JPH102205A - 水素燃焼タービンプラント - Google Patents

水素燃焼タービンプラント

Info

Publication number
JPH102205A
JPH102205A JP8157217A JP15721796A JPH102205A JP H102205 A JPH102205 A JP H102205A JP 8157217 A JP8157217 A JP 8157217A JP 15721796 A JP15721796 A JP 15721796A JP H102205 A JPH102205 A JP H102205A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
turbine
pressure
pressure turbine
steam
hydrogen
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP8157217A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3017937B2 (ja
Inventor
Takao Suzuki
隆夫 鈴木
Masafumi Fukuda
雅文 福田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP8157217A priority Critical patent/JP3017937B2/ja
Publication of JPH102205A publication Critical patent/JPH102205A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3017937B2 publication Critical patent/JP3017937B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01KSTEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K25/00Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for
    • F01K25/005Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for the working fluid being steam, created by combustion of hydrogen with oxygen

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】中圧タービンからのタービン排気を、熱交換条
件を改善した熱交換器で有効に熱回収する一方、熱交換
器のシンプル、コンパクト化が図れ、系統全体のコンパ
クト化が可能な水素燃焼タービンプラント。 【解決手段】この水素燃焼タービンプラント10は高圧
タービン11と低圧タービン12の間に中圧タービン1
3を設ける。中圧タービン13は2段以上からなり、中
高圧タービン13aおよび中低圧タービン13bとを少
なくとも備える。各中圧タービン13に供給される蒸気
(入口蒸気)を、水素と純酸素とを当量燃焼させる水素
燃焼器15,16によってそれぞれ再加熱する。各中圧
タービン13の少なくとも一方には、タービン排気側に
熱交換器18を設ける。この熱交換器18では中圧ター
ビン13からのタービン排気で水素燃焼器16への入口
蒸気を加熱し、タービン排気の排熱を有効に利用してい
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、水素を燃料とし、
純酸素を酸化剤とする水素燃焼タービンプラントに係
り、特に、多段再熱ランキンサイクルをベースとし、水
素の純酸素燃焼により発生する超高温蒸気を利用した水
素燃焼タービンプラントに関する。
【0002】
【従来の技術】近年、我国の産業部門でのエネルギ需要
は横這の傾向にあるが、民生部門では堅調に増加してお
り、国民一人当りのCO2 排出量は確実に増加してい
る。また、中国をはじめとする東南アジア諸国では急激
で高い経済成長が続いており、この経済成長に必要なエ
ネルギを賄うために化石燃料が大量に消費されている。
このため、各国の工業都市を中心に地球温暖化を伴うC
2 排出量が急激に増加しており、地球環境問題が深刻
化している。
【0003】エネルギ資源,経済成長,地球環境問題を
同時に解決する方策は、現段階では見つかっていない
が、このトリレンマの状況下で将来のエネルギ需要の増
大に対処するエネルギ供給力の確保と地球規模の環境問
題を解決する方策の一つとして、エネルギ効率が優れ、
環境負荷の小さな水素燃焼タービンプラントが注目され
ている。
【0004】水素燃焼タービンプラントは、水素による
エネルギ供給システムであり、水力、太陽光、地熱、風
力、波力等自然エネルギの豊富な地域での再生可能エネ
ルギを利用して水分解により水素を製造し、この水素を
輸送に適した形、例えば液化状態に変換した後、輸送・
貯蔵し、水素燃焼タービン発電プラントで高効率に利用
するものである。
【0005】水素燃焼タービンプラントは、現段階では
課題も多いが、化石エネルギへの依存から脱皮し、環境
負荷の小さなエネルギ供給プラントとして、将来的に不
可欠の技術であると考えられている。
【0006】従来提案されている水素燃焼タービンプラ
ントとして、特開平7−293207号公報に開示され
た系統がある。
【0007】この水素燃焼タービンプラントは、図5に
示すように、高圧タービン1と低圧タービン2との間
に、中高圧タービン3aと中低圧タービン3bからなる
2段の中圧タービン3を設け、これら中高圧タービン3
aおよび中低圧タービン3bへの入口蒸気を高圧水素燃
焼器4aおよび低圧水素燃焼器4bでそれぞれ加熱し、
超高温にしている。
【0008】一方、中圧タービン3の中高圧タービン3
aおよび中低圧タービン3bのタービン排気側に排熱回
収ボイラ5a,5bをそれぞれ設け、各排熱回収ボイラ
5a,5bで復水給水系6からの高圧の給水を加熱し、
過熱器7で加熱した後、合流されて高圧タービン駆動用
蒸気を発生させている。排熱回収ボイラ5a,5bは中
高圧タービン3aおよび中低圧タービン3bからのター
ビン排気の排熱を有効に熱回収するために設けられる。
【0009】中高圧タービン3aおよび中低圧タービン
3bで仕事をし、膨脹したタービン排気は図6に示すよ
うに、一般に1000℃程度あるいはそれ以上の高温で
あり、これらのタービン排気の排熱を各中圧タービン3
のタービン排気側に設けた排熱回収ボイラ5a,5bで
それぞれ熱回収し、上流側の高圧タービン1等で仕事を
している。また、排熱回収ボイラ5a,5bは再燃焼ま
たは再膨脹させる蒸気温度を適切な温度に調整し、下流
側の低圧水素燃焼器4bまたは低圧タービン2に案内し
ている。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】従来の水素燃焼タービ
ンプラントにおいては、各中圧タービン3のタービン排
気側に設置された排熱回収ボイラ5a,5bは、被加熱
流体の給水圧力が数百ata、例えば500ata以上であ
り、一方、加熱流体は1〜20ata程度のタービン排気
蒸気である。
【0011】したがって、排熱回収ボイラ5a,5bで
は熱交換流体である加熱流体(タービン排気蒸気)と被
加熱流体(給水)は水と蒸気で状態を異にする一方、圧
力差が大きくて1桁ないし2桁も相違し、しかも排熱回
収ボイラ5a,5bは水と蒸気の異なる状態量を取扱う
熱交換器となることから、熱交換管として用いられる伝
熱管は厚肉構造で充分な管長が要求されるために、排熱
回収ボイラ5a,5bの大型化を招く問題がある。各中
圧タービン3のタービン排気側に大型の排熱回収ボイラ
5a,5bがそれぞれ設置されたり、また、排熱回収ボ
イラ5aで加熱した蒸気を過熱する過熱器7が必要とな
り、プラント全体が大型化し、コンパクト化が図れない
課題があった。
【0012】本発明は、上述した事情を考慮してなされ
たもので、中圧タービンからの高温のタービン排気を、
熱交換条件を改善した熱交換器で有効に熱回収する一
方、上記熱交換器をシンプルでコンパクト化し、プラン
ト全体の小型化を図ることができる水素燃焼タービンプ
ラントを提供することを目的とする。
【0013】本発明の他の目的は、中圧タービンのター
ビン排気側に設置された熱交換器で熱交換して、膨脹し
たタービン排気を再燃焼あるいは再膨脹させる前に、下
流側の水素燃焼器あるいはタービンに適切な温度状態の
蒸気を供給可能とした水素燃焼タービンプラントを提供
するにある。
【0014】本発明のさらに他の目的は、加熱流体と被
加熱流体との熱交換条件(流体状態、圧力差、温度差)
を改善して熱交換器の小型・コンパクト化が図れる水素
燃焼タービンプラントを提供するにある。
【0015】本発明の別の目的は、排熱回収ボイラで加
熱された蒸気を過熱する独立設置の過熱器を不要とする
一方、中低圧タービンのタービン排気側に排熱回収ボイ
ラを不要にした水素燃焼タービンプラントを提供するに
ある。
【0016】
【課題を解決するための手段】本発明に係る水素燃焼タ
ービンプラントは、上述した課題を解決するために、請
求項1に記載したように、高圧タービンと低圧タービン
の間に少なくとも2段以上の中圧タービンを設け、各中
圧タービンへの入口蒸気を、水素と純酸素とを当量燃焼
させる水素燃焼器によって再加熱する水素燃焼タービン
プラントにおいて、前記中圧タービンの少なくとも一方
にはタービン排気側に熱交換器を設け、この熱交換器は
中圧タービン膨脹後のタービン排気により水素燃焼器に
供給される蒸気を加熱したものである。
【0017】また、上述した課題を解決するために、本
発明に係る水素燃焼タービンプラントは、請求項2に記
載したように、中圧タービンは、少なくとも中高圧ター
ビンと中低圧タービンとを備え、上記中高圧タービンお
よび中低圧タービンへの入口蒸気をそれぞれ加熱する高
圧水素燃焼器および低圧水素燃焼器を設け、中高圧ター
ビンからのタービン排気側に高圧タービン駆動用蒸気を
発生させる排熱回収ボイラを設ける一方、中低圧タービ
ンのタービン排気側に熱交換器を設け、この熱交換器は
中低圧タービン膨脹後のタービン排気熱により低圧水素
燃焼器への水蒸気を加熱したものである。
【0018】また、上述した課題を解決するために、本
発明に係る水素燃焼タービンプラントは、請求項3に記
載したように、中低圧タービンのタービン排気側に熱交
換器および高圧タービン駆動用蒸気を発生させる排熱回
収ボイラを順次設けたものである。
【0019】
【発明の実施の形態】本発明に係る水素燃焼タービンプ
ラントの一実施形態を添付図面を参照して説明する。
【0020】図1はエネルギ供給プラントとして本発明
に係る水素燃焼タービンプラントを発電プラントに適用
した系統図を示す。この水素燃焼タービンプラント10
は、高圧タービン11と低圧タービン12との間に中高
圧タービン13aと中低圧タービン13bからなる2段
の中圧タービン13が設けられる。
【0021】中圧タービン13を構成する中高圧タービ
ン13aおよび中低圧タービン13bのタービン入口側
に高圧水素燃焼器15および低圧水素燃焼器16がそれ
ぞれ設置される。各水素燃焼器15,16は水素と純酸
素とを当量燃焼させ、例えば1600℃程度あるいはそ
れ以上の超高温蒸気を中高圧タービン13aあるいは中
低圧タービン13bに供給するようになっている。
【0022】また、中高圧タービン13aおよび中低圧
タービン13bのタービン排気側に、高温のタービン排
気の排熱を熱回収する排熱回収ボイラ(HRBL)17
および熱交換器18がそれぞれ設置される。排熱回収ボ
イラ17は復水給水系19から送られる給水を加熱し、
高圧タービン11の駆動用蒸気を発生させるようになっ
ている。一方、熱交換器18は排熱回収ボイラ17で熱
回収された被加熱流体の蒸気(タービン排気)と中低圧
タービン13bで膨脹した加熱流体としての高温のター
ビン排気とを熱交換可能に構成し、低圧水素燃焼器16
に供給される蒸気を加熱している。再燃焼前の蒸気を加
熱することにより、熱交換器18は低圧タービン12に
供給される蒸気を冷却し、再燃焼前の蒸気および再膨脹
前の蒸気の蒸気温度を調整している。
【0023】この水素燃焼タービンプラント10は、水
素燃焼タービン発電プラントとして機能し、高圧タービ
ン11、各中圧タービン13および低圧タービン12を
駆動させることにより、各タービン11,12,13が
仕事をし、発電機20を回転駆動させ、電気出力を得る
ようになっている。
【0024】また、低圧タービン12で仕事をし、膨脹
した蒸気は、続いて復水器21に案内され、ここで冷却
され、凝縮作用を受けて復水となる。この復水は復水ポ
ンプ22により復水給水系19に案内される。一部の復
水は必要に応じて系外に排出される。
【0025】一方、復水給水系19には多段式の低圧給
水加熱器23、脱気器24、中圧給水加熱器25および
高圧給水加熱器26が順次設置される。復水給水系19
を通る復水(給水)は低圧給水加熱器23、中圧給水加
熱器25および高圧給水加熱器26で、それぞれ順次加
熱され、段階的に温度上昇する。給水の加熱蒸気は低圧
タービン12や中圧タービン13からのタービン抽気で
ある。一方、復水給水系19を通る復水や給水は復水ポ
ンプ22および多段の給水ポンプ28,29によりポン
プアップされ、加圧される。
【0026】なお、この復水給水系19では復水(給
水)を低圧、中圧および高圧の給水加熱器で多段に加熱
する例を示したが、給水を多段加熱する際、中圧給水加
熱器25やこの加熱器に給水を送り込む給水ポンプ28
は必ずしも必要としない。
【0027】復水給水系19の各給水加熱器23,2
5,26で多段加熱された高温(例えば350℃程度)
で高圧(例えば350ata〜500ata)の給水は、排熱
回収ボイラ17に送られ、この排熱回収ボイラ17にて
中高圧タービン13aで膨脹したタービン排気(例えば
圧力19ata、温度1250℃程度)と熱交換し、より
高温・高圧の高圧タービン駆動用蒸気が生成される。こ
の蒸気は高圧タービン11の入口側に戻され、2段再熱
ランキンサイクルが構成される。従来の水素燃焼タービ
ンプラントで用いられた過熱器は不要となる。
【0028】次に、水素燃焼タービンプラントの作用を
説明する。
【0029】この水素燃焼タービンプラント10は、図
2のT−S線図に示すように運転される。復水給水系1
9を通る給水は給水加熱器23,25,26により多段
加熱され、高温高圧(例えば350℃、370ata程
度)となり、この給水は続いて排熱回収ボイラ17にて
中低圧タービン13aからのタービン排気により加熱お
よび過熱され、過熱蒸気となる。この過熱蒸気は、例え
ば650℃、850ata程度の高圧タービン駆動用蒸気
となって高圧タービン11に供給され、この高圧タービ
ン11を駆動させる。
【0030】高圧タービン11で膨脹し、仕事をしたタ
ービン排気は、例えば385℃、75ata程度の排気蒸
気となって高圧水素燃焼器15に供給される。このター
ビン排気は高圧水素燃焼器15で水素と純酸素との当量
燃焼により温度上昇し、例えば1600℃〜1700℃
程度、70ata程度の超高温蒸気となって中圧タービン
13の中高圧タービン13aに導かれ、この中高圧ター
ビン13aを超高温蒸気で駆動させる。
【0031】中高圧タービン13aで膨脹し、仕事をし
た蒸気は、例えば1250℃、19ata程度のタービン
排気となって排熱回収ボイラ17に案内され、この排熱
回収ボイラ17で復水給水系19からの給水を加熱す
る。給水の加熱により温度降下したタービン排気は例え
ば600℃程度の蒸気となって熱交換器18に案内され
る。案内された蒸気は熱交換器18で加熱作用を受け、
低圧水素燃焼器16で再燃焼される前に例えば1000
℃近くまで温度上昇させている。
【0032】熱交換器18で温度上昇したタービン排気
は続いて低圧水素燃焼器16で、水素と純酸素の当量燃
焼により再加熱され、例えば17ataで1700℃を超
える超高温の過熱蒸気となって中低圧タービン13bに
供給され、ここで仕事をし中低圧タービン13bを駆動
させる。
【0033】中低圧タービン13bで仕事をし、膨脹し
たタービン排気は、例えば1.1ata,1000℃程度
のタービン排気となって熱交換器18に送られ、この熱
交換器18で低圧水素燃焼器16で再燃焼前の蒸気を予
備加熱している。
【0034】また、再燃焼前の蒸気を加熱して例えば3
70℃程度に温度降下した蒸気は続いて低圧タービン1
2に導かれ、ここで再び仕事をして低圧タービン12を
駆動させる。各タービン11,12,13の駆動により
発電機20が回転駆動され、電気出力が得られる。低圧
タービン12で仕事をした蒸気は、温度が100℃以
下、例えば58℃でほぼ大気圧となって復水器21に導
かれ、この復水器21で冷却され、復水となる。
【0035】この復水は復水給水系19の各給水加熱器
23,25,26を通る間に多段に加熱される一方、復
水ポンプ22や給水ポンプ28,29で加圧され、高温
(350℃程度)高圧(370ata程度)となって排熱
回収ボイラ17に導かれる。
【0036】ところで、中低圧タービン13bのタービ
ン排気側に設置される熱交換器18は、排熱回収ボイラ
17から低圧水素燃焼器16に送られる蒸気を、中低圧
タービン13bからのタービン排気で熱交換し、温度上
昇させている。このとき、熱交換器18で熱交換される
流体は、加熱流体であるタービン排気(例えば1.1at
a、1000℃程度の蒸気)と被加熱流体である排熱回
収ボイラからの蒸気(例えば、18ata、500℃程度
の蒸気)とがいずれも同じ蒸気状態にあり、熱交換流体
が異ならない一方、熱交換流体(蒸気)間の圧力差や温
度差も、従来の排熱回収ボイラにおける熱交換流体間の
圧力差や温度差も小さい。
【0037】この水素燃焼タービンプラントを従来の排
熱回収ボイラを用いた水素燃焼タービンプラントと比較
すると、次の表が得られる。両プラントの発電出力はほ
ぼ等しいと仮定する。
【0038】
【表1】
【0039】上記表からもわかるように、本実施形態の
水素燃焼タービンプラント10に用いられる熱交換器1
8の大きさ、熱交換器(伝熱管)の外径寸法は、従来の
プラントの排熱回収ボイラの大きさ、熱交換器の外径寸
法より格段に小さいので、熱交換器18のシンプル化,
コンパクト化が図れ、製造が容易となる一方、プラント
効率も向上する優れたメリットがある。また、熱交換器
18の内部に使用される熱交換管の薄肉化が図れるので
熱交換性能を向上させることができ、応答特性が優れた
ものとなる。
【0040】したがって、この水素燃焼タービンプラン
ト10においては、中低圧タービン13bのタービン排
気側に熱交換器18を設け、この熱交換器18におい
て、中低圧タービン13bからのタービン排気の高温排
気を利用し、このタービン排気で低圧水素燃焼器16で
再燃焼前の蒸気を加熱することで、中低圧タービン13
bからのタービン排気を有効に熱利用するだけでなく、
熱交換器18の熱交換流体間における熱交換条件を、圧
力差・温度差とも適切な条件に調整でき、熱交換器(伝
熱管)の厚肉化が不要となるので、取扱いが容易でシン
プルな構造と大きさに設定できる。
【0041】次に、水素燃焼タービンプラントの他の実
施形態を説明する。
【0042】図3は、本発明に係る水素燃焼タービンプ
ラント10Aの他の実施形態を示す系統図である。
【0043】この実施形態に示された水素燃焼タービン
プラント10Aは、図1に示すプラントと同様に2段再
熱ランキンサイクルを構成している。ただ、中低圧ター
ビン13bのタービン排気側に設けられた熱交換器18
の下流側に排熱回収ボイラ(HRBL2)30を設けた
構成が、図1に示されたプラント10と基本的に相違す
る。実質的に共通する部分には同一符号を付して説明を
省略する。
【0044】図3に示された水素燃焼タービンプラント
10Aは熱交換器18の下流側に排熱回収ボイラ30を
設け、この排熱回収ボイラ30にて復水給水系19の給
水ポンプ29下流側から分岐された高温・高圧の給水を
加熱し、高圧タービン駆動用蒸気を発生させている。こ
の蒸気は、中高圧タービン13aのタービン排気側設置
の排熱回収ボイラ(HRBL1)17で熱交換され、加
熱された加熱蒸気と合流し、例えば850ata、650
℃程度の過熱蒸気となって高圧タービン11に供給され
る。
【0045】この水素燃焼タービンプラント10Aで
は、図4のT−S線図に示すように運転され、中圧ター
ビン13の中高圧タービン13aからのタービン排気は
排熱回収ボイラ17で給水を加熱することにより冷却さ
れ、例えば940℃、14ata程度の蒸気となる。この
蒸気は続いて熱交換器18で中低圧タービン13bから
のタービン排気と熱交換して、例えば1200℃程度ま
で加熱される。この加熱蒸気は、低圧水素燃焼器16で
水素と純酸素の当量燃焼により加熱され、例えば170
0℃、17ata程度の超高温蒸気となる。
【0046】この超高温蒸気は、中圧タービン13bに
導かれて仕事をし、このタービン13bを駆動させる。
中低圧タービン13bで仕事をし、膨脹した蒸気は、例
えば1000℃、1.1ata程度のタービン排気となっ
て熱交換器18に導かれ、この熱交換器18で再燃焼前
の蒸気を加熱している。
【0047】一方、熱交換器18で再燃焼前の蒸気を加
熱して冷却され、例えば780℃程度まで温度降下した
タービン排気は、続いて排熱回収ボイラ30で復水給水
系19の給水ポンプ29下流側から分岐された給水と熱
交換し、この給水を加熱している。給水加熱により例え
ば380℃程度にさらに温度降下した蒸気は続いて低圧
タービン12に案内され、低圧タービン12を駆動さ
れ、仕事をした後、復水器21に導かれる。
【0048】高圧タービン11や中高圧タービン13a
の駆動は図1に示した水素燃焼タービンプラント10と
異ならないので説明を省略する。
【0049】図3に示された水素燃焼タービンプラント
10Aにおいても、中低圧タービン13bのタービン排
気側に設けられる熱交換器18の熱交換流体はいずれも
蒸気同士の熱交換であり、熱交換流体間の圧力差や温度
差は、従来の排熱回収ボイラの熱交換条件より大幅に緩
和されるので、図1に示すものと同等の効果を奏し、伝
熱管(熱交換器)の肉厚を厚肉構造とする必要がなく、
熱交換特性や応答性に優れたものとなる一方、熱交換器
の小型・コンパクト化、シンプル化を図ることができ、
製造が容易である。
【0050】また、この水素燃焼タービンプラント10
Aでは中低圧タービン13bのタービン排気側に熱交換
器18と排熱回収ボイラ30を順次設置して、タービン
排気の高温排気を有効的に熱回収する一方、熱交換器1
8下流側に設置される排熱回収ボイラ30は補助的なボ
イラであるので、ボイラ容量の大容量化が不要であり、
小型化できる。
【0051】なお、本発明の各実施形態においては、水
素燃焼タービンプラントを発電プラントに適用した例を
示したが、この水素燃焼タービンプラントはコージェネ
レーションプラント等にも適用することができる。
【0052】また、復水給水系には、低圧・中圧および
高圧給水加熱器で給水を多段階に加熱する例を示した
が、中圧給水加熱器やこの加熱器に給水を供給するポン
プは必ずしも必要としない一方、復水給水系は種々の変
形が考えられる。
【0053】さらに、この水素燃焼タービンプラントに
おいては、中圧タービンを構成する中低圧タービンのタ
ービン排気側に熱交換器を設けた例を示したが、この熱
交換器は中高圧タービンのタービン排気側に設けてもよ
く、また各中圧タービンのタービン排気側にそれぞれ熱
交換器を設けてもよい。また、中圧タービンは中高圧タ
ービンと中低圧タービンの2段式の例を示したが、中高
圧、中中圧、中低圧の3段あるいは4段以上の中圧ター
ビンであってもよい。各段の中圧タービンに対応して水
素燃焼器が設置されることはいうまでもない。
【0054】
【発明の効果】以上に述べたように本発明に係る水素燃
焼タービンプラントにおいては、高圧タービンと低圧タ
ービンの間に設けられる2段以上の中圧タービンの少な
くとも一方のタービン排気側に熱交換器を設け、この熱
交換器で水素燃焼器に供給される蒸気を予め加熱したの
で、中圧タービンで膨脹したタービン排気の排熱を有効
に利用することができ、しかも熱交換器は熱交換流体で
ある加熱流体および被加熱流体が共に蒸気で、状態を同
じくし、熱交換条件が、従来の排熱回収ボイラの熱交換
条件より緩和され、厳しくないので、熱交換器に使用さ
れる伝熱管の小径化、薄肉化が図れ、熱交換器の応答特
性を改善し、シンプル化、コンパクト化が可能となって
熱交換器を簡単かつ安価に製造でき、プラント全体のコ
ンパクト化を図ることができる。
【0055】また、中低圧タービンのタービン排気側に
設けた熱交換器で、膨脹したタービン排気を再燃焼ある
いは再膨脹させる前に熱交換し、下流側の(低圧)水素
燃焼器あるいは(低圧)タービン(排熱回収ボイラ)に
適切な温度状態の蒸気を供給することができ、熱交換器
での加熱流体と被加熱流体との熱交換条件を改善し、緩
和して熱交換器の小型・コンパクト化を図ることができ
る。
【0056】さらに、中低圧タービンのタービン排気側
に熱交換器を設置することにより、中低圧タービンのタ
ービン排気側に大型の排熱回収ボイラを設置することが
不要となるので、プラント全体の小型・コンパクト化が
図れる一方、熱交換器の下流側に排熱回収ボイラを設置
しても、この排熱回収ボイラの熱負荷は小さくてよく、
ボイラ容量を小さくすることができ、排熱回収ボイラの
コンパクト化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る水素燃焼タービンプラントの一実
施形態を示す系統図。
【図2】図1に示された水素燃焼タービンプラントに相
当するT−S線図。
【図3】本発明に係る水素燃焼タービンプラントの他の
実施形態を示す系統図。
【図4】図3に示された水素燃焼タービンプラントに相
当するT−S線図。
【図5】従来の水素燃焼タービンプラントを示す系統
図。
【図6】図5に示された水素燃焼タービンプラントに相
当するT−S線図。
【符号の説明】
10,10A 水素燃焼タービンプラント 11 高圧タービン(HT) 12 低圧タービン(LT) 13 中圧タービン(IT) 13a 中高圧タービン(IHT) 13b 中低圧タービン(ILT) 15 高圧水素燃焼器 16 低圧水素燃焼器 17 排熱回収ボイラ(HRBL) 18 熱交換器 19 復水給水系 20 発電機(G) 21 復水器 22 復水ポンプ 23 低圧給水加熱器 24 脱気器 25 中圧給水加熱器 26 高圧給水加熱器 28,29 給水ポンプ 30 排熱回収ボイラ(HRBL2)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 高圧タービンと低圧タービンの間に少な
    くとも2段以上の中圧タービンを設け、各中圧タービン
    への入口蒸気を、水素と純酸素とを当量燃焼させる水素
    燃焼器によって再加熱する水素燃焼タービンプラントに
    おいて、前記中圧タービンの少なくとも一方にはタービ
    ン排気側に熱交換器を設け、この熱交換器は中圧タービ
    ン膨脹後のタービン排気により水素燃焼器に供給される
    蒸気を加熱したことを特徴とする水素燃焼タービンプラ
    ント。
  2. 【請求項2】 中圧タービンは、少なくとも中高圧ター
    ビンと中低圧タービンとを備え、上記中高圧タービンお
    よび中低圧タービンへの入口蒸気をそれぞれ加熱する高
    圧水素燃焼器および低圧水素燃焼器を設け、中高圧ター
    ビンからのタービン排気側に高圧タービン駆動用蒸気を
    発生させる排熱回収ボイラを設ける一方、中低圧タービ
    ンのタービン排気側に熱交換器を設け、この熱交換器は
    中低圧タービン膨脹後のタービン排気熱により低圧水素
    燃焼器への水蒸気を加熱した請求項1記載の水素燃焼タ
    ービンプラント。
  3. 【請求項3】 中低圧タービンのタービン排気側に熱交
    換器および高圧タービン駆動用蒸気を発生させる排熱回
    収ボイラを順次設けた請求項2記載の水素燃焼タービン
    プラント。
JP8157217A 1996-06-18 1996-06-18 水素燃焼タービンプラント Expired - Lifetime JP3017937B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8157217A JP3017937B2 (ja) 1996-06-18 1996-06-18 水素燃焼タービンプラント

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8157217A JP3017937B2 (ja) 1996-06-18 1996-06-18 水素燃焼タービンプラント

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH102205A true JPH102205A (ja) 1998-01-06
JP3017937B2 JP3017937B2 (ja) 2000-03-13

Family

ID=15644787

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP8157217A Expired - Lifetime JP3017937B2 (ja) 1996-06-18 1996-06-18 水素燃焼タービンプラント

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3017937B2 (ja)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007503544A (ja) * 2003-08-27 2007-02-22 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト 蒸気原動所
KR100779609B1 (ko) 2007-09-06 2007-11-26 한국기계연구원 폐 스팀을 이용하고 순산소연소기를 구비한 화력발전플랜트
KR100814940B1 (ko) 2007-09-06 2008-03-19 한국기계연구원 순산소연소기를 구비한 화력발전플랜트
WO2009031747A1 (en) * 2007-09-06 2009-03-12 Korea Institute Of Machinery And Materials Power plant having pure oxygen combustor
FR3004486A1 (fr) * 2013-04-11 2014-10-17 Aqylon Dispositif permettant de transformer l'energie thermique en energie mecanique au moyen d'un cycle de rankine organique a detente fractionnee par des regenerations
CN107503810A (zh) * 2017-07-20 2017-12-22 上海发电设备成套设计研究院有限责任公司 一种近零排放动力循环***

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5431814A (en) * 1977-08-15 1979-03-08 Westinghouse Electric Corp Double reheating type hydrogen and oxygen combustion turbine device
JPH07158411A (ja) * 1993-12-06 1995-06-20 Hitachi Ltd 発電プラント
JPH07293207A (ja) * 1994-04-27 1995-11-07 Central Res Inst Of Electric Power Ind 水素燃焼タービンシステム

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5431814A (en) * 1977-08-15 1979-03-08 Westinghouse Electric Corp Double reheating type hydrogen and oxygen combustion turbine device
JPS59126103U (ja) * 1977-08-15 1984-08-24 ウエスチングハウス エレクトリック コ−ポレ−ション 二重再加熱式水素・酸素燃焼タ−ビン装置
JPH07158411A (ja) * 1993-12-06 1995-06-20 Hitachi Ltd 発電プラント
JPH07293207A (ja) * 1994-04-27 1995-11-07 Central Res Inst Of Electric Power Ind 水素燃焼タービンシステム

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007503544A (ja) * 2003-08-27 2007-02-22 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト 蒸気原動所
KR100779609B1 (ko) 2007-09-06 2007-11-26 한국기계연구원 폐 스팀을 이용하고 순산소연소기를 구비한 화력발전플랜트
KR100814940B1 (ko) 2007-09-06 2008-03-19 한국기계연구원 순산소연소기를 구비한 화력발전플랜트
WO2009031747A1 (en) * 2007-09-06 2009-03-12 Korea Institute Of Machinery And Materials Power plant having pure oxygen combustor
FR3004486A1 (fr) * 2013-04-11 2014-10-17 Aqylon Dispositif permettant de transformer l'energie thermique en energie mecanique au moyen d'un cycle de rankine organique a detente fractionnee par des regenerations
CN107503810A (zh) * 2017-07-20 2017-12-22 上海发电设备成套设计研究院有限责任公司 一种近零排放动力循环***
CN107503810B (zh) * 2017-07-20 2019-10-29 上海发电设备成套设计研究院有限责任公司 一种近零排放动力循环***

Also Published As

Publication number Publication date
JP3017937B2 (ja) 2000-03-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8839621B2 (en) Hybrid power plant
US20060174622A1 (en) Electrical generating system using solar energy and gas turbine
US20080127647A1 (en) Solar-Generated Steam Retrofit for Supplementing Natural-Gas Combustion at Combined Cycle Power Plants
US6244033B1 (en) Process for generating electric power
JP2011117447A (ja) 太陽エネルギーを用いた発電システム
CN212003284U (zh) 一种火电机组熔盐梯级储放能调峰***
Koc et al. First and second law-based thermal optimisation of the Kalina cycle integrated into an existing burner-based cogeneration system using waste chips as fuel
KR100814940B1 (ko) 순산소연소기를 구비한 화력발전플랜트
CN108843406B (zh) 一种烟气再热式碟式光热与燃气蒸汽联合循环发电***
JP3905967B2 (ja) 発電・給湯システム
JP3017937B2 (ja) 水素燃焼タービンプラント
CN108590989A (zh) 塔式太阳能集热与燃气-蒸汽联合循环集成的互补***
US20150027121A1 (en) Method to integrate regenerative rankine cycle into combined cycle applications
CN208347846U (zh) 一种斯特林—朗肯联合循环技术的综合利用***
RU2326246C1 (ru) Парогазовая установка для комбинированного производства тепловой и электрической энергии
CN102865112A (zh) 背热循环发电及多级背热循环发电及多联产***
Madan et al. Second law-based assessment of combined cycle power plant
CN202900338U (zh) 背热循环发电及多级背热循环发电及多联产***
Wang et al. Energy-Saving Optimization Study on 700° C Double Reheat Advanced Ultra-Supercritical Coal-Fired Power Generation System
CN112594019B (zh) 一种超临界燃煤发电机组能量梯级高效利用***
RU2686541C1 (ru) Парогазовая установка
CN217897981U (zh) 一种适用于热力发电厂的压缩空气储能***
CN217501762U (zh) 一种基于火电机组供能的超临界二氧化碳发电***
JP6132616B2 (ja) ガスタービンプラント、及びガスタービンプラントの運転方法
JP3059115B2 (ja) 水素燃焼タービンプラント

Legal Events

Date Code Title Description
S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071224

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081224

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091224

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091224

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101224

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111224

Year of fee payment: 12

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121224

Year of fee payment: 13

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121224

Year of fee payment: 13

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131224

Year of fee payment: 14

EXPY Cancellation because of completion of term