storage thermometer corresponding to each of the second and subsequent stages of the
なお、第一蓄熱体温度計８３ａで検知される温度に関して予め定められている蓄熱完了温度である第一蓄熱完了温度、第二蓄熱体温度計８３ｂで検知される温度に関して予め定められている蓄熱完了温度である第二蓄熱完了温度、第三蓄熱体温度計８３ｃで検知される温度に関して予め定められている蓄熱完了温度である第三蓄熱完了温度、第四蓄熱体温度計８３ｄで検知される温度に関して予め定められている蓄熱完了温度である第四蓄熱完了温度は、第一、第二、第三、第四の順で低くなっている。
The first heat storage completion temperature which is a predetermined heat storage completion temperature with respect to the temperature detected by the first heat storage body thermometer 83a, and the predetermined heat storage completion temperature which is detected by the second heat
また、第一蓄熱体温度計８３ａで検知される温度に関して予め定められている蓄熱開始温度である第一蓄熱開始温度、第二蓄熱体温度計８３ｂで検知される温度に関して予め定められている蓄熱開始温度である第二蓄熱開始温度、第三蓄熱体温度計８３ｃで検知される温度に関して予め定められている蓄熱開始温度である第三蓄熱開始温度、第四蓄熱体温度計８３ｄで検知される温度に関して予め定められている蓄熱開始温度である第四蓄熱開始温度は、第一、第二、第三、第四の順で低くなっている。
Also, a first heat storage start temperature which is a predetermined heat storage start temperature with respect to the temperature detected by the first heat storage element thermometer 83a, and a heat storage predetermined with respect to the temperature detected by the second heat
本実施形態で、各蓄熱器４０の蓄熱体４６が蓄熱されるときに、蒸気タービン３０に流入する蒸気の温度範囲は、前述の蓄熱時温度以上の一定の範囲内である。蒸気タービン３０から各抽気ライン６７を経て抽気される抽気蒸気の温度は、抽気蒸気の抽気位置が軸線下流側Ｄａｄになるに従い低くなる。しかしながら、蒸気タービン３０から各抽気ライン６７を経て抽気される抽気蒸気の温度範囲は、抽気ライン６７毎に一定の範囲内である。このため、各抽気ライン６７に接続されている蓄熱器４０の蓄熱体４６の蓄熱後における温度範囲も、蓄熱器４０毎に一定の範囲内になる。なお、第一蓄熱器４０ａの蓄熱体４６の蓄熱後における温度は、第二蓄熱器４０ｂの蓄熱体４６の蓄熱後における温度より高い。第二蓄熱器４０ｂの蓄熱体４６の蓄熱後における温度は、第三蓄熱器４０ｃの蓄熱体４６の蓄熱後における温度より高い。第三蓄熱器４０ｃの蓄熱体４６の蓄熱後における温度は、第四蓄熱器４０ｄの蓄熱体４６の蓄熱後における温度より高い。よって、第一蓄熱器４０ａは、最高温度蓄熱器（一の蓄熱器）である。また、第四蓄熱器４０ｄは、最低温度蓄熱器（他の蓄熱器）である。
In the present embodiment, when the
次に、太陽熱発電設備が設置されている領域に太陽光が届かなくなった場合について説明する。なお、ここでは、太陽熱発電設備が設置されている領域に太陽光が届かなくなる前に、全ての蓄熱器４０の蓄熱が完了しており、第一抽気弁７６ａ、第二抽気弁７６ｂ、第三抽気弁７６ｃ、第四抽気弁７６ｄ、第一回収弁７７ａ、第二回収弁７７ｂ、第三回収弁７７ｃ、及び第四回収弁７７ｄが閉じているものとする。
Next, a case where sunlight stops reaching an area where the solar thermal power generation equipment is installed will be described. Here, before the sunlight stops reaching the area where the solar thermal power generation equipment is installed, the heat storage of all the
太陽熱発電設備が設置されている領域に太陽光が届かなくなると、ガスタービン１０が停止すると共に、排熱回収ボイラ２５からの蒸気の圧力及び温度が次第に低下する。このため、太陽熱発電設備が設置されている領域に太陽光が届かなくなると、ガスタービン発電機２０は発電しなくなる。
When the sunlight stops reaching the area where the solar thermal power generation equipment is installed, the
太陽熱発電設備が設置されている領域に太陽光が届かなくなって、主蒸気圧力計８１で検知された蒸気の圧力が予め定められた放熱時圧力より低くなり、且つ主蒸気温度計８２で検知された蒸気の温度が予め定められた放熱時温度より低くなると、この蒸気は、放熱条件を満たしたとして、制御装置９０は、図５に示すように、第二給水切替弁７２、第二蒸気切替弁７４、第一仕切弁７８ａ、第二仕切弁７８ｂ、及び第三仕切弁７８ｃに開指示を与える。
When the sunlight does not reach the area where the solar thermal power generation equipment is installed, the pressure of the steam detected by the main
この結果、第二給水切替弁７２、第二蒸気切替弁７４、第一仕切弁７８ａ、第二仕切弁７８ｂ、及び第三仕切弁７８ｃが開き、給水ポンプ５６からの水の一部が補助給水ライン６４を介して、第四蓄熱器４０ｄの蓄熱ケース４１内に流入する。蓄熱ケース４１内に流入した水は、蓄熱ケース４１内の複数の固体蓄熱材４７との熱交換で加熱される。
As a result, the second feed
第四蓄熱器４０ｄで加熱された水は、第三連結ライン６９ｃを介して、第三蓄熱器４０ｃの蓄熱ケース４１内に流入する。蓄熱ケース４１内に流入した水は、蓄熱ケース４１内の複数の固体蓄熱材４７との熱交換でさらに加熱される。
The water heated by the fourth
第三蓄熱器４０ｃで加熱された水は、第二連結ライン６９ｂを介して、第二蓄熱器４０ｂの蓄熱ケース４１内に流入する。蓄熱ケース４１内に流入した水は、蓄熱ケース４１内の複数の固体蓄熱材４７との熱交換でさらに加熱され、場合によっては蒸気になる。
The water heated by the third
第二蓄熱器４０ｂで加熱された水、又は第二蓄熱器４０ｂで発生した蒸気は、第一連結ライン６９ａを介して、第一蓄熱器４０ａの蓄熱ケース４１内に流入する。蓄熱ケース４１内に流入した水又は蒸気は、蓄熱ケース４１内の複数の固体蓄熱材４７との熱交換で加熱され、過熱蒸気になる。過熱蒸気は、補助主蒸気ライン６６及び主蒸気ライン６５を介して、蒸気タービンケーシング３４内に流入する。蒸気タービンロータ３１は、この蒸気により回転する。蒸気タービン発電機５０は、この蒸気タービンロータ３１の回転で発電する。
The water heated by the second
制御装置９０は、第二給水切替弁７２、第二蒸気切替弁７４、第一仕切弁７８ａ、第二仕切弁７８ｂ、及び第三仕切弁７８ｃに開指示を与えた後、所定時間を経過する等の条件を満たすと、第一給水切替弁７１及び第一蒸気切替弁７３に閉指示を送る。この結果、第一給水切替弁７１及び第一蒸気切替弁７３が閉じ、給水ポンプ５６からの水は、専ら、補助給水ライン６４を介して、第四蓄熱器４０ｄの蓄熱ケース４１内に流入し始め、排熱回収ボイラ２５には流入しなくなる。また、排熱回収ボイラ２５からの蒸気の圧力が低下しても、補助主蒸気ライン６６からの蒸気は、専ら蒸気タービン３０に流入し、排熱回収ボイラ２５に流入しなくなる。
After giving the opening instruction to the second feed
第一蓄熱体温度計８３ａで検知される温度が予め定めた放熱終了温度以下になると、制御装置９０は、主蒸気調節弁７５、第一仕切弁７８ａ、第二仕切弁７８ｂ、第三仕切弁７８ｃ、第二蒸気切替弁７４、及び第二給水切替弁７２に閉指示を送ると共に、給水ポンプ５６に停止指示を送る。この結果、主蒸気調節弁７５、第一仕切弁７８ａ、第二仕切弁７８ｂ、第三仕切弁７８ｃ、第二蒸気切替弁７４、及び第二給水切替弁７２は、閉じ、給水ポンプ５６は、停止する。また、蒸気タービンケーシング３４に蒸気が流入しなくなるので、蒸気タービン３０も停止する。このため、蒸気タービン発電機５０による発電が終了する。
When the temperature detected by the first heat storage element thermometer 83a becomes equal to or lower than the predetermined heat release end temperature, the
以上のように、本実施形態では、太陽熱発電設備が設置されている領域に太陽光が届かなくなった後も、蒸気タービン発電機５０で継続的に発電を行うことができる。
As described above, in the present embodiment, the
また、本実施形態では、複数の蓄熱器４０毎に温度が異なる蓄熱体４６で水を順次加熱して蒸気を発生させるので、一つの蓄熱器で水を加熱して蒸気を発生させる場合よりも、効率的に蓄熱体に蓄えられた熱を利用することができる。
Further, in the present embodiment, since the water is sequentially heated by the
また、本実施形態では、前述したように、各抽気ライン６７に接続されている蓄熱器４０の蓄熱体４６の蓄熱後における温度範囲は、蓄熱器４０毎に一定の範囲内である。このため、複数の蓄熱器４０の蓄熱体４６からの熱を放熱して、水を加熱して蒸気タービン３０に送る蒸気を発生させた場合、この蒸気の温度範囲が一定の範囲内に収まる。よって、例えば、以上で説明したように、太陽熱発電設備が設置されている領域に太陽光が届かなくなった後、蒸気タービン３０を継続駆動させる場合でも、蒸気タービン３０を安定運転することができる。
In the present embodiment, as described above, the temperature range after the heat storage of the
本実施形態では、圧縮機１１が排熱回収ボイラ２５から排気された作動媒体を吸い込むので、圧縮機１１が吸い込む作動媒体の温度が、圧縮機１１が作動媒体として外気を吸い込む場合よりも高くなる。さらに、本実施形態では、圧縮機１１が排熱回収ボイラ２５から排気された作動媒体を吸い込むので、圧縮機１１が吸い込む作動媒体の圧力が、圧縮機１１が作動媒体として外気を吸い込む場合よりも高くなる。
In the present embodiment, since the
よって、本実施形態では、圧縮機１１が作動媒体として外気を吸い込む場合よりも、高温且つ高圧の作動媒体をタービン１４に供給することができる。このため、本実施形態では、圧縮機１１が作動媒体として外気を吸い込む場合よりも、ガスタービン１０出力を高めることができる。
Therefore, in the present embodiment, a higher-temperature and higher-pressure working medium can be supplied to the
また、本実施形態では、作動媒体として、空気よりも蒸発温度が低い低沸点媒体を用いている。このため、作動媒体のタービン出口温度が、作動媒体として空気を用いている場合と同じでも、媒体循環ライン６２内の圧力を調節することで、作動媒体の相が気相になっている温度域を広くすることができる。よって、気相の作動媒体からエネルギーを得るにあたり、本実施形態では、作動媒体として空気を用いる場合よりも、エネルギー落差を大きくすることができる。このため、本実施形態では、この観点からも、作動媒体として空気を用いる場合よりも、ガスタービン出力を高めることができる。
In the present embodiment, a low-boiling medium having a lower evaporation temperature than air is used as the working medium. For this reason, even if the turbine outlet temperature of the working medium is the same as the case where air is used as the working medium, by adjusting the pressure in the
なお、本実施形態の作動媒体は、低沸点媒体でなく空気であってもよい。但し、本実施形態において、作動媒体として空気を用いた場合、作動媒体として低沸点媒体を用いることによるメリットを得ることができなくなる。 Note that the working medium of the present embodiment may be air instead of the low-boiling medium. However, in the present embodiment, when air is used as the working medium, the merit of using a low-boiling medium as the working medium cannot be obtained.
また、以上では、太陽熱発電設備が設置されている領域に太陽光が届かなくなった後、蒸気タービン３０を継続駆動させる場合について説明した。しかしながら、太陽熱発電設備が設置されている領域に太陽光が届かなくなった後、蒸気タービン３０を一端停止させ、その後、電力需要が高まったときに、複数の蓄熱器４０の蓄熱体４６からの熱を放熱して蒸気を発生させ、この蒸気で蒸気タービン３０を駆動するようにしてもよい。
Also, a case has been described above where the
「変形例」
以上の実施形態の太陽熱発電設備は、媒体予熱器１９を備える。しかしながら、太陽熱発電設備は、この媒体予熱器１９を備えていなくてもよい。
"Modification"
The solar thermal power generation equipment of the above embodiment includes the
以上の実施形態で、複数の抽気ライン６７での抽気は、同時に開始される。しかしながら、複数の抽気ライン６７での抽気は、同時に開始されなくてもよい。例えば、第四抽気ライン６７ｄによる抽気を最初に行い、この第四抽気ライン６７ｄから抽気蒸気で第四蓄熱器４０ｄの蓄熱体４６の蓄熱が完了してから、第三抽気ライン６７ｃよる抽気を行い、その後、順次、第二抽気ライン６７ｂによる抽気、第一抽気ライン６７ａによる抽気を行ってもよい。
In the above embodiment, the bleeding in the plurality of bleeding
以上の実施形態の蓄熱器４０の数は、四つである。しかしながら、蓄熱器４０は、二つでも、三つで３も、五つ以上であってもよい。この場合も、抽気ライン６７の数は、蓄熱器４０の数に一致する。
The number of
以上の実施形態の太陽熱発電設備は、ガスタービン１０の駆動で発電するガスタービン発電機２０と、蒸気タービン３０の駆動で発電する蒸気タービン発電機５０とを備える。しかしながら、太陽熱発電設備は、ガスタービン１０の駆動及び蒸気タービン３０の駆動で発電する一の発電機のみを備えてもよい。この場合、ガスタービン１０が駆動し蒸気タービン３０が駆動していないとできも、一の発電機で発電できるようにするため、蒸気タービンロータ３１と発電機ロータとの間には、クラッチが設けられる。また、この場合、蒸気タービン３０が駆動しガスタービン１０が駆動していないとできも、一の発電機で発電できるようにするため、ガスタービンロータ１７と発電機ロータとの間には、クラッチが設けられる。
The solar thermal power generation equipment of the above embodiment includes a
以上の実施形態の第一蓄熱器４０ａは、専ら蓄熱器としての機能のみを有する。しかしながら、この第一蓄熱器４０ａに受熱器としての機能を持たせ、複数のヘリオスタット５７のうちの一部のヘリオスタット５７からの太陽光を第一蓄熱器４０ａに向かわせ、第一蓄熱器４０ａの複数の固体蓄熱材４７を太陽熱により加熱してもよい。すなわち、第一蓄熱器４０ａの複数の固体蓄熱材４７を、抽気蒸気で加熱しつつも、太陽熱によりさらに加熱してもよい。この変形例では、排熱回収ボイラ２５が蒸気を発生しなくなった後、以上の実施形態よりも高温の蒸気を蒸気タービン３０に供給することができる。
The first
以上の実施形態では、蒸気タービン３０から抽気した蒸気の熱で蓄熱する蓄熱器４０のみを有する。しかしながら、図６に示すように、以上の実施形態の太陽熱発電設備に、主蒸気ライン６５を流れる主蒸気の熱で蓄熱する主蒸気蓄熱器４０ｘを追加してもよい。この場合、排熱回収ボイラ２５からの蒸気を主蒸気蓄熱器４０ｘに導く蓄熱用主蒸気ライン６７ｘと、主蒸気蓄熱器４０ｘを通過した蒸気を回収するための蓄熱用主蒸気回収ライン６８ｘをさらに備える。
In the above embodiment, only the
主蒸気蓄熱器４０ｘは、以上の実施形態の蓄熱器４０と同様、蓄熱ケース４１と、蓄熱ケース４１内に配置されている蓄熱体とを有する。この蓄熱体は、複数の固体蓄熱材４７で構成される。蓄熱ケース４１には、蒸気入口４２、蒸気出口４３、加熱対象入口４４、加熱対象出口４５が形成されている。主蒸気蓄熱器４０ｘは、補助主蒸気ライン６６中であって、第二蒸気切替弁７４よりも第一蓄熱器４０ａ側の位置に設けられている。主蒸気蓄熱器４０ｘの加熱対象入口４４及び加熱対象出口４５は、いずれも、補助主蒸気ライン６６に設けられている。この補助主蒸気ライン６６中で、主蒸気蓄熱器４０ｘの加熱対象入口４４と第一蓄熱器４０ａとの間には、仕切弁７８ｘが設けられている。蓄熱用主蒸気ライン６７ｘは、主蒸気ライン６５から分岐して、主蒸気蓄熱器４０ｘの蒸気入口４２に接続されている。この蓄熱用主蒸気ライン６７ｘには、蓄熱用主蒸気弁７６ｘが設けられている。蓄熱用主蒸気回収ライン６８ｘの第一端は、主蒸気蓄熱器４０ｘの蒸気出口４３に接続され、蓄熱用主蒸気回収ライン６８ｘの第二端は、主回収ライン６８ｍに接続されている。蓄熱用主蒸気回収ライン６８ｘには、主蒸気蓄熱体温度計８３ｘ及び蓄熱用主蒸気回収弁７７ｘが設けられている。主蒸気蓄熱体温度計８３ｘは、主蒸気蓄熱器４０ｘから流出した蒸気の温度を検知することで、主蒸気蓄熱器４０ｘ内の蓄熱体の温度を間接的に検知する。
The
蓄熱用主蒸気弁７６ｘは、第一蓄熱器４０ａに対する第一抽気弁７６ａに対応する。このため、蓄熱用主蒸気弁７６ｘは、制御装置９０により第一抽気弁７６ａと基本的に同様に制御される。仕切弁７８ｘは、第一蓄熱器４０ａに対する第一仕切弁７８ａに対応する。このため、仕切弁７８ｘは、制御装置９０により第一仕切弁７８ａと基本的に同様に制御される。蓄熱用主蒸気回収弁７７ｘは、第一蓄熱器４０ａに対する第一回収弁７７ａに対応する。このため、蓄熱用主蒸気回収弁７７ｘは、制御装置９０により第一回収弁７７ａと基本的に同様に制御される。よって、蓄熱用主蒸気弁７６ｘ及び蓄熱用主蒸気回収弁は、制御装置９０により、第一抽気弁７６ａ及び第一回収弁７７ａと同様、主蒸気圧力計８１及び主蒸気温度計８２で検知された主蒸気の状態量と、主蒸気蓄熱体温度計８３ｘで検知された蓄熱体の温度に応じて、開閉制御される。
The heat storage
この変形例でも、排熱回収ボイラ２５が蒸気を発生しなくなった後、以上の実施形態よりも高温の蒸気を蒸気タービン３０に供給することができる。
Also in this modification, after the exhaust
以上の実施形態の蓄熱体４６は、複数の固体蓄熱材４７である。しかしながら、蓄熱体４６は、蓄熱液であっても、潜熱蓄熱材であってもよい。なお、潜熱蓄熱材とは、自身の温度に応じて相変化を伴う蓄熱材のことである。この潜熱蓄熱材は、蓄熱された状態では液体である。一方、この蓄熱材は、放熱した状態では固体である。このような潜熱蓄熱材としては、例えば、硝酸ナトリウム、亜硝酸ナトリウム、硝酸カリウムの混合物から成る溶融塩等がある。
The
以上の実施形態で、太陽熱を利用して蒸気を発生させる蒸気発生器は、太陽光を受けた受熱器１８と、この受熱器１８で加熱された作動媒体であって、ガスタービン１０から排気された作動媒体（排気媒体）の熱を利用して蒸気を発生させる排熱回収ボイラ２５と、を有する。しなしながら、太陽熱発電設備は、太陽熱を利用して蒸気を発生させる蒸気発生器は、受熱器を有し、排熱回収ボイラを有さなくてもよい。この場合、太陽熱発電設備は、ガスタービン１０を備えず、受熱器で水を加熱して、この水を蒸気にして、この蒸気を蒸気タービンに導く。
In the above embodiment, the steam generator that generates steam using solar heat is the
１０：ガスタービン
１１：圧縮機
１２：圧縮機ロータ
１３：圧縮機ケーシング
１３ｉ：媒体入口
１３ｏ：媒体出口
１４：タービン
１５：タービンロータ
１６：タービンケーシング
１６ｉ：媒体入口
１６ｏ：媒体出口
１７：ガスタービンロータ
１８：受熱器（蒸気発生器の一部）
１９：媒体予熱器
２０：ガスタービン発電機
２１：発電機ロータ
２２：発電機ケーシング
２５：排熱回収ボイラ（蒸気発生器の一部）
２６：ボイラケーシング
２６ｉ：媒体入口
２６ｏ：媒体出口
２７：節炭器
２７ｉ：給水入口
２８：蒸発器
２８ｄ：蒸気ドラム
２９：過熱器
２９ｏ：蒸気出口
３０：蒸気タービン
３１：蒸気タービンロータ
３２：ロータ軸部
３３：動翼列
３４：蒸気タービンケーシング
３４ｉ：蒸気入口
３４ｏ：蒸気出口
３５：静翼列
４０：蓄熱器
４１：蓄熱ケース
４２：抽気蒸気入口
４３：抽気蒸気出口
４４：加熱対象入口
４５：加熱対象出口
４６：蓄熱体
４７：固体蓄熱材
４０ａ：第一蓄熱器（他の蓄熱器、最高温蓄熱器）
４０ｂ：第二蓄熱器
４０ｃ：第三蓄熱器
４０ｄ：第四蓄熱器（一の蓄熱器、最低温蓄熱器）
４０ｘ：主蒸気蓄熱器４０ｘ
５０：蒸気タービン発電機
５１：発電機ロータ
５２：発電機ケーシング
５５：復水器
５６：給水ポンプ
５７：ヘリオスタット
５７ａ：反射鏡
５７ｂ：支持脚
５７ｃ：鏡駆動機
６０：圧縮媒体ライン
６１：媒体排気ライン
６２：媒体循環ライン
６３：給水ライン
６４：補助給水ライン
６５：主蒸気ライン
６６：補助主蒸気ライン
６７：抽気ライン
６７ａ：第一抽気ライン（最高温抽気ライン）
６７ｂ：第二抽気ライン
６７ｃ：第三抽気ライン
６７ｄ：第四抽気ライン（最低温抽気ライン）
６７ｘ：蓄熱用主蒸気ライン６７ｘ
６８：蒸気回収ライン
６８ａ：第一回収ライン
６８ｂ：第二回収ライン
６８ｃ：第三回収ライン
６８ｄ：第四回収ライン
６８ｘ：蓄熱用主蒸気回収ライン
６８ｍ：主回収ライン
６９：連結ライン
６９ａ：第一連結ライン
６９ｂ：第二連結ライン
６９ｃ：第三連結ライン
７１：第一給水切替弁
７２：第二給水切替弁
７３：第一蒸気切替弁
７４：第二蒸気切替弁
７５：主蒸気調節弁
７６ａ：第一抽気弁
７６ｂ：第二抽気弁
７６ｃ：第三抽気弁
７６ｄ：第四抽気弁
７６ｘ：蓄熱用主蒸気弁
７７ａ：第一回収弁
７７ｂ：第二回収弁
７７ｃ：第三回収弁
７７ｄ：第四回収弁
７７ｘ：蓄熱用主蒸気回収弁
７８ａ：第一仕切弁
７８ｂ：第二仕切弁
７８ｃ：第三仕切弁
７８ｘ：仕切弁
８１：主蒸気圧力計（状態量検知器）
８２：主蒸気温度計（状態量検知器）
８３ａ：第一蓄熱体温度計
８３ｂ：第二蓄熱体温度計
８３ｃ：第三蓄熱体温度計
８３ｄ：第四蓄熱体温度計
８３ｘ：主蒸気蓄熱体温度計
９０：制御装置
Ａｇｔ：ＧＴ軸線
Ａｓｔ：ＳＴ軸線
Ｄａ：軸線方向
Ｄａｕ：軸線上流側
Ｄａｄ：軸線下流側
Ｒ：太陽光
10: gas turbine 11: compressor 12: compressor rotor 13:
19: Medium preheater 20: Gas turbine generator 21: Generator rotor 22: Generator casing 25: Exhaust heat recovery boiler (part of steam generator)
26:
40b:
40x:
50: steam turbine generator 51: generator rotor 52: generator casing 55: condenser 56: feed pump 57:
67b:
67x: Main steam line for
68:
82: Main steam thermometer (state quantity detector)
83a:
Claims (10)
蒸気で駆動する蒸気タービンと、
前記蒸気発生器からの蒸気を前記蒸気タービンに導く主蒸気ラインと、
前記蒸気タービンの駆動で発電する発電機と、
前記蒸気タービンから排気された蒸気を水に戻す復水器と、
前記復水器と前記蒸気発生器とを接続する給水ラインと、
前記蒸気タービンから蒸気を抽気する複数の抽気ラインと、
複数の前記抽気ライン毎に設けられ、蒸気の熱を蓄える蓄熱体を有する蓄熱器と、
前記給水ラインから分岐し、複数の前記蓄熱器のうちの一の蓄熱器に接続している補助給水ラインと、
前記補助給水ラインからの水が複数の前記蓄熱器に順次流れるよう、複数の前記蓄熱器を直列接続する連結ラインと、
複数の前記蓄熱器のうちで、前記一の蓄熱器を除く他の蓄熱器と前記主蒸気ラインとを接続する補助主蒸気ラインと、
を備え、
前記蒸気タービンは、軸線を中心として回転する蒸気タービンロータと、前記蒸気タービンロータを覆う蒸気タービンケーシングと、を有し、
複数の前記抽気ラインは、前記蒸気タービンケーシングのうちで、前記軸線が延びる軸線方向で互いに異なる位置に接続され、前記蒸気タービンケーシング内で互いに異なる温度の蒸気を抽気し、
前記一の蓄熱器は、複数の前記抽気ラインのうちで、最も低温の蒸気が流れる最低温抽気ラインに接続されている最低温蓄熱器であり、
前記他の蓄熱器は、複数の前記抽気ラインのうちで、最も高温の蒸気が流れる最高温抽気ラインに接続されている最高温蓄熱器である、
太陽熱発電設備。 A steam generator that generates steam using solar heat,
A steam turbine driven by steam,
A main steam line that guides steam from the steam generator to the steam turbine;
A generator that generates power by driving the steam turbine,
A condenser for returning steam exhausted from the steam turbine to water,
A water supply line connecting the condenser and the steam generator,
A plurality of extraction lines for extracting steam from the steam turbine,
A heat storage device provided for each of the plurality of bleeding lines, and having a heat storage body for storing heat of steam,
An auxiliary water supply line branched from the water supply line and connected to one of the plurality of heat accumulators;
As the water from the auxiliary water supply line flows sequentially to the plurality of regenerators, a connection line that connects a plurality of the regenerators in series,
Among the plurality of heat accumulators, an auxiliary main steam line that connects the main steam line with another heat accumulator other than the one heat accumulator,
With
The steam turbine has a steam turbine rotor that rotates around an axis, and a steam turbine casing that covers the steam turbine rotor,
In the steam turbine casing, the plurality of extraction lines are connected to different positions in the axial direction in which the axis extends, and extract steam having different temperatures in the steam turbine casing,
The one regenerator is a lowest-temperature regenerator connected to a lowest-temperature bleed line through which the lowest-temperature steam flows, among the plurality of bleed lines,
The other regenerator is a highest-temperature regenerator connected to the highest-temperature bleed line in which the highest-temperature steam flows, among the plurality of bleed lines,
Solar thermal power plant.
複数の前記蓄熱器毎の前記蓄熱体の温度を検知する温度計と、
複数の前記蓄熱器毎の前記抽気ラインに設けられている抽気弁と、
を備え、
複数の前記蓄熱器毎の前記抽気弁のそれぞれは、当該抽気弁に対応する前記蓄熱器の前記蓄熱体の温度に応じて、当該抽気弁が設けられている前記抽気ラインを流れる蒸気の流量を調節する、
太陽熱発電設備。 The solar thermal power plant according to claim 1,
A thermometer that detects the temperature of the heat storage body for each of the plurality of heat storage devices;
A bleed valve provided in the bleed line for each of the plurality of heat storage units,
With
Each of the bleed valves for each of the plurality of regenerators, depending on the temperature of the heat storage body of the regenerator corresponding to the bleed valve, determines the flow rate of steam flowing through the bleed line provided with the bleed valve. Adjust,
Solar thermal power plant.
複数の前記蓄熱器毎の前記抽気弁のそれぞれは、当該抽気弁に対応する前記蓄熱器の前記蓄熱体の温度が予め定められた温度以上になると、閉になる、
太陽熱発電設備。 The solar thermal power plant according to claim 2,
Each of the bleed valves for each of the plurality of regenerators is closed when the temperature of the heat storage body of the regenerator corresponding to the bleed valve is equal to or higher than a predetermined temperature.
Solar thermal power plant.
前記主蒸気ラインを流れる蒸気の状態量を検知する状態量検知器を備え、
複数の前記蓄熱器毎の前記抽気弁のそれぞれは、前記状態量検知器で検知された蒸気の状態量に応じて、当該抽気弁が設けられている前記抽気ラインを流れる蒸気の流量を調節する、
太陽熱発電設備。 In the solar thermal power generation facility according to claim 2 or 3,
A state quantity detector for detecting a state quantity of steam flowing through the main steam line,
Each of the bleed valves for each of the plurality of regenerators adjusts the flow rate of steam flowing through the bleed line provided with the bleed valve in accordance with the state quantity of steam detected by the state quantity detector. ,
Solar thermal power plant.
複数の前記蓄熱器は、それぞれ、蓄熱ケースと、前記蓄熱ケース内に配置され、前記蓄熱体としての複数の固体蓄熱材と、を有する、
太陽熱発電設備。 In the solar thermal power generation facility according to any one of claims 1 to 4,
The plurality of heat accumulators respectively include a heat storage case, and a plurality of solid heat storage materials as the heat storage body, which are disposed in the heat storage case.
Solar thermal power plant.
前記蒸気発生器は、太陽光を受ける受熱器を有する、
太陽熱発電設備。 The solar thermal power plant according to any one of claims 1 to 5,
The steam generator has a heat receiver that receives sunlight.
Solar thermal power plant.
作動媒体を圧縮して圧縮媒体を生成する圧縮機と、
太陽光を受けて前記圧縮媒体を加熱する受熱器と、
前記受熱器で加熱された前記圧縮媒体で駆動するタービンと、
前記タービンから排気された前記作動媒体で蒸気を発生させる排熱回収ボイラと、
を、さらに備え、
前記蒸気発生器は、前記受熱器と前記排熱回収ボイラとを有する、
太陽熱発電設備。 The solar thermal power plant according to any one of claims 1 to 5,
A compressor for compressing a working medium to generate a compressed medium;
A heat receiver that receives sunlight and heats the compression medium;
A turbine driven by the compression medium heated by the heat receiver;
An exhaust heat recovery boiler that generates steam with the working medium exhausted from the turbine;
Is further provided,
The steam generator has the heat receiver and the exhaust heat recovery boiler,
Solar thermal power plant.
前記タービンから排気された前記作動媒体で、前記圧縮機からの前記圧縮媒体を加熱し、加熱した前記圧縮媒体を前記受熱器に送る媒体予熱器を、さらに備える、
太陽熱発電設備。 The solar thermal power generation facility according to claim 7,
The working medium exhausted from the turbine heats the compression medium from the compressor, and further includes a medium preheater that sends the heated compression medium to the heat receiver.
Solar thermal power plant.
前記排熱回収ボイラから排気された前記作動媒体を前記圧縮機に戻す媒体循環ラインを、さらに備える、
太陽熱発電設備。 The solar thermal power generation facility according to claim 7 or 8,
A medium circulation line that returns the working medium exhausted from the exhaust heat recovery boiler to the compressor,
Solar thermal power plant.
太陽光を反射する反射鏡と、前記反射鏡で反射した太陽光が前記受熱器に向うよう前記反射鏡の向きを変える鏡駆動機と、を有するヘリオスタットを、さらに備える、
太陽熱発電設備。 The solar thermal power generation facility according to claim 6 or 7,
A heliostat further comprising: a reflecting mirror that reflects sunlight, and a mirror driver that changes the direction of the reflecting mirror so that the sunlight reflected by the reflecting mirror faces the heat receiver,
Solar thermal power plant.
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