KR101660923B1 - 증기 터빈 플랜트 - Google Patents

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Abstract

실시형태의 증기 터빈 플랜트는, 증기 터빈과, 상기 증기 터빈에 공급되는 작동 유체를 가열하는 가열부를 구비하고, 상기 가열부는, 화석연료를 이용한 제 1 열원, 또는 상기 증기 터빈으로부터의 추기 증기를 이용한 제 2 열원에 의해 상기 작동 유체를 가열하며, 또한, 상기 화석연료를 이용하지 않는 태양열 이외의 제 3 열원에 의해 상기 작동 유체를 저온 영역에서 가열한다.

Description

증기 터빈 플랜트{STEAM TURBINE PLANT}
본 발명의 실시형태는 증기 터빈 플랜트(Steam Turbine Plant)에 관한 것이다.
석탄 보일러(boiler)(7)를 이용한 증기 터빈 플랜트를 도 13을 이용해서 설명한다. 물(42)은 급수 펌프(pump)(6)에 의해 석탄 보일러(7)에 유입되고 그곳에서 가열됨으로써 증기(2)로 변화된다. 석탄 보일러(7)는 석탄(43)을 연소시켜서 발생하는 연소 배출가스(gas)(13)에 의해 가열하므로, 화석연료 유래의 열원의 1종이다. 도 13에서는 연소 배출가스(13)나, 석탄 보일러(7)에 유입되는 석탄(43)이나, 연소용 공기(12)의 입출을 간단히 도시하고 있다.
증기(2)가 증기 터빈(1)에 유입되면, 증기 터빈(1)의 내부에서 팽창하여 압력/온도가 함께 저하된다. 증기 터빈(1)으로부터 배출되는 터빈 배기(3)는 복수기(復水器)(4)에 유입된다. 터빈 배기(3)는, 복수기(4)에 있어서 냉각수에 의해 냉각되어 복수(5)가 되고, 후술하는 드레인수(drain water)(10)와 합류해서 물(42)이 되어, 석탄 보일러(7) 및 증기 터빈(1)을 순환한다. 냉각수는 냉각수 펌프에 의해 바다로부터 퍼올려져 복수기(4)에 유입되어 있다. 냉각수는 복수기(4)에서의 냉각에 의하여 가열된 후 바다로 되돌려진다.
증기 터빈(1)의 회전축은 팽창해 가는 증기(2)에 의하여 회전한다. 증기 터빈(1)은 도시하고 있지 않은 발전기에 접속되어 있으며, 발생한 축 동력을 이용해서 발전기에 의해 발전된다. 증기 터빈(1)의 도중에서 추기(抽氣)한 추기 증기(8)는 2개의 급수 가열기(9)에 유입된다. 2개의 급수 가열기(9)는 급수 펌프(6)에 의해 반송되고 있는 물(42)을 가열하며, 그때 응축해서 드레인수(10)로 되어 최종적으로 복수(5)에 합류한다. 증기 터빈(1)으로부터 추기하지 않은 경우는, 복수(5)는 그대로 물(42)이 된다.
컴바인드 사이클(combined cycle)의 일부를 구성하는 증기 터빈 플랜트를 도 14를 이용해서 설명한다. 도 13에 나타내는 기술과 같은 부위는 같은 부호를 부여해서 설명을 생략하고 도 13에 나타내는 기술과 다른 부분만 설명한다. 도시되어 있지 않은 가스 터빈(gasturbine)으로부터의 가스 터빈 배출가스(14)는 충분 고온이며 배출열 회수 보일러(15)에 유입시킨다. 물(42)은 급수 펌프(6)에 의해 배출열 회수 보일러(15)에 유입되고, 그곳에서 가스 터빈 배출가스(14)에 의해 가열됨으로써 증기(2)로 변화된다. 가스 터빈은 천연 가스나 일본의 도시 가스를 연소시켜서 연소 배출가스를 발생시킨다. 배출열 회수 보일러(15)는 그 연소 배출가스를 가스 터빈 배출가스(14)로서 이용하므로, 배출열 회수 보일러(15)는 화석연료 유래의 열원의 1종이다. 가스 터빈 배출가스(14)는 배출열 회수 보일러(15)에서 온도 저하된 후 유출된다. 도 14에서는 증기 터빈(1)의 도중에서 추기 증기(8)를 추기하고 있지 않지만, 도 13과 마찬가지로, 증기 터빈(1)의 도중에서 추기한 추기 증기(8)를 급수 가열기(9)에 공급하고, 그것에 의해 가열된 드레인수(10)와 복수(5)를 합류시켜서 물(42)로 되게 해도 된다. 즉, 추기 증기 유래의 열원을 이용해서 급수 가열기(9)를 가열해도 된다.
그런데, 랭킹 사이클(ranking cycle)은, 증기 터빈의 입구 증기가 고온 고압일수록 가열원으로부터의 수열량(受熱量)에 대한 증기 터빈 출력의 값(즉, 효율)이 높다. 이 출력값에 발전기 효율을 더한 값이 발전량이다. 도 18은 작동 유체의 온도와 엔트로피(entropy)를 각각 세로축과 가로축으로 한 TS선도를 나타낸다. 곡선(32, 33)은 각각 포화 액선, 포화 증기선이다. 증기 터빈 입구를 부호 e, 증기 터빈 출구(복수기 입구)를 부호 f, 복수기 출구(급수 펌프 입구)를 부호 a, 급수 펌프 출구를 부호 b로 나타내고 있다. 그리고, 영역 A를 부호 「abcdef」로 둘러싼 영역, 영역 B를 부호「fjka」로 둘러싼 영역으로 한다. 수열량은 영역 A+B의 면적에 상당하며, 냉각수에 방출하는 열량은 영역 B의 면적에 상당하고, 증기 터빈 출력은 영역 A의 면적에 상당하며, 효율은 면적비 A/(A+B)에 상당한다.
증기 터빈 입구가 보다 고온 고압이 되면, 증기 터빈 입구는 도 18의 부호 i의 위치가 되며, 영역 A는 「abcghif」로 둘러싼 영역 A'가 된다. 냉각수에 방출하는 열량에 상당하는 영역 B는 변화하지 않는다. 따라서, 수열량에 상당하는 영역 A+B는 영역 A'+B로 변화하고, 증기 터빈 출력에 상당하는 영역 A는 영역 A'로 변화하므로, 면적비 A'/(A'+B)는 A/(A+B)보다 커진다. 이 이유로 효율은 높아진다. 또한, 증기 터빈(1) 내를 유통하는 작동 유체인 증기(2)는 증기 터빈 출구에 다가가면 일부가 액화하여 액적(液滴)이 혼재하는 기체인 습증기가 된다. 증기가 습증기가 되면 습손실이 발생하여 증기 터빈(1)의 습증기 해당 부분에서 내부 효율이 저하된다. 따라서, 증기 터빈의 출구 상태가 같으면, 증기 터빈의 입구 증기가 고온 고압일수록, 증기 터빈 내를 유통해 가는 증기(2)에 있어서의 습증기의 비율이 적어진다. 증기 터빈(1)의 내부 효율은 해당 부분의 영향이 보다 적어지므로 높아진다. 이 두 가지 이유로 효율은 높아진다.
일반적인 폐기물 발전을 도 15를 이용해서 설명한다. 도 13에 나타내는 기술과 같은 부위는 같은 부호를 부여해서 설명을 생략하고 도 13에 나타내는 기술과 다른 부분만 설명한다. 폐기물 발전에 이용되는 폐기물 보일러(18)는 폐기물(11)을 연소시켜서 발생한 폐기물 연소 배출가스(44)에 의해 물(42)을 가열한다. 도 15에서는 폐기물 연소 배출가스(44)나, 폐기물 보일러(18)에 유입되는 폐기물(11)이나, 연소용 공기(12)의 출입을 간단히 도시하고 있다. 물(42)은 급수 펌프(6)에 의해 폐기물 보일러(18)에 유입되고 그곳에서 가열됨으로써 증기(2)로 변화된다. 폐기물 연소 배출가스(44)에는 염화수소 등의 부식성 가스가 함유되어 있어, 보일러 전열관을 고온 부식시키지 않는 온도까지 밖에 열 회수할 수 없다. 대부분의 경우, 보일러 전열관의 관벽(管壁) 온도가 320℃ 정도보다 높아지면 고온 부식의 발생 리스크(risk)가 높아지므로, 증기 온도를 예를 들면 300℃ 이하로 하는 경우가 많다. 그 때문에, 증기 터빈(1)의 입구 온도를 예를 들면 300℃까지 밖에 높일 수 없다. 경우에 따라서는 조금 더 고온으로 할 수 있는 사례도 있지만, 그래도 증기 터빈(1)의 입구 온도를 400℃ 미만까지 밖에 높일 수 없다. 랭킹 사이클은 증기 터빈(1)의 입구가 고온 고압일수록 효율이 높기 때문에, 상기 온도 제약에 의해 발전 효율을 높일 수 없다. 폐기물 발전은 적절히 폐기물 처리한 후에 전기를 제조하는 것이며, 폐기물 처리에 수반하는 배출열을 낭비하지 않기 위하여 효율이 낮아도 발전을 실시한다.
일반적인 지열 발전을 도 16을 이용해서 설명한다. 도 13에 나타내는 기술과 같은 부위는 같은 부호를 부여해서 설명을 생략하고 다른 부분만 설명한다. 지열 발전에서는, 지중(21)에서 취출(取出)한 지열 증기(19)를 기수(汽水) 분리기(45)에 유입시켜 증기(2)와 열수(熱水)(20)로 분리한다. 증기(2)는 증기 터빈(1)에 유입되고, 증기 터빈(1)의 내부에서 팽창하여 압력/온도가 함께 저하된다. 터빈 배기(3)는 외계로 방출된다. 증기 온도는 350℃ 이하가 대부분이며, 증기 터빈(1)의 입구 온도를 높일 수 없어 발전 효율을 높일 수 없다. 또한, 열수(20)가 보유하는 열이 유효 이용되고 있지 않다.
일반적인 태양열 발전을 도 17을 이용해서 설명한다. 도 13에 나타내는 기술과 같은 부위는 같은 부호를 부여해서 설명을 생략하고 도 13에 나타내는 기술과 다른 부분만 설명한다. 열매체(24)는 태양열 집열기(23)에 의해 태양광선의 복사열을 받아서 가열된다. 가열된 열매체(24)는 밸브(28)를 경유해서 둘로 분기되어, 한쪽의 열매체는 태양열 가열기(22)에 유입되고, 다른 한쪽의 열매체는 축열조(蓄熱槽)(25)에 유입된다. 이때, 축열조(25)에 흐르는 열매체는 축열조(25)의 왼쪽에 그린 실선 방향으로 흐르도록 열매체 펌프(27)를 조절한다. 태양열 가열기(22)에 흐르는 열매체는 물(42)을 가열하고, 자신은 온도 저하되어 태양열 집열기(23)를 향해서 유출된다. 가열을 마친 열매체(24)가 축열조(25)에 유입되면, 이미 들어 있던 보다 저온의 열매체가 유출되어 가고, 최종적으로는 축열조(25)에 고온의 열매체(24)가 저장된다. 저장이 끝나면 축열조(25)의 출입구 밸브(30, 31)를 모두 폐쇄한다. 태양열 가열기(22)로부터 유출된 열매체(24)는 열매체 펌프(26, 27)에 의해 태양열 집열기(23)에 유입된다. 물(42)은 급수 펌프(6)에 의해 태양열 가열기(22)에 유입되고 그곳에서 가열됨으로써 증기(2)로 변화된다. 태양광선이 없는 밤이나 약한 시간대에서는 밸브(28, 29)를 폐쇄하고 열매체 펌프(26)를 정지하며, 축열조(25)의 출입구 밸브(30, 31)를 열고 열매체 펌프(27)를 운전함으로써, 고온의 열매체(24)가 축열조(25)의 오른쪽에 그린 점선 방향으로 흐르도록 한다. 이것에 의해 태양광선을 받을 수 없는 경우에는, 태양열 집열기(23)에 열매체(24)를 유통시키지 않고, 축열조(25)와 태양열 가열기(22) 사이에서 고온의 열매체(24)를 순환시킴으로써 물(42)을 가열한다. 또한, 선행기술문헌으로서, 일본국 특개2008-39367호 공보, 일본국 특개2008-121483호 공보가 있다.
도 15 및 도 16에 나타내는 기술에서는, 증기 터빈의 입구 온도를 높일 수 없기 때문에, 도 13 및 도 14에 나타내는 기술과 같이 발전 효율을 높일 수 없으므로, 발전 효율을 향상시키고자 하는 요망이 있다. 또한, 도 16에 나타내는 기술에서는, 열수(20)가 보유하는 열을 유효 이용해서 발전에 이용하고자 하는 요망이 있다.
그런데, 터빈과 다른 발전 방식으로서 연료 전지가 있지만, 연료 전지는 다량의 배출열을 방출하고 있다. 그러나, 배출열 온도는 증기 터빈의 작동 유체에 적합한 온도보다 충분히 낮다. 또한, 공장이나 오피스에서의 산업 배출열이 유효 이용되지 않고 배출되고 있지만, 이 온도도 증기 터빈(1)의 작동 유체에 적합한 온도보다 충분히 낮은 경우가 많다. 이러한 배출열을 유효 이용해서 발전하고자 한다.
본 발명이 해결하려고 하는 과제는, 증기 터빈 입구 온도를 높일 수 없는 열원을 이용해서 효율 높은 발전을 실시하는 것과, 온도가 충분히 낮은 배출열을 유효 이용해서 발전하는 것이다.
실시형태에 따른 증기 터빈 플랜트는, 증기 터빈과, 상기 증기 터빈에 공급되는 작동 유체를 가열하는 가열부를 구비하고, 상기 가열부는, 화석연료를 이용한 제 1 열원, 또는 상기 증기 터빈으로부터의 추기 증기를 이용한 제 2 열원에 의해 상기 작동 유체를 가열하며, 또한 화석연료를 이용하지 않는 태양열 이외의 제 3 열원에 의해 상기 작동 유체를 저온 영역에서 가열하는 것을 특징으로 하는 증기 터빈 플랜트이다.
또한, 실시형태에 따른 증기 터빈 플랜트는, 증기 터빈과, 상기 증기 터빈에 공급되는 작동 유체를 가열하는 가열부를 구비하고, 상기 가열부는, 태양열을 이용한 제 4 열원, 또는 상기 증기 터빈으로부터의 추기 증기를 이용한 제 2 열원에 의해 상기 작동 유체를 가열하며, 또한, 상기 태양열 이외의 제 5 열원에 의해 상기 작동 유체를 저온 영역에서 가열하고, 상기 제 5 열원은, 산업 배출열을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 실시형태에 따른 증기 터빈 플랜트는, 증기 터빈과, 상기 증기 터빈에 공급되는 작동 유체를 가열하는 가열부를 구비하고, 상기 가열부는, 태양열을 이용한 제 4 열원, 또는 상기 증기 터빈으로부터의 추기 증기를 이용한 제 2 열원에 의해 상기 작동 유체를 가열하며, 또한, 상기 태양열 이외의 제 5 열원에 의해 상기 작동 유체를 저온 영역에서 가열하고, 상기 제 5 열원은, 연료 전지 또는 내연 기관의 배출열을 포함하는 것을 특징으로 한다.
실시형태의 증기 터빈 플랜트에 따르면, 저온 영역의 작동 유체를 화석연료가 아닌 열원에 의해 폐기물 보일러나 가열기 등을 이용해서 가열하는 것에 의해, 지금까지 증기 터빈에서는 이용되지 않던 화석연료가 아닌 열원의 유효 이용을 도모하여 발전 효율을 높일 수 있다.
도 1은 제 1 실시형태에 따른 증기 터빈 플랜트를 나타내는 개념도.
도 2는 제 2 실시형태에 따른 증기 터빈 플랜트를 나타내는 개념도.
도 3은 제 3 실시형태 및 제 4 실시형태에 따른 증기 터빈 플랜트를 나타내는 개념도.
도 4는 제 5 실시형태에 따른 증기 터빈 플랜트를 나타내는 개념도.
도 5는 제 6 실시형태에 따른 증기 터빈 플랜트를 나타내는 개념도.
도 6은 제 7 실시형태에 따른 증기 터빈 플랜트를 나타내는 개념도.
도 7은 제 8 실시형태 및 제 9 실시형태에 따른 증기 터빈 플랜트를 나타내는 개념도.
도 8은 제 10 실시형태에 따른 증기 터빈 플랜트를 나타내는 개념도.
도 9는 제 11 실시형태에 따른 증기 터빈 플랜트를 나타내는 개념도.
도 10은 제 12 실시형태 및 제 13 실시형태에 따른 증기 터빈 플랜트를 나타내는 개념도.
도 11은 제 14 실시형태에 따른 증기 터빈 플랜트를 나타내는 개념도.
도 12는 제 15 실시형태에 따른 증기 터빈 플랜트를 나타내는 개념도.
도 13은 일반적인 석탄 보일러를 이용한 증기 터빈을 나타내는 개념도.
도 14는 일반적인 증기 터빈을 나타내는 개념도.
도 15는 일반적인 폐기물 발전을 나타내는 개념도.
도 16은 일반적인 지열 발전을 나타내는 개념도.
도 17은 일반적인 태양 발전을 나타내는 개념도.
도 18은 랭킹 사이클의 TS선도.
도 19는 본 실시형태의 작용 효과를 나타내는 개념도.
(제 1 실시형태)
다음으로, 제 1 실시형태에 따른 증기 터빈(steam turbine)에 대하여 도 1에 의해 설명한다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 가스 터빈(gas turbine)으로부터의 충분 고온의 가스 터빈 배출가스(14)는 배출열 회수 보일러(15)에 유입된다. 물(42)은 급수 펌프(pump)(6)에 의해 배출열 회수 보일러(boiler)(15)에 유입되고, 그곳에서 가스 터빈 배출가스(14)에 의해 가열됨으로써 증기(2)로 변화된다. 가스 터빈은 천연 가스나 일본의 도시 가스를 연소시켜서 연소 배출가스를 발생시킨다. 배출열 회수 보일러(15)는 그 연소 배출가스를 가스 터빈 배출가스(14)로서 이용하므로, 배출열 회수 보일러(15)는 화석연료 유래의 열원(제 1 열원)이다. 또한, 도 1에서는 도 15에서 나타낸 폐기물(11), 연소용 공기(12), 폐기물 연소 가스(44)를 생략하고 있다.
가스 터빈 배출가스(14)는 증기(2)를 생성함으로써 온도가 저하된 후 배출열 회수 보일러(15)로부터 유출된다. 증기(2)는 증기 터빈(1)에 유입되고 증기 터빈(1)의 내부에서 팽창하여 압력/온도가 함께 저하된다. 증기 터빈(1)로부터의 터빈 배기(3)는 복수기(4)에 유입된다. 터빈 배기(3)는 복수기(4)에 있어서 외부로부터의 냉각수에 의해 냉각되어 복수(5)가 된다. 냉각수는 냉각수 펌프에 의해 바다로부터 퍼올려져 복수기(4)에 유입되어 있다. 냉각수는 복수기(4)에서 터빈 배기(3)의 열을 받아 가열된 후 바다로 되돌려진다. 증기 터빈(1)의 회전축은 팽창해 가는 증기(2)에 의하여 회전한다. 증기 터빈(1)의 회전축은 도시하고 있지 않은 발전기에 접속되어 있으며, 발생한 축 동력을 이용해서 발전기에 의해 발전된다.
그런데, 도 1에 나타내는 바와 같이, 제 1 실시형태에서는 가열기로서 폐기물 보일러(18)가 설치되어 있다. 구체적으로는, 급수 펌프(6)에 의해 송출되는 물(42)은 제 2 물(35)과 제 3 물(36)로 분기된다. 물(42), 제 2 물(35), 제 3 물(36), 및 증기(2)는 작동 유체이다. 제 2 물(35)은 배출열 회수 보일러(15)에 유입되고, 그곳에서 가스 터빈 배출가스(14)에 의해 가열됨으로써 온도가 보다 높아진다. 제 3 물(36)은 가열기인 폐기물 보일러(18)에 유입되고, 폐기물(11)과 연소용 공기(12)를 연소시켜서 생성된 폐기물 연소 배출가스(제 3 열원)(44)에 의해 가열됨으로써 온도가 보다 높아진다. 제 3 물(36)의 압력은 고온 고압 터빈용의 제 2 물(35)의 압력과 같이 폐기물 발전의 경우보다 높기 때문에 기본적으로 비등하지 않는다. 따라서, 폐기물 보일러(18)는 온수 보일러로서만 기능한다. 폐기물 보일러(18)에 의해 가열된 제 3 물(36)은 배출열 회수 보일러(15)의 도중에 유입되어, 배출열 회수 보일러(15)의 일부(상기 도중보다 하측)에서 가열된 제 2 물(35)과 합류점(34)에서 합류한다. 제 3 물(36)은 고온 부식의 사정으로 온도에 제약이 있지만, 제 2 물(35)과 제 3 물(36)의 온도가 거의 같은 위치에 합류점(34)을 설정하도록 설계해두는 편이 바람직하지만, 그러할 필요는 없다.
폐기물 보일러(18)는 폐기물(11)의 조성이나 처리량의 변동이 충분히 있다. 그러나, 증기 터빈(1)에 유입되는 증기(2)의 성상(性狀)의 변동이 충분히 있어서는 안 된다. 통상적인 증기 터빈 플랜트에서는 증기(2)의 온도나 압력을 계측하고 있지만, 그 온도나 압력의 변동이 충분히 있어서는 안 된다. 또한, 통상적인 증기 터빈 플랜트에서는 증기(2)의 유량을, 예를 들면 물(42)의 유량을 계측함으로써 얻고 있지만, 그 유량의 변동이 충분히 있어서는 안 된다.
이 때문에, 증기(2)의 온도/압력/유량의 변동이 충분히는 커지지 않도록, 급수 펌프(6)의 출력을 조절해서 물(42)의 유량 및 압력을 조절한다. 또한, 폐기물 보일러(18)의 입출구의 밸브(37, 38)의 개방도에 따라 제 2 물(35)과 제 3 물(36)의 유량비를 조절해도 된다. 또한 경우에 따라서는, 폐기물(11)의 처리량을 증감시켜도 된다. 또한, 급수 펌프(6)의 하류에 유량 조절 밸브(도시하지 않음)를 설치하여, 그 유량 조절 밸브의 개방도에 따라 물(42)의 유량 및 압력을 조절해도 된다. 폐기물 보일러(18)의 작동 유체인 제 3 물(36)의 압력은 급수 펌프(6)에 의해 조절한다. 제 3 물(36)의 압력은, 도 14에 나타내는 기술과 같은 고온 고압 터빈용의 압력이며, 도 15에 나타내는 기술보다 높고, 합류점(34)은 도 18 상에서는 부호 l로 표시된다. 또한 가령, 합류점(34)에서의 압력이 보다 높아, 제 3 물(36)이 포화 증기로 변화되어 있으면 습도가 거의 같은 것이 바람직하지만, 그러할 필요는 없다. 합류한 급수(給水)는 배출열 회수 보일러(15)에 의해 더 가열되어 증기(2)로 변화된 후 증기 터빈(1)에 유입된다. 도 18에서는, 부호 b에서부터 부호 l까지 병렬로 2종의 열원(배출열 회수 보일러(15)와 폐기물 보일러(18))에 의해 가열되고, 부호 l에서부터 부호 i까지 1종의 열원(배출열 회수 보일러(15))에 의해 가열되게 된다. 폐기물 보일러(18)가 정지 중인 등의 이유로 제 3 물(36)을 유통시키지 않는 경우는 밸브(37, 38)를 모두 폐쇄한다. 일반적으로 폐기물 발전의 증기 유량은 컴바인드 사이클의 증기 유량보다 충분히 작으므로, 증기(2)의 유량이 조금 저하하게 되어도 증기 터빈(1)은 운전 가능하다.
가령, 배출열 회수 보일러(15)와 폐기물 보일러(18)가 직렬로 접속되어 있으면, 폐기물 보일러(18)의 출구의 물 온도까지는 가스 터빈 배출가스(14)는 온도 저하되지 않으므로, 그 온도로부터 아래는 가스 터빈 배출가스(14)로부터 열회수할 수 없어진다. 이에 반하여 본 실시형태에 따르면, 물(42)에 관하여 배출열 회수 보일러(15)의 상류측과 폐기물 보일러(18)는 병렬로 되어 있으므로, 그 존재 때문에 가스 터빈 배출가스(14)로부터의 열회수가 제약되지 않는다. 또한, 배출열 회수 보일러(15)의 배출가스의 출구 온도는 도 14에 나타내는 기술과 같아지므로, 배출열 회수 보일러(15)로부터의 수열량도 같다. 이 때문에 랭킹 사이클로서는, 수열량은 폐기물 보일러(18)로부터의 수열분이 증가하고, 증기 터빈(1)의 입구 온도가 같은 채로 증기(2)의 유량이 늘어 출력이 증가한다. 랭킹 사이클의 효율은 유량에 관계없이 TS선도 상의 면적비만으로 결정된다. 증기의 전부가 고온 고압의 랭킹 사이클을 구성하고 있으므로, 본 실시형태에 따른 효율은 도 14에 나타내는 기술과 같다. 또한, 본 실시형태에 따르면, 도 14에 나타내는 기술과 도 15에 나타내는 기술이 별개로 존재하는 것과 비교해서, 같은 수열량이면서 출력이 높고 효율이 높다. 이 때문에 효율 높은 발전을 할 수 없던 폐기물 보일러(18)로부터의 열을 이용해서 효율 높은 발전을 실시할 수 있다. 또한, 가스 터빈의 운전에는 영향이 없으므로, 가스 터빈의 발전 출력이나 효율이 악화되지 않는다.
또한, 도 1의 구성은 일례에 지나지 않으며, 제 2 물(35)과 제 3 물(36)이 합류하는 합류점(34)은, 배출열 회수 보일러(15)의 도중이 아니고, 배출열 회수 보일러(15)의 출구보다 하류여도 된다. 또한, 도 13과 마찬가지로, 증기 터빈(1)의 도중에서 추기 증기(8)를 추기해서 급수 가열기(9)에 유입시켜 물(42)을 가열해도 된다. 즉, 추기 증기 유래의 열원을 이용해서 급수 가열기(9)를 가열해도 된다.
다음으로, 도 19에 의해 본 실시형태의 작용 효과에 대하여 기술한다. 도 19의 (a)에 나타내는 바와 같이, 물(42)을 복수 온도로부터 증기 터빈(1)의 입구 온도까지 가열할 때, 보다 저온인 저온 영역에 대해서는 화석연료 유래의 열원(제 1 열원)을 이용한 배출열 회수 보일러(15)와, 화석연료 이외의 열원(제 3 열원)인 폐기물 연소 배출가스(44)에 의해 물(42)을 가열하고, 보다 고온인 고온 영역에 대해서는 화석연료 유래의 열원(제 1 열원)을 이용한 배출열 회수 보일러(15)에 의해 물(42)을 가열한다.
이와 같이 저온 영역의 급수를, 폐기물 연소 배출가스(44)를 이용해서 가열하고, 또한 증기 터빈(1)에 유입되는 고온의 증기(2)를 화석연료 유래의 배출열 회수 보일러(15)에 의해 확실히 생성하는 것에 의해, 지금까지 증기 터빈(1)에 이용되지 않았던 폐기물 연소 배출가스(44)의 유효 이용을 도모하여 발전 효율을 높일 수 있다.
(제 2 실시형태)
다음으로, 도 2에 의해 제 2 실시형태에 따른 증기 터빈 플랜트에 대하여 설명한다.
도 2에 나타내는 증기 터빈 플랜트에 있어서, 도 1에 나타내는 증기 터빈 플랜트와 동일 부분에는 동일 부호를 부여하고 상세한 설명은 생략한다.
제 2 실시형태에서는, 도 2와 같이, 지열 증기(19)에 의해 제 3 물(36)을 가열하는 가열기(47)가 설치되어 있다. 도 16에 나타내는 기술과 달리, 도 2에서는 지중(21)으로부터 취출한 지열 증기(19)(제 3 열원)를 그대로 가열기(47)에 유입시킨다. 제 3 물(36)은 가열기(47)에 유입되어 지열 증기(19)에 의해 가열됨으로써 온도가 보다 높아진다. 제 3 물(36)의 압력은 고온 고압 터빈용의 제 2 물(35)의 압력과 같아 기본적으로 비등하지 않는다. 가열기(47)에 의해 가열된 제 3 물(36)은 배출열 회수 보일러(15)의 도중에 유입되어, 배출열 회수 보일러(15)의 일부에 의해 가열된 제 2 물(35)과 합류점(34)에서 합류한다. 제 3 물(36)은, 지열 증기(19)의 온도까지는 온도 상승하지 않지만, 제 2 물(35)과 제 3 물(36)의 온도가 거의 같은 위치에 합류점(34)을 설정하도록 설계해 두는 편이 바람직하지만, 그러할 필요는 없다.
지열 증기(19)의 유량이나 온도는 변동이 충분히 있지만, 증기 터빈(1)에 유입되는 증기(2)의 성상의 변동이 충분히 있어서는 안 된다. 통상의 증기 터빈 플랜트에서는 증기(2)의 온도나 압력을 계측하고 있지만, 그 온도나 압력의 변동이 충분히 있어서는 안 된다. 또한, 통상의 증기 터빈 플랜트에서는, 증기(2)의 유량을, 예를 들면 물(42)의 유량을 계측함으로써 얻고 있지만, 그 유량의 변동이 충분히 있어서는 안 된다.
이 때문에, 증기(2)의 온도/압력/유량의 변동이 충분히는 커지지 않도록, 급수 펌프(6) 출력을 조절해서 물(42)의 유량 및 압력을 조정한다. 또한, 밸브(37, 38)의 개방도에 따라 제 2 물(35)과 제 3 물(36)의 유량비를 조절해도 된다. 또한 경우에 따라서는, 유량 조정 밸브에 의하여 지열 증기(19)의 유량을 증감시켜도 된다. 또한, 급수 펌프(6)의 하류에 유량 조절 밸브(도시하지 않음)를 설치하고, 그 개방도에 따라 물(42)의 유량 및 압력을 조절해도 된다. 제 3 물(36)의 압력은 급수 펌프(6)에 의해 조절한다. 제 3 물(36)의 압력은, 도 14에 나타내는 기술과 같은 고온 고압 터빈용의 압력이며, 도 16에 나타내는 기술에 있어서의 지열 증기(19)의 압력보다 높기 때문에, 제 3 물(36)은 부분적으로도 비등하지 않고, 합류점(34)은 도 18 상에서는 부호 m으로 표시된다. 합류한 급수는 배출열 회수 보일러(15)에 의해 더 가열된 증기(2)로 변화된 후 증기 터빈(1)에 유입된다. 도 18에서, 합류점(34)을 가령 부호 m으로 하면, 부호 b에서부터 부호 m까지 병렬로 2종의 열원(지열 증기(19)에 의한 가열기(47)와 배출열 회수 보일러(15))에 의해 가열되고, 부호 m에서부터 부호 i까지 1종의 열원(배출열 회수 보일러(15))에 의해 가열되게 된다. 어떠한 이유에서 제 3 물(36)을 가열기(47)에 유통시키지 않는 경우는 밸브(37, 38)를 모두 폐쇄한다. 제 3 물(36)은 제 2 물(35)보다 유량이 충분히 작으므로, 증기(2)의 유량이 조금 저하하게 되어도 증기 터빈(1)은 운전 가능하다.
도 16의 기술에서는, 기수 분리기(45)에 의해 분리된 증기(2)는 지열 증기(19)와 같은 온도이다. 그에 반하여 본 실시형태에 따르면, 가열기(47)는 지열 증기(19)를 이용해서 제 3 물(36)을 가열하고 있으므로, 제 3 물(36)은 지열 증기(19)보다 온도가 낮다. 그러나, 도 16의 기술에서 버리고 있던 열수(20)로부터도 본 실시형태에서는 열회수하고 있으므로, 지열 증기(19)로부터의 열회수량은 커진다. 또한, 본 실시형태에 따르면, 증기(2)의 전부가 고온 고압의 랭킹 사이클을 구성하고 있으므로, 본 실시형태에 따른 효율은 도 14에 나타내는 기술과 같다. 또한, 본 실시형태에 따르면, 도 14에 나타내는 기술과 도 15에 나타내는 기술이 별개로 존재하는 것과 비교해서, 제 1 실시형태는 가령 같은 수열량이더라도 출력이 크고 효율이 높다. 또한 수열량은 제 2 실시형태 쪽이 크다. 이 때문에, 효율 높은 발전을 할 수 없었던 지열 증기(19)를 이용해서 효율 높은 발전을 실시할 수 있다. 또한, 가스 터빈의 운전에는 영향이 없으므로, 가스 터빈의 발전 출력이나 효율이 악화되지 않는다.
또한, 도 2의 구성은 일례에 지나지 않으며, 제 2 물(35)과 제 3 물(36)이 합류하는 합류점(34)은, 배출열 회수 보일러(15)의 도중이 아니고, 열 회수 보일러(15)의 출구보다 하류여도 된다.
다음으로, 도 19에 의해 본 실시형태의 작용 효과에 대하여 기술한다. 도 19의 (a)에 나타내는 바와 같이, 물(42)을 복수 온도로부터 증기 터빈(1)의 입구 온도까지 가열할 때, 저온 영역에 대해서는 화석연료 유래의 열원(제 1 열원)을 이용한 배출열 회수 보일러(15)와, 화석연료 이외의 열원(제 3 열원)인 지열 증기(19)에 의해 물(42)을 가열하고, 고온 영역에 대해서는 화석연료 유래의 열원(제 1 열원)을 이용한 배출열 회수 보일러(15)에 의해 물(42)을 가열한다.
이와 같이 저온 영역에 대해서는, 물(42)이 분기된 제 3 물(36)을, 지열 증기(19)를 이용하여 가열해서 배출열 회수 보일러(15)의 도중에 유입하고, 또한 증기 터빈(1)에 유입되는 고온의 증기(2)를 화석연료 유래의 배출열 회수 보일러(15)에 의해 확실히 생성하는 것에 의해, 지금까지 효율 높은 발전에 이용되지 않았던 저온의 지열 증기(19)의 유효 이용을 도모하여 증기 터빈(1)의 발전 효율을 높일 수 있다.
(제 3 실시형태)
다음으로, 도 3에 의해 제 3 실시형태에 따른 증기 터빈 플랜트에 대하여 설명한다.
도 3에 나타내는 증기 터빈 플랜트에 있어서, 도 1에 나타내는 증기 터빈 플랜트와 동일 부분에는 동일 부호를 부여하고 상세한 설명은 생략한다.
제 3 실시형태에서는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 산업 배출열용의 가열기(47)가 설치되어 있다. 도 3에 있어서, 가열기(47)는 산업 배출열(39)을 회수한 배출열 회수수(回收水)(제 3 가열원)(40)를 이용해서 제 3 물(36)을 가열한다. 산업 배출열(39)은 공장이나 오피스 빌딩(office building)으로부터 발생하는 배출열이다. 일반적으로, 배출열은 냉각탑까지 순환하는 배출열 회수수로 회수되어 냉각탑에서 대기로 방출되는 경우가 많다. 제 3 실시형태에서는, 이 배출열 회수수를 냉각탑이 아닌 가열기(47)에 유통시킨다. 즉, 산업 배출열 유래의 열원(39)으로부터 열회수한 배출열 회수수(40)는 회수수 펌프(41)에 의해 가열기(47)를 순환한다. 산업 배출열(39)을 회수할 때의 배출열 회수수(40)의 온도는 순환 유량이 클수록 낮아지지만, 물(42)보다 될 수 있는 한 높아지는 바와 같은 유량으로 하는 것이 바람직하다. 또한, 배출열 회수수(40)의 압력은 고온 고압 터빈용의 압력이며 높으므로, 그 압력에서의 비점까지 승온되지 않는 경우가 많다. 제 3 물(36)은 가열기(47)에 유입되고, 배출열 회수수(40)로부터 가열됨으로써 온도가 보다 높아진다. 가열기(47)에 의해 가열된 제 3 물(36)은, 배출열 회수 보일러(15)의 합류점(34)에 유입되고, 배출열 회수 보일러(15)의 일부에 의해 가열된 제 2 물(35)과 합류한다. 합류점(34)은, 제 2 물(35)과 제 3 물(36)의 온도가 거의 같은 바와 같은 위치에 설정하도록 설계해 두는 편이 바람직하지만, 그러할 필요는 없다.
산업 배출열 유래의 열량은 변동이 충분히 있지만, 증기 터빈(1)에 유입되는 증기(2)의 성상의 변동이 충분히 있어서는 안 된다. 통상의 증기 터빈 플랜트에서는 증기(2)의 온도나 압력을 계측하고 있지만, 그 온도나 압력의 변동이 충분히 있어서는 안 된다. 또한, 통상의 증기 터빈 플랜트에서는, 증기(2)의 유량을, 예를 들면 물(42)의 유량을 계측함으로써 얻고 있지만, 그 유량의 변동이 충분히 있어서는 안 된다.
이 때문에, 증기(2)의 온도/압력/유량의 변동이 충분히는 커지지 않도록, 급수 펌프(6)의 출력을 조절해서 물(42)의 유량 및 압력을 조정한다. 또한, 밸브(37, 38)의 개방도에 따라 제 2 물(35)과 제 3 물(36)의 유량비를 조절해도 된다. 또한 경우에 따라서는, 회수수 펌프(41)의 출력에 따라서 배출열 회수수(40)의 유량을 증감시켜도 된다. 또한, 급수 펌프(6)의 하류에 유량 조절 밸브(도시하지 않음)를 설치하고, 그 개방도에 따라 물(42)의 유량 및 압력을 조절해도 된다. 합류점(34)에서 합류한 급수는, 배출열 회수 보일러(15)에 의해 더 가열되어 증기(2)로 변화된 후 증기 터빈(1)에 유입된다. 도 18에서는, 부호 b에서부터 부호 n까지 병렬로 2종의 열원(배출열 회수 보일러(15)와 산업 배출열(39)을 회수한 배출열 회수수(40))에 의해 가열되고, 부호 n에서부터 부호 i까지 1종의 열원(배출열 회수 보일러(15))에 의해 가열되게 된다. 어떠한 이유에서 제 3 물(36)을 가열기(47)에 유통시키지 않는 경우는, 가열기(47)의 입구 밸브(37)와 출구(38)를 모두 폐쇄한다. 제 3 물(36)은 제 2 물(35)보다 유량이 충분히 작으므로, 증기(2)의 유량이 조금 저하하게 되어도 증기 터빈(1)은 운전 가능하다.
본 실시형태에 따르면, 배출열 회수 보일러(15)의 가스 터빈 배출가스(14)의 출구 온도를 도 14의 기술과 같게 한 경우, 배출열 회수 보일러(15)로부터의 수열량도 같다. 이 때문에 랭킹 사이클로서는, 수열량은 배출열 회수수(40)로부터의 수열분이 증가하고, 증기 터빈(1)의 입구 온도가 같은 채로 증기(2)의 유량이 늘어 출력이 증가한다. 랭킹 사이클의 효율은 유량에 관계없이 TS선도 상의 면적비만으로 결정된다. 또한 본 실시형태에 따르면, 증기(2)의 전부가 고온 고압의 랭킹 사이클을 구성하고 있으므로, 본 실시형태에 있어서의 효율은 도 14의 기술과 같다. 또한 본 실시형태에 따르면, 유효 이용되지 않고 배출되고 있는 산업 배출열(39)을 이용해서 효율 높은 발전을 실시할 수 있다. 또한, 가스 터빈의 운전에는 영향이 없으므로, 가스 터빈의 발전 출력이나 효율이 악화되지 않는다.
다음으로, 도 19에 의해 본 실시형태의 작용 효과에 대하여 기술한다. 도 19의 (a)에 나타내는 바와 같이, 급수를 복수 온도로부터 증기 터빈(1)의 입구 온도까지 가열할 때, 저온 영역에 대해서는 화석연료 유래의 열원(제 1 열원)을 이용한 배출열 회수 보일러(15)에 의해 제 2 물(35)을 가열하며, 화석연료 이외의 열원(제 3 열원)인 배출열 회수수(40)에 의해 제 3 물(36)을 가열하고, 고온 영역에 대해서는 화석연료 유래의 열원(제 1 열원)을 이용한 배출열 회수 보일러(15)에 의해 합류한 제 2 및 제 3 급수(35, 36)를 가열한다.
이와 같이 저온 영역의 급수를 배출열 회수수(40)를 이용해서 가열하고, 또한 증기 터빈(1)에 유입되는 고온 증기를 화석연료 유래의 배출열 회수 보일러(15)에 의해 확실히 생성하는 것에 의해, 지금까지 이용되지 않았던 저온의 배출열 회수수(40)의 유효 이용을 도모하여 증기 터빈(1)의 발전 효율을 높일 수 있다.
(제 4 실시형태)
다음으로, 같은 도 3에 의해 제 4 실시형태에 따른 증기 터빈 플랜트에 대하여 설명한다.
상술한 제 3 실시형태에서는, 배출열 회수수(제 3 열원)(40)는, 산업 배출열(39)을 회수하고 있었지만, 제 4 실시형태에서는, 연료 전지(46)의 배열에 유래하는 열원의 전부 혹은 일부를 회수하는 점이 다르다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 연료 전지(46)는 화석연료를 이용해서 발전하지만, 그때 대량의 배출열이 발생한다. 대용량의 발전을 실시하는 바와 같은 대형의 연료 전지(46)의 배출열은 배출열 회수수(40)로 회수된다. 일반적으로, 배출열 회수수는, 다양한 이용처에서 이용되어 온도 저하되어 가고, 최종적으로는 냉각탑에서 대기로 방출되어 순환하는 경우가 많다. 제 4 실시형태에서는, 이 배출열 회수수(40)를 냉각탑이 아닌 가열기(47)에 유통시킨다. 이때, 배출열 회수수(40)는 다른 이용처에서 이용시키지 않고, 그대로 가열기(47)에 유통시켜도 된다. 배출열 회수 시의 배출열 회수수(40)의 온도는 순환 유량이 클수록 낮아지지만, 물(42)보다 높아지는 바와 같은 유량으로 하는 것이 바람직하다. 또한, 배출열 회수수(40)의 압력은 고온 고압 터빈용의 압력이며 높으므로, 그 압력에서의 비점까지 승온되지 않는 경우가 많다. 연료 전지(46)의 배출열의 열량은 연료 전지(46)의 운전에 맞춰서 변동하지만, 증기 터빈(1)에 유입되는 증기(2)의 성상의 변동이 충분히 있어서는 안 된다. 통상의 증기 터빈 플랜트에서는 증기(2)의 온도나 압력을 계측하고 있지만, 그 온도나 압력의 변동이 충분히 있어서는 안 된다. 또한, 통상의 증기 터빈 플랜트에서는 증기(2)의 유량을, 예를 들면 물(42)의 유량을 계측함으로써 얻고 있지만, 그 유량의 변동이 충분히 있어서는 안 된다. 이 때문에, 증기(2)의 온도/압력/유량의 변동이 충분히는 커지지 않도록, 급수 펌프(6)의 출력을 조절해서 물(42)의 유량 및 압력을 조정한다. 또한, 밸브(37, 38)의 개방도에 따라 제 2 물(35)과 제 3 물(36)의 유량비를 조절해도 된다. 또한 경우에 따라서는, 회수수 펌프(41)의 출력에 따라서 배출열 회수수(40)의 유량을 증감시켜도 된다. 또한, 급수 펌프(6)의 하류에 유량 조절 밸브(도시하지 않음)를 설치해서, 그 개방도에 따라 물(42)의 유량 및 압력을 조절해도 된다.
제 4 실시형태에 따르면, 제 3 실시형태와 마찬가지로, 유효 이용되지 않고 배출되고 있는 연료 전지(46)의 배출열의 전부 혹은 일부를 이용해서 효율 높은 발전을 실시할 수 있다. 또한, 가스 터빈의 운전에는 영향이 없으므로, 가스 터빈의 발전 출력이나 효율이 악화되지 않는다.
(제 5 실시형태)
다음으로, 도 4에 의해 제 5 실시형태에 따른 증기 터빈 플랜트에 대하여 설명한다.
도 4에 나타내는 증기 터빈 플랜트에 있어서, 도 3에 나타내는 증기 터빈 플랜트와 동일 부분에는 동일 부호를 부여하고 상세한 설명은 생략한다.
제 5 실시형태에서도, 도 4와 같이 가열기(47)가 설치되어 있다. 도 5에 있어서, 가열기(47)는 산업 배출열(39)을 회수한 배출열 회수수(40)에 의해 증기(2)를 가열하는 가열기이다. 급수 펌프(6)에 의해 송출되는 물(42)은 가열기(47)에 유입되고, 그곳에서 배출열 회수수(제 3 열원)(40)에 의해 가열됨으로써 온도가 보다 높아진다. 가열기(47)를 유출한 물(42)은 배출열 회수 보일러(15)에 유입되어, 가스 터빈 배출가스(14)에 의해 가열됨으로써 증기(2)로 변화된다.
가스 터빈 배출가스(14)는 물(42)을 가열함으로써 온도 저하되지만, 배출열 회수 보일러(15)가 가스 터빈 배출가스(14)와 접하는 금속의 표면 온도가 저온 부식하는 온도역까지 저하되어서는 안 된다. 그 온도는 천연 가스나 일본의 도시 가스의 조성에 의하지만, 예를 들면 150℃이다. 가령, 산업 배출열(39)이 그 온도보다 고온이며, 또한 배출열 회수 보일러(15)와 가열기(47)가 직렬로 접속되어 있으면, 가열기(47)의 출구의 물(42)의 온도까지는 가스 터빈 배출가스(14)는 온도 저하되지 않으므로, 가스 터빈 배출가스(14)로부터 수열할 수 없어진다. 그러나, 산업 배출열(39)은 저온 부식하는 온도역보다 저온인 경우가 많기 때문에, 가스 터빈 배출가스(14)로부터의 수열이 저감되지 않는다. 산업 배출열(39)은 비교적 저온이지만 양이 많으므로, 물(42)과의 온도차를 충분 확보하면서 물(42)과 열교환시키는 것이 바람직하며, 이 가열기(47)의 배치는 효과적이다.
산업 배출열(39)의 열량은 변동이 충분히 있지만, 증기 터빈(1)에 유입되는 증기(2)의 성상의 변동이 충분히 있어서는 안 된다. 통상의 증기 터빈 플랜트에서는 증기(2)의 온도나 압력을 계측하고 있지만, 그 온도나 압력의 변동이 충분히 있어서는 안 된다. 또한, 통상의 증기 터빈 플랜트에서는, 증기(2)의 유량을, 예를 들면 물(42)의 유량을 계측함으로써 얻고 있지만, 그 유량의 변동이 충분히 있어서는 안 된다. 이 때문에, 증기(2)의 온도/압력/유량의 변동이 충분히는 커지지 않도록, 급수 펌프(6)의 출력을 조절해서 물(42)의 유량 및 압력을 조정한다. 또한 경우에 따라서는, 회수수 펌프(41)의 출력에 따라서 배출열 회수수(40)의 유량을 증감시켜도 된다. 또한, 급수 펌프(6)의 하류에 유량 조절 밸브(도시하지 않음)를 설치해서, 그 개방도에 따라 물(42)의 유량 및 압력을 조절해도 된다.
또한, 본 실시형태에서는 산업 배출열을 이용했지만, 이용하는 열은 그에 한하지 않는다.
(제 6 실시형태)
다음으로, 도 5에 의해 제 6 실시형태에 따른 증기 터빈 플랜트에 대하여 설명한다.
도 5에 나타내는 증기 터빈 플랜트에 있어서, 도 1에 나타내는 증기 터빈 플랜트와 동일 부분에는 동일 부호를 부여하고 상세한 설명은 생략한다.
제 6 실시형태에서는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 가열기로서 폐기물 보일러(18)가 설치되어 있다. 폐기물 보일러(18)는 폐기물(11)과 연소용 공기(12)에 의해 폐기물 연소 배출가스(44)를 생성한다. 제 1 실시형태와 마찬가지로, 물(42)은 제 2 물(35)과 제 3 물(36)로 분기된다. 제 2 물(35)은, 급수 펌프(6)에 의해 직렬로 접속된 1개 이상의 급수 가열기(9) 군(도 5에서는 2개의 급수 가열기(9))에 유입되고, 그곳에서 증기 터빈(1)으로부터의 추기 증기(8)에 의해 가열됨으로써 온도가 보다 높아진다. 즉, 추기 증기 유래의 열원을 이용해서 급수 가열기(9) 군을 가열한다. 제 3 물(36)은, 가열기인 폐기물 보일러(18)에 유입되어, 폐기물 연소 배출가스(44)에 의해 가열됨으로써 온도가 보다 높아진다.
제 3 물(36)의 압력은, 고온 고압 터빈용의 제 2 물(35)의 압력과 같고, 폐기물 발전의 경우보다 높기 때문에, 기본적으로 비등하지 않는다. 따라서, 폐기물 보일러(18)는 온수 보일러로서 기능한다. 폐기물 보일러(18)에 의해 가열된 제 3 물(36)은, 급수 가열기(9) 군의 출구(또는 도중이어도 됨)로 유출되고, 그보다 상류에 배치된 급수 가열기(9)에 의해 가열된 제 2 물(35)과 합류점(34)에서 합류한다.
제 3 물(36)은 고온 부식의 사정으로 온도에 제약이 있지만, 제 2 물(35)과 제 3 물(36)의 온도가 거의 같은 위치에 합류점(34)을 설정하도록 설계해 두는 편이 바람직하지만, 그러할 필요는 없다.
폐기물 보일러(18)는, 폐기물(11)의 조성이나 처리량의 변동이 충분히 있지만, 증기 터빈(1)에 유입되는 증기(2)의 성상의 변동이 충분히 있어서는 안 된다. 통상의 증기 터빈 플랜트에서는 증기(2)의 온도나 압력을 계측하고 있지만, 그 온도나 압력의 변동이 충분히 있어서는 안 된다. 또한, 통상의 증기 터빈 플랜트에서는 증기(2)의 유량을, 예를 들면 물(42)의 유량을 계측함으로써 얻고 있지만, 그 유량의 변동이 충분히 있어서는 안 된다. 이 때문에, 증기(2)의 온도/압력/유량의 변동이 충분히는 커지지 않도록, 급수 펌프(6)의 출력을 조절해서 물(42)의 유량 및 압력을 조정한다. 또한, 밸브(37, 38)의 개방도에 따라 제 2 물(35)과 제 3 물(36)의 유량비를 조절해도 된다. 또한, 석탄 보일러(7)의 출력을 증감시켜도 된다. 또한 경우에 따라서는, 폐기물(11)의 처리량을 증감시키는 것이 바람직하다. 또한, 급수 펌프(6)의 하류에 유량 조절 밸브(도시하지 않음)를 설치해서, 그 개방도에 따라 물(42)의 유량 및 압력을 조절해도 된다.
폐기물 보일러(18)의 작동 유체인 제 3 물(36)의 압력은 급수 펌프(6)에 의해 조절하지만, 도 13에 나타내는 기술과 같은 고온 고압 터빈용의 압력이며, 도 15에 나타내는 기술보다 높다. 또한, 합류점(34)은, 도 18 상에서는 부호 l이다. 합류한 급수는, 합류점(34)보다 하류에 급수 가열기(9)가 설치되어 있으면, 그것에 의해 가열된 후 석탄 보일러(7)에 유입된다. 그리고, 석탄 보일러(7)에 의해 가열되어 증기(2)로 변화된 후 증기 터빈(1)에 유입된다. 어떠한 이유에서 제 3 물(36)을 유통시키지 않는 경우는 밸브(37, 38)를 모두 폐쇄한다. 제 3 물(36)은 제 2 물(35)보다 유량이 충분히 작으므로, 증기(2)의 유량이 조금 저하하게 되어도 증기 터빈(1)은 운전 가능하다.
도 1에 나타내는 실시형태와 마찬가지로, 증기(2)의 전부가 고온 고압의 랭킹 사이클을 구성하고 있으므로, 본 실시형태에 따른 효율은 도 13에 나타내는 기술과 같다. 또한, 본 실시형태에 따르면, 도 13에 나타내는 기술과 도 15에 나타내는 기술이 별개로 존재하는 것과 비교해서, 가령 같은 수열량이더라도 출력이 크고 효율이 높다. 따라서, 효율 높은 발전을 할 수 없었던 폐기물 보일러(18)로부터의 열을 이용해서 효율 높은 발전을 실시할 수 있다.
또한, 도 5의 구성은 일례에 지나지 않으며, 제 2 물(35)과 제 3 물(36)이 합류하는 합류점(34)은, 가장 하류의 급수 가열기(9)와 석탄 보일러(7)의 사이가 아닌, 2개 이상 있는 급수 가열기(9) 군의 도중이어도 된다. 즉, 합류점(34)보다 하류에 급수 가열기가 존재해 있어도 된다. 또한, 급수 가열기(9)는 1개여도 된다.
또한, 급수 가열기(9)는, 제 2 물(35)과 제 3 물(36)의 합류점(34)의 상류측뿐만 아니라, 합류점(34)의 하류측에 1개 이상 설치해도 된다.
(제 7 실시형태)
다음으로, 도 6에 의해 제 7 실시형태에 따른 증기 터빈 플랜트에 대하여 설명한다.
도 6에 나타내는 증기 터빈 플랜트에 있어서, 도 5에 나타내는 증기 터빈 플랜트와 동일 부분에는 동일 부호를 부여하고 상세한 설명은 생략한다.
제 7 실시형태는, 도 6과 같이, 지열 증기(19)에 의해 제 3 물(36)을 가열하는 가열기(47)가 설치되어 있다. 본 실시형태에 따르면, 지열 증기(19)(제 3 열원)가 그대로 가열기(47)에 유입된다. 제 3 물(36)은 가열기(47)에 유입되어 지열 증기(19)에 의해 가열됨으로써 온도가 보다 높아진다. 제 3 물(36)의 압력은 고온 고압 터빈용의 제 2 물(35)의 압력과 같아 기본적으로 비등하지 않는다. 지열 증기(19)에 의해 가열된 제 3 물(36)은, 급수 가열기(9) 군의 출구(또는 도중이어도 됨)에 유입되어, 그보다 상류에 배치된 급수 가열기(9)에 의해 가열된 제 2 물(35)과 합류점(34)에서 합류한다. 제 3 물(36)은 지열 증기(19)의 온도까지는 온도 상승하지 않지만, 제 2 물(35)과 제 3 물(36)의 온도가 거의 같은 위치에 합류점(34)을 설정하도록 설계해 두는 편이 바람직하지만, 그러할 필요는 없다.
지열 증기(19)의 유량이나 온도는 변동이 충분히 있지만, 증기 터빈(1)에 유입되는 증기(2)의 성상의 변동이 충분히 있어서는 안 된다. 통상의 증기 터빈 플랜트에서는 증기(2)의 온도나 압력을 계측하고 있지만, 그 온도나 압력의 변동이 충분히 있어서는 안 된다. 또한, 통상의 증기 터빈 플랜트에서는, 증기(2)의 유량을, 예를 들면 물(42)의 유량을 계측함으로써 얻고 있지만, 그 유량의 변동이 충분히 있어서는 안 된다. 이 때문에, 증기(2)의 온도/압력/유량의 변동이 충분히는 커지지 않도록, 급수 펌프(6)의 출력을 조절해서 물(42)의 유량 및 압력을 조정한다. 또한, 밸브(37, 38)의 개방도에 따라 제 2 물(35)과 제 3 물(36)의 유량비를 조절해도 된다. 또한, 급수 펌프(6)의 하류에 유량 조절 밸브(도시하지 않음)를 설치해서, 그 개방도에 따라 물(42)의 유량 및 압력을 조절해도 된다. 또한, 석탄 보일러(7)의 출력을 증감시켜도 된다. 또한 경우에 따라서는, 유량 조정 밸브(도시하지 않음)에 의하여 지열 증기(19)의 유량을 증감시켜도 된다. 제 3 물(36)의 압력은 급수 펌프(6)에 의해 조절한다. 제 3 물(36)의 압력은, 도 13에 나타내는 기술과 같은 고온 고압 터빈용의 압력이며, 도 16에 나타내는 기술에 있어서의 지열 증기(19)의 압력보다 높다. 이 때문에, 제 3 물(36)은 부분적으로도 비등하지 않고, 합류점(34)은 도 18 상에서는 부호 m이다. 합류한 급수는, 합류점(34)보다 하류에 급수 가열기(9)가 설치되어 있으면, 그것에 의해 가열된 후 석탄 보일러(7)에 유입되고, 석탄 보일러(7)에 의해 가열되어 증기(2)로 변화된 후 증기 터빈(1)에 유입된다. 어떠한 이유에서 제 3 물(36)을 가열기에 유통시키지 않는 경우는 밸브(37, 38)를 모두 폐쇄한다. 제 3 물(36)은 제 2 물(35)보다 유량이 충분히 작으므로, 증기(2)의 유량이 조금 저하하게 되어도 증기 터빈(1)은 운전 가능하다.
도 16에 나타내는 기술에서는, 기수 분리기(45)에 의해 분리된 증기(2)는 지열 증기(19)와 같은 온도이다. 그에 반하여 본 실시형태에 따르면, 지열 증기(19)에 의해 제 3 물(36)을 가열하고 있으므로, 제 3 물(36)은 지열 증기(19)보다 온도가 낮다. 그러나, 도 16에 나타내는 기술에서는 버리고 있던 열수(20)의 기원인 지열 증기(19)로부터 열회수하고 있으므로, 본 실시형태에 따르면, 지열 증기(19)로부터의 열회수량은 커진다. 또한, 도 5에 나타내는 실시형태와 마찬가지로, 증기의 전부가 고온 고압의 랭킹 사이클을 구성하고 있으므로, 본 실시형태에 따른 효율은 도 13에 나타내는 기술과 같다. 또한, 본 실시형태에 따르면, 도 13에 나타내는 기술과 도 15에 나타내는 기술이 별개로 존재하는 것과 비교해서, 가령 같은 수열량이더라도 출력이 커 효율이 높다. 따라서, 효율 높은 발전을 할 수 없었던 지열 증기(19)를 이용해서 효율 높은 발전을 실시할 수 있다.
또한, 도 6의 구성은 일례에 지나지 않으며, 제 2 물(35)과 제 3 물(36)이 합류하는 합류점(34)은, 가장 하류의 급수 가열기(9)와 석탄 보일러(7)의 사이가 아닌, 2개 이상 있는 급수 가열기(9) 군의 도중이어도 된다. 즉, 합류점(34)보다 하류에 급수 가열기(9)가 존재해 있어도 된다. 또한, 급수 가열기(9)는 1개여도 된다.
또한, 급수 가열기(9)는, 제 2 물(35)과 제 3 물(36)의 합류점(34)의 상류측뿐만 아니라, 합류점(34)의 하류측에 1개 이상의 급수 가열기(9)를 설치해도 된다.
(제 8 실시형태)
다음으로, 도 7에 의해 제 8 실시형태에 따른 증기 터빈 플랜트에 대하여 설명한다.
도 7에 나타내는 증기 터빈 플랜트에 있어서, 도 5에 나타내는 증기 터빈 플랜트와 동일 부분에는 동일 부호를 부여하고 상세한 설명은 생략한다.
제 8 실시형태에서는, 도 7에 나타내는 바와 같이, 1개의 급수 가열기(9)와 병행해서 가열기(47)가 설치되어 있다. 도 7에 나타내는 가열기(47)는 산업 배출열(39)을 회수한 배출열 회수수(제 3 열원)(40)에 의해 제 3 물(36)을 가열한다. 산업 배출열(39)을 회수할 때의 배출열 회수수(40)의 온도는 순환 유량이 클수록 낮아지지만, 물(42)보다 될 수 있는 한 높아지는 바와 같은 유량으로 하는 것이 바람직하다. 제 3 물(36)은 가열기(47)에 유입되어 배출열 회수수(40)에 의해 가열됨으로써 온도가 보다 높아진다. 가열기(47)에 의해 가열된 제 3 물(36)은, 급수 가열기(9) 군의 도중(또는 출구여도 됨)으로 유출되어, 그보다 상류에 배치된 급수 가열기(9)에 의해 가열된 제 2 물(35)과 합류점(34)에서 합류한다. 제 3 물(36)은, 도 6에서 나타낸 지열 증기(19)의 온도까지는 온도 상승하지 않지만, 제 2 물(35)과 제 3 물(36)의 온도가 거의 같은 위치에 합류점(34)을 설정하도록 설계해 두는 편이 바람직하지만, 그러할 필요는 없다.
산업 배출열(39)의 열량은 변동이 충분히 있지만, 증기 터빈(1)에 유입되는 증기(2)의 성상의 변동이 충분히 있어서는 안 된다. 통상의 증기 터빈 플랜트에서는 증기(2)의 온도나 압력을 계측하고 있지만, 그 온도나 압력의 변동이 충분히 있어서는 안 된다. 또한, 통상의 증기 터빈 플랜트에서는, 증기(2)의 유량을, 예를 들면 물(42)의 유량을 계측함으로써 얻고 있지만, 그 유량의 변동이 충분히 있어서는 안 된다.
이 때문에 증기(2)의 온도/압력/유량의 변동이 충분히는 커지지 않도록, 급수 펌프(6)의 출력을 조절해서 물(42)의 유량 및 압력을 조정한다. 또한, 밸브(37, 38)의 개방도에 따라 제 2 물(35)과 제 3 물(36)의 유량비를 조절해도 된다. 또한, 석탄 보일러(7)의 출력을 증감시켜도 된다. 또한 경우에 따라서는, 회수수 펌프(41) 출력에 따라서 배출열 회수수(40)의 유량을 증감시켜도 된다. 또한, 급수 펌프(6)의 하류에 유량 조절 밸브(도시하지 않음)를 설치해서, 그 개방도에 따라 물(42)의 유량 및 압력을 조절해도 된다.
합류한 급수는, 도 7에 나타내는 바와 같이, 합류점(34)보다 하류의 급수 가열기(9)에 의해 가열된 후 석탄 보일러(7)에 유입되고, 석탄 보일러(7)에 의해 가열되어 증기(2)로 변화된 후 증기 터빈(1)에 유입된다. 도 18에서는, 부호 b에서부터 부호 n까지 병렬로 2종의 열원(급수 가열기(9)와 산업 배출열(39)을 회수한 배출열 회수수(40))에 의해 가열되고, 부호 n에서부터 부호 i까지 1종의 열원(석탄 보일러(7))에 의해 가열되게 된다. 어떠한 이유에서 제 3 물(36)을 가열기(47)에 유통시키지 않는 경우는, 가열기(47)의 입구 밸브(37)와 출구 밸브(38)를 모두 폐쇄한다. 제 3 물(36)은 제 2 물(35)보다 유량이 충분히 작으므로, 증기(2)의 유량이 조금 저하하게 되어도 증기 터빈(1)은 운전 가능하다.
랭킹 사이클로서는, 수열량은 배출열 회수수(40)로부터의 수열분이 증가하고, 증기 터빈(1)의 입구 온도가 같은 채로 증기(2)의 유량이 늘어 출력이 증가한다. 랭킹 사이클의 효율은 유량에 관계없이 TS선도 상의 면적비만으로 결정된다. 증기 터빈(1)으로부터의 추기 증기(8)와 제 2 물(35)의 온도차가 조금 변화해 있지만, 증기(2)의 전부가 고온 고압의 랭킹 사이클을 구성하고 있어, 제 8 실시형태의 효율은, 도 13에 나타내는 기술과 거의 같다. 유효 이용되지 않고 배출되고 있는 산업 배출열(39)을 이용해서 효율 높은 발전을 실시할 수 있다.
또한, 도 7의 구성은 일례에 지나지 않으며, 제 2 물(35)과 제 3 물(36)이 합류하는 합류점(34)은, 2개 이상 있는 급수 가열기(9) 군의 도중이 아니고, 가장 하류의 급수 가열기(9)와 석탄 보일러(7)의 사이여도 된다. 또한, 급수 가열기(9)는 1개여도 된다.
또한, 급수 가열기(9)는, 제 2 물(35)과 제 3 물(36)의 합류점(34)의 상류측 및 하류측에 복수의 급수 가열기(9)를 설치해도 된다.
(제 9 실시형태)
다음으로, 마찬가지로 도 7에 의해, 제 9 실시형태에 따른 증기 터빈 플랜트에 대하여 설명한다.
제 8 실시형태에서는, 배출열 회수수(40)는 산업 배출열(39)을 회수하고 있었지만, 제 9 실시형태에서는, 연료 전지 또는 내연 기관(46)의 배출열의 전부 혹은 일부를 회수하고 있다. 여기에서 내연 기관이란, 예를 들면 가스 엔진(gas engine)이나 디젤 엔진(diesel engine)을 말한다. 연료 전지 또는 내연 기관(46)은 화석연료를 이용해서 발전하지만 그때 대량의 배출열이 발생한다. 대용량의 발전을 실시하는 바와 같은 대형의 연료 전지 또는 내연 기관(46)의 배출열은 배출열 회수수(40)로 회수된다. 일반적으로, 배출열 회수수(40)는 다양한 이용처에서 이용되어 온도 저하되어 가고, 최종적으로는 냉각탑에서 대기로 방출되어 순환하는 경우가 많다. 이 제 9 실시형태에서는, 이 배출열 회수수(40)를 냉각탑이 아닌 가열기(47)에 유통시킨다. 이때, 배출열 회수수(40)는 다른 이용처에서 이용시키지 않고, 그대로 가열기(47)에 유통시켜도 된다. 배출열 회수 시의 배출열 회수수(40)의 온도는 순환 유량이 클수록 낮아지지만, 물(42)보다 될 수 있는 한 높아지는 바와 같은 유량으로 하는 것이 바람직하다. 또한, 배출열 회수수(40)의 압력은 고온 고압 터빈용의 압력이며 높으므로, 그 압력에서의 비점까지 승온되지 않는 경우가 많다. 또한, 연료 전지 또는 내연 기관(46)의 배출열의 열량은, 연료 전지 또는 내연 기관(46)의 운전에 맞춰서 변동하지만, 증기 터빈(1)에 유입되는 증기(2)의 성상의 변동이 충분히 있어서는 안 된다. 통상의 증기 터빈 플랜트에서는 증기(2)의 온도나 압력을 계측하고 있지만, 그 온도나 압력의 변동이 충분히 있어서는 안 된다. 또한, 통상의 증기 터빈 플랜트에서는, 증기(2)의 유량을, 예를 들면 물(42)의 유량을 계측함으로써 얻고 있지만, 그 유량의 변동이 충분히 있어서는 안 된다.
이 때문에 증기(2)의 온도/압력/유량의 변동이 충분히는 커지지 않도록, 급수 펌프(6)의 출력을 조절해서 물(42)의 유량 및 압력을 조정한다. 또한, 밸브(37, 38)의 개방도에 따라 제 2 물(35)과 제 3 물(36)의 유량비를 조절해도 된다. 또한, 석탄 보일러(7)의 출력을 증감시켜도 된다. 또한 경우에 따라서는, 회수수 펌프(41)의 출력에 따라서 배출열 회수수(40)의 유량을 증감시켜도 된다. 또한, 급수 펌프(6)의 하류에 유량 조절 밸브(도시하지 않음)를 설치해서, 그 개방도에 따라 물(42)의 유량 및 압력을 조절해도 된다.
본 실시형태에 따르면, 유효 이용되지 않고 배출되고 있는 연료 전지 또는 내연 기관(46)의 배출열의 전부 혹은 일부를 이용해서 효율 높은 발전을 실시할 수 있다.
또한, 도 7의 구성은 일례에 지나지 않으며, 제 2 물(35)과 제 3 물(36)이 합류하는 합류점(34)은, 2개 이상 있는 급수 가열기(9) 군의 도중이 아니고, 가장 하류의 급수 가열기(9)와 석탄 보일러(7)의 사이여도 된다. 또한, 급수 가열기(9)는 1개여도 된다.
또한, 급수 가열기(9)는 제 2 물(35)과 제 3 물(36)의 합류점(34)의 상류측 및 하류측에 복수를 설치해도 된다.
(제 10 실시형태)
다음으로 도 8에 의해 제 10 실시형태에 따른 증기 터빈 플랜트에 대하여 설명한다.
도 8에 나타내는 증기 터빈 플랜트에 있어서, 도 7에 나타내는 증기 터빈 플랜트와 동일 부분에는 동일 부호를 부여하고 상세한 설명은 생략한다.
제 10 실시형태는, 도 8에 나타내는 바와 같이, 가열기(47)가 급수 가열기(9) 군과 직렬로 설치되어 있다. 본 실시형태에 있어서, 가열기(47)는 산업 배출열(39)을 회수한 배출열 회수수(40)에 의해 물(42)을 가열한다. 물(42)은 가열기(47)에 유입되고, 그곳에서 배출열 회수수(40)에 의해 가열됨으로써 온도가 보다 높아진다. 가열기(47)를 유출한 물(42)은, 차례로 급수 가열기(9) 군, 석탄 보일러(7)에 유입되어, 각각 증기 터빈으로부터의 추기 증기(8)와, 석탄 보일러(7)에서 생성되는 연소 배출가스에 의해 가열됨으로써 증기(2)가 된다.
산업 배출열(39)은 비교적 저온이지만 양이 많으므로, 물(42)과의 온도차를 충분 확보하면서 물(42)과 열교환시키는 것이 바람직하며, 이 가열기(47)의 배치는 효과적이다.
산업 배출열(39)의 열량은, 변동이 충분히 있지만, 증기 터빈(1)에 유입되는 증기(2)의 성상의 변동이 충분히 있어서는 안 된다. 통상의 증기 터빈 플랜트에서는 증기(2)의 온도나 압력을 계측하고 있지만, 그 온도나 압력의 변동이 충분히 있어서는 안 된다. 또한, 통상의 증기 터빈 플랜트에서는, 증기(2)의 유량을, 예를 들면 물(42)의 유량을 계측함으로써 얻고 있지만, 그 유량의 변동이 충분히 있어서는 안 된다. 이 때문에, 증기(2)의 온도/압력/유량의 변동이 충분히는 커지지 않도록, 급수 펌프(6)의 출력을 조절해서 물(42)의 유량 및 압력을 조절한다. 또한, 석탄 보일러(7)의 출력을 증감시켜도 된다. 또한 경우에 따라서는, 회수수 펌프(41)의 출력에 따라서 배출열 회수수(40)의 유량을 증감시켜도 된다. 또한, 급수 펌프(6)의 하류에 유량 조절 밸브(도시하지 않음)를 설치해서, 그 개방도에 따라 물(42)의 유량 및 압력을 조절해도 된다.
또한, 제 10 실시형태에서는 산업 배출열(39)을 이용했지만, 이용하는 열은 그에 한하지 않는다.
또한, 가열기(47)는 2개 이상 있는 급수 가열기(9) 군의 도중에 직렬로 설치해도 되고, 급수 가열기(9) 군의 하류측에 설치해도 된다.
(제 11 실시형태)
다음으로, 도 9에 의해 제 11 실시형태에 따른 증기 터빈 플랜트에 대하여 설명한다.
도 9에 나타내는 증기 터빈 플랜트에 있어서, 도 8에 나타내는 증기 터빈 플랜트와 동일 부분에는 동일 부호를 부여하고 상세한 설명은 생략한다.
제 11 실시형태에서는, 도 9에 나타내는 바와 같이, 가열기로서 폐기물 보일러(18)가 설치되어 있다. 도 9에 있어서, 증기 터빈(1)으로부터 추기하지 않는 구성이므로, 급수 가열기는 포함되어 있지 않다. 물(42)은 가열기인 폐기물 보일러(18)에 유입되고, 폐기물 연소 배출가스(44)에 의해 가열됨으로써 온도가 보다 높아진다. 폐기물 보일러(18)의 출구수는 고온 부식의 사정으로 온도에 제약이 있다. 폐기물 발전의 경우보다 높기 때문에 기본적으로 비등하지 않으므로, 폐기물 보일러(18)는 온수 보일러로서만 기능한다.
폐기물 보일러(18)의 작동 유체인 물(42)의 압력은 급수 펌프(6)에 의해 조절하지만, 도 14에 나타내는 기술과 같은 고온 고압 터빈용의 압력이며, 도 15에 나타내는 기술보다 높고, 폐기물 보일러(18)의 출구는 도 18 상에서는 부호 l이다.
폐기물 보일러(18)에 의해 가열된 물(42)은, 그 후 석탄 보일러(7)에 유입되어 석탄 보일러(7)에 의해 가열된 후 증기 터빈(1)에 유입된다. 폐기물 보일러(18)는, 폐기물(11)의 조성이나 처리량의 변동이 충분히 있지만, 증기 터빈(1)에 유입되는 증기(2)의 성상의 변동이 충분히 있어서는 안 된다. 통상의 증기 터빈 플랜트에서는 증기(2)의 온도나 압력을 계측하고 있지만, 그 온도나 압력의 변동이 충분히 있어서는 안 된다. 또한, 통상의 증기 터빈 플랜트에서는, 증기(2)의 유량을, 예를 들면 물(42)의 유량을 계측함으로써 얻고 있지만, 그 유량의 변동이 충분히 있어서는 안 된다.
이 때문에, 증기(2)의 온도/압력/유량의 변동이 충분히는 커지지 않도록, 급수 펌프(6)의 출력을 조절해서 물(42)의 유량 및 압력을 조절한다. 또한, 석탄 보일러(7)의 출력을 증감시켜도 된다. 또한 경우에 따라서는, 폐기물(11)의 처리량을 증감시켜도 된다. 또한, 급수 펌프(6)의 하류에 유량 조절 밸브(도시하지 않음)를 설치해서, 그 개방도에 따라 물(42)의 유량 및 압력을 조절해도 된다.
제 11 실시형태에 따르면, 도 8에 나타내는 실시형태와 마찬가지로, 증기(2)의 전부가 고온 고압의 랭킹 사이클을 구성하고 있으므로, 그 효율은 도 13에 나타내는 기술과 같다. 본 실시형태는, 추기하고 있지 않은 증기 터빈(1)에 대해서도 적용할 수 있다.
또한, 제 11 실시형태에서는 가열기로서 폐기물 보일러(18)로 했지만, 다른 열원에 유래하는 열을 이용해서 가열해도 된다.
(제 12 실시형태)
다음으로, 도 10에 의해 제 12 실시형태에 따른 증기 터빈 플랜트에 대하여 설명한다.
도 12에 나타내는 증기 터빈 플랜트에 있어서, 도 1에 나타내는 증기 터빈 플랜트와 동일 부분에는 동일 부호를 부여하고 상세한 설명은 생략한다.
제 12 실시형태에서는, 도 10에 나타내는 바와 같이, 태양열 집열기(23)에서 열매체(24)(제 4 열원)는 태양광선의 복사열을 받아 가열된다. 가열된 열매체(24)는 분기되어, 한쪽의 열매체(24a)는 태양열 가열기(22)에 유입되고, 다른 한쪽의 열매체(24b)는 축열조(25)에 유입된다. 열매체(24b)는 축열조(25)의 왼쪽에 그린 실선 방향으로 흐르도록 열매체 펌프(27)를 조절한다. 열매체(24a)는 태양열 가열기(22)에 유입되어 물(42)을 가열하고, 자신은 온도 저하되어 태양열 가열기(22)로부터 유출된다. 가열을 마친 열매체(24a)가 축열조(25)에 유입되면, 미리 들어 있던 보다 저온의 열매체가 유출되어 가고, 최종적으로는 축열조(25)에 고온의 열매체(24)가 저장된다. 저장이 끝나면 축열조(25)의 입구 밸브(30)와 출구 밸브(31)를 모두 폐쇄한다. 열매체(24a)는 열매체 펌프(26, 27)에 의해 태양열 집열기(23)에 유입된다. 물(42)은 급수 펌프(6)에 의해 태양열 가열기(22)에 유입되고 그곳에서 가열됨으로써 증기(2)로 변화된다. 태양광선이 없는 밤이나 약한 시간대는, 밸브(28, 29)를 폐쇄하고 열매체 펌프(26)를 정지하며, 밸브(30, 31)를 열고 열매체 펌프(27)를 운전하여, 축열조(25)에 축적된 고온의 열매체(24)를 축열조(25)의 오른쪽에 그린 점선 방향으로 흐르도록 한다. 따라서, 태양열원이 얻어지지 않을 경우는, 태양열 집열기(23)에 열매체(24)를 유통시키지 않고, 축열조(25)와 태양열 가열기(22) 사이에서 열매체(24)를 순환시킴으로써 물(42)을 가열한다. 태양열에 의해 태양열 가열기(22)에서 가열되어 발생한 증기(2)는 증기 터빈(1)으로 보내지고 이 증기 터빈(1)을 구동시킨다.
이와 같이 증기 터빈(1)은 태양열 유래의 열원(제 4 열원)에 의해 제조된 증기(2)로 구동되는 터빈이며, 산업 배출열(39)을 회수한 배출열 회수수(제 5 열원)(40)에 의해 제 3 물(36)을 가열하는 가열기(47)를 설치한다. 산업 배출열(39)을 회수할 때의 배출열 회수수(40)의 온도는 순환 유량이 클수록 낮아지지만, 물(42)보다 될 수 있는 한 높아지는 바와 같은 유량으로 하는 것이 바람직하다. 또한, 배출열 회수수(40)의 압력은 터빈용의 압력이며 높으므로, 그 압력에서의 비점까지 승온되지 않는 경우가 많다. 주간 등 태양열이 충분히 얻어지는 경우는 이하와 같이 운전한다.
물(42)은 제 2 물(35)과 제 3 물(36)로 분기되고, 제 2 물(35)은 급수 가열기(9) 군에 유입되어, 그곳에서 증기 터빈(1)으로부터의 추기 증기(8)에 의해 가열됨으로써 온도가 보다 높아진다. 한편, 제 3 물(36)은 가열기(47)에 유입되어 배출열 회수수(40)에 의해 가열됨으로써 온도가 보다 높아진다. 가열기(47)에 의해 가열된 제 3 물(36)은, 급수 가열기(9) 군의 도중(또는 하류여도 됨)으로 유출되어, 합류점(34)보다 상류에 있는 급수 가열기(9)에 의해 가열된 제 2 물(35)과 합류점(34)에서 합류한다.
합류점(34)은, 제 2 물(35)과 제 3 물(36)의 온도가 거의 같은 위치에 설정하도록 설계해 두는 것이 바람직하지만, 그러할 필요는 없다. 태양열의 열량과 산업 배출열의 열량은 어느 쪽도 변동이 충분히 있지만, 증기 터빈(1)에 유입되는 증기(2)의 성상의 변동이 충분히 있어서는 안 된다. 통상의 증기 터빈 플랜트에서는 증기(2)의 온도나 압력을 계측하고 있지만, 그 온도나 압력의 변동이 충분히 있어서는 안 된다. 또한, 통상의 증기 터빈 플랜트에서는, 증기(2)의 유량을, 예를 들면 물(42)의 유량을 계측함으로써 얻고 있지만, 그 유량의 변동이 충분히 있어서는 안 된다.
이 때문에, 증기(2)의 온도/압력/유량의 변동이 충분히는 커지지 않도록, 열매체 펌프(26, 27)의 출력에 따라 열매체(24)의 유량을 증감시킨다. 또한, 급수 펌프(6)의 출력을 조절해서 물(42)의 유량 및 압력을 조정해도 된다. 또한, 밸브(37, 38)의 개방도에 따라 제 2 물(35)과 제 3 물(36)의 유량비를 조절해도 된다. 또한 경우에 따라서는, 회수수 펌프(41)의 출력에 따라서 배출열 회수수(40)의 유량을 증감시켜도 된다. 또한, 급수 펌프(6)의 하류에 유량 조절 밸브(도시하지 않음)를 설치해서, 그 개방도에 따라 물(42)의 유량 및 압력을 조절해도 된다.
합류한 물(42)은, 합류점(34)보다 하류의 급수 가열기(9)에 의해 가열된 후 태양열 가열기(22)에 유입되고, 태양열 가열기(22)에 의해 가열되어 증기(2)로 변화된 후 증기 터빈(1)에 유입된다. 어떠한 이유에서 제 3 물(36)을 가열기(47)에 유통시키지 않는 경우는, 가열기(47)의 입구 밸브(37)와 출구 밸브(38)를 모두 폐쇄한다. 제 3 물(36)은 제 2 물(35)보다 유량이 충분히 작으므로, 증기(2)의 유량이 조금 저하하게 되어도 증기 터빈(1)은 운전 가능하다. 야간 등 태양열이 전혀 또는 충분히는 얻어지지 않는 경우는, 도 17에 나타내는 기술과 마찬가지의 운전을 실시한다.
랭킹 사이클로서는, 수열량은 배출열 회수수(40)로부터의 수열분이 증가하고, 증기 터빈 입구 온도가 같은 채로 증기(2)의 유량이 늘어 출력이 증가한다. 랭킹 사이클의 효율은 유량에 관계없이 TS선도 상의 면적비만으로 결정된다. 증기의 전부가 고온 고압의 랭킹 사이클을 구성하고 있으므로, 본 실시형태에 따른 효율은 도 17에 나타내는 기술과 같다.
제 12 실시형태에 따르면, 유효 이용되지 않고 배출되고 있는 산업 배출열에 유래하는 열원과 태양열에 유래하는 열원을 이용해서, 도 17에 나타내는 기술로부터 효율을 낮추지 않고 발전을 실시할 수 있다.
또한, 축열조(25)는 없어도 되지만, 그 경우는 태양열을 충분히 수열할 수 있을 때밖에 운전할 수 없다. 또한, 도 10의 구성은 일례에 지나지 않으며, 제 2 물(35)과 제 3 물(36)이 합류하는 합류점(34)은, 2개 이상 있는 급수 가열기(9) 군의 도중이 아니고, 가장 하류의 급수 가열기(9)와 태양열 가열기(22)의 사이여도 된다. 또한, 급수 가열기(9)는 1개여도 된다.
또한, 급수 가열기(9)는 제 2 물(35)과 제 3 물(36)의 합류점(34)의 상류측 및 하류측에 복수 설치해도 된다. 이 급수 가열기(9)는 1개만 설치해도 된다.
다음으로, 도 19에 의해 본 실시형태의 작용 효과에 대하여 기술한다. 도 19의 (b)에 나타내는 바와 같이, 물(42)을 복수 온도로부터 증기 터빈(1)의 입구 온도까지 가열할 때, 저온 영역에 대해서는 추기 증기를 이용한 제 2 열원과, 태양열 이외의 열원(제 5 열원)인 배출열 회수수(40)에 의해 물(42)을 가열하고, 고온 영역에 대해서는 태양열 유래의 열원(제 4 열원)을 이용한 태양열 가열기(22)에 의해 물(42)을 가열한다.
이와 같이 저온 영역에 대하여 물(42)을 배출열 회수수도 이용해서 가열하고, 또한 증기 터빈(1)에 유입되는 고온 증기를 태양열 유래의 태양열 가열기(22)에 의해 확실히 생성하는 것에 의해, 지금까지 이용되지 않았던 저온의 배출열 회수수의 유효 이용을 도모하여 증기 터빈(1)의 발전 효율을 높일 수 있다.
(제 13 실시형태)
다음으로, 같은 도 10에 의해 제 13 실시형태에 따른 증기 터빈 플랜트에 대하여 설명한다.
제 12 실시형태에서는, 배출열 회수수(40)는 산업 배출열(39)을 회수하고 있었지만, 본 실시형태에서는 연료 전지 또는 내연 기관(46)의 배출열의 전부 혹은 일부를 회수하고 있다. 연료 전지 또는 내연 기관(46)은 화석연료를 이용해서 발전하지만, 그때 대량의 배출열이 발생한다. 대용량의 발전을 실시하는 바와 같은 대형의 연료 전지 또는 내연 기관(46)의 배출열은 배출열 회수수(40)로 회수된다. 일반적으로, 배출열 회수수(제 5 열원)는, 다양한 이용처에서 이용되어 온도 저하되어 가고, 최종적으로는 냉각탑에서 대기로 방출되어 순환하는 경우가 많다. 제 12 실시형태에서는, 이 배출열 회수수(40)를 냉각탑이 아닌 가열기(47)에 유통시킨다. 이때, 배출열 회수수(40)는 다른 이용처에서 이용시키지 않고, 그대로 가열기(47)에 유통시켜도 된다. 배출열 회수 시의 배출열 회수수(40)의 온도는 순환 유량이 클수록 낮아지지만, 물(42)보다 될 수 있는 한 높아지는 바와 같은 유량으로 하는 것이 바람직하다.
또한, 배출열 회수수(40)의 압력은 터빈용의 압력이며 높으므로, 그 압력에서의 비점까지 승온되지 않는 경우가 많다. 태양열의 열량의 변동은 충분히 있으며, 또한 연료 전지 또는 내연 기관(46)의 배출열의 열량은, 연료 전지 또는 내연 기관(46)의 운전에 맞춰서 변동하지만, 증기 터빈(1)에 유입되는 증기(2)의 성상의 변동이 충분히 있어서는 안 된다. 통상의 증기 터빈 플랜트에서는 증기(2)의 온도나 압력을 계측하고 있지만, 그 온도나 압력의 변동이 충분히 있어서는 안 된다. 또한, 통상의 증기 터빈 플랜트에서는, 증기(2)의 유량을, 예를 들면 물(42)의 유량을 계측함으로써 얻고 있지만, 그 유량의 변동이 충분히 있어서는 안 된다.
이 때문에, 증기(2)의 온도/압력/유량의 변동이 충분히는 커지지 않도록, 열매체 펌프(26, 27)의 출력에 따라 열매체(24)의 유량을 증감시킨다. 또한, 급수 펌프(6) 출력을 조절해서 물(42)의 유량 및 압력을 조정해도 된다. 또한, 밸브(37, 38)의 개방도에 따라 제 2 물(35)과 제 3 물(36)의 유량비를 조절해도 된다. 또한 경우에 따라서는, 회수수 펌프(41) 출력에 따라서 배출열 회수수(40)의 유량을 증감시켜도 된다. 또한, 급수 펌프(6)의 하류에 유량 조절 밸브(도시하지 않음)를 설치해서, 그 개방도에 따라 물(42)의 유량 및 압력을 조절해도 된다.
제 13 실시형태에 따르면, 유효 이용되지 않고 배출되고 있는 연료 전지 또는 내연 기관(46)의 배출열의 전부 혹은 일부를 이용해서 효율 높은 발전을 실시할 수 있다.
또한, 축열조(25)는 없어도 되지만, 그 경우는 태양열을 충분히 수열할 수 있을 때밖에 운전할 수 없다. 또한, 도 10의 구성은 일례에 지나지 않으며, 제 2 물(35)과 제 3 물(36)이 합류하는 합류점(34)은, 2개 이상 있는 급수 가열기(9) 군의 도중이 아니고, 가장 하류의 급수 가열기(9)와 태양열 가열기(22)의 사이여도 된다. 또한, 급수 가열기(9)는 1개여도 된다.
또한, 급수 가열기(9)는 제 2 물(35)과 제 3 물(36)의 합류점(34)의 상류측 및 하류측에 복수 설치해도 된다. 이 급수 가열기(9)는 1개만 설치해도 된다.
(제 14 실시형태)
다음으로, 도 11에 의해 제 14 실시형태에 따른 증기 터빈 플랜트에 대하여 설명한다.
도 11에 나타내는 증기 터빈 플랜트에 있어서, 도 10에 나타내는 증기 터빈 플랜트와 동일 부분에는 동일 부호를 부여하고 상세한 설명은 생략한다.
제 14 실시형태에서는, 도 11에 나타내는 바와 같이, 가열기(47)가 태양열 가열기(22)나 급수 가열기(9) 군과 직렬로 설치되어 있다. 도 11에 나타내는 바와 같이, 가열기(47)는 산업 배출열을 회수한 배출열 회수수(40)에 의해 물(42)을 가열한다. 물(42)은 가열기(47)에 유입되고, 그곳에서 배출열 회수수(40)에 의해 가열됨으로써 온도가 보다 높아진다. 가열기(47)를 유출한 물(42)은, 차례로 급수 가열기(9) 군, 태양열 가열기(22)에 유입되어, 각각 증기 터빈(1)으로부터의 추기 증기(8), 태양열 집열기(23)에서 데워진 열매체(24)에 의해 가열됨으로써 증기(2)가 된다.
산업 배출열(39)은 비교적 저온이지만 양이 많으므로, 물(42)과의 온도차를 충분 확보하면서 물(42)과 열교환시키는 것이 바람직하며, 이 가열기(47)의 배치는 효과적이다.
태양열의 열량과 산업 배출열의 열량은 어느 쪽도 변동이 충분히 있지만, 증기 터빈(1)에 유입되는 증기(2)의 성상의 변동이 충분히 있어서는 안 된다. 통상의 증기 터빈 플랜트에서는 증기(2)의 온도나 압력을 계측하고 있지만, 그 온도나 압력의 변동이 충분히 있어서는 안 된다. 또한, 통상의 증기 터빈 플랜트에서는, 증기(2)의 유량을, 예를 들면 물(42)의 유량을 계측함으로써 얻고 있지만, 그 유량의 변동이 충분히 있어서는 안 된다.
이 때문에, 증기(2)의 온도/압력/유량의 변동이 충분히는 커지지 않도록, 열매체 펌프(26, 27)의 출력에 따라 열매체의 유량을 증감시킨다. 또한, 급수 펌프(6) 출력을 조절해서 물(42)의 유량 및 압력을 조절해도 된다. 또한 경우에 따라서는, 회수수 펌프(41)의 출력에 따라서 배출열 회수수(40)의 유량을 증감시켜도 된다. 또한, 급수 펌프(6)의 하류에 유량 조절 밸브(도시하지 않음)를 설치해서, 그 개방도에 따라 물(42)의 유량 및 압력을 조절해도 된다.
또한, 본 실시형태에 있어서 산업 배출열을 이용했지만, 이용하는 열은 그에 한하지 않는다. 또한, 제 11 실시형태와 같이, 급수 가열기(9)는 없어도 된다. 축열조(25)는 없어도 되지만, 그 경우는 태양열을 충분히 수열할 수 있을 때밖에 운전할 수 없다.
또한, 가열기(47)는 2개 이상 있는 급수 가열기(9) 군의 도중에 설치해도 되고, 급수 가열기(9) 군의 하류측에 설치해도 된다.
제 14 실시형태에 따르면, 유효 이용되지 않고 배출되고 있는 산업 배출열을 이용해서, 도 17에 나타내는 기술로부터 효율을 낮추지 않고 발전을 실시할 수 있다.
(제 15 실시형태)
다음으로, 도 12에 의해 제 15 실시형태에 따른 증기 터빈 플랜트에 대하여 설명한다.
도 12에 나타내는 증기 터빈 플랜트에 있어서, 도 10에 나타내는 증기 터빈 플랜트와 동일 부분에는 동일 부호를 부여하고 상세한 설명은 생략한다.
주간 등 태양열이 충분히 얻어지는 경우는 이하와 같이 운전한다. 물(42)은 제 2 물(35)과 제 3 물(36)로 분기되고, 제 2 물(35)은 태양열 가열기(22)로 반송되어, 그곳에서 가열됨으로써 온도가 보다 높아진다. 제 3 물(36)은 가열기(47)에 유입되어 배출열 회수수(40)로부터 가열됨으로써 온도가 보다 높아진다. 가열기(47)에 의해 가열된 제 3 물(36)은, 태양열 가열기(22)의 도중에 유입되어, 태양열 가열기(22)의 합류점(34)보다 상류 부분에서 가열된 제 2 물(35)과 합류한다.
합류점(34)은 제 2 물(35)과 제 3 물(36)의 온도가 거의 같은 위치에 설정하도록 설계해 두는 편이 바람직하지만, 그러할 필요는 없다. 태양열의 열량과 산업 배출열의 열량은 어느 쪽도 변동이 충분히 있지만, 증기 터빈(1)에 유입되는 증기(2)의 성상의 변동이 충분히 있어서는 안 된다. 통상의 증기 터빈 플랜트에서는 증기(2)의 온도나 압력을 계측하고 있지만, 그 온도나 압력의 변동이 충분히 있어서는 안 된다. 또한, 통상의 증기 터빈 플랜트에서는, 증기(2)의 유량을, 예를 들면 물(42)의 유량을 계측함으로써 얻고 있지만, 그 유량의 변동이 충분히 있어서는 안 된다.
이 때문에, 증기(2)의 온도/압력/유량의 변동이 충분히는 커지지 않도록, 열매체 펌프(26, 27)의 출력에 따라 열매체(24)의 유량을 증감시킨다. 또한, 급수 펌프(6) 출력을 조절해서 물(42)의 유량 및 압력을 조정해도 된다. 또한, 밸브(37, 38)의 개방도에 따라 제 2 물(35)과 제 3 물(36)의 유량비를 조절해도 된다. 또한 경우에 따라서는, 회수수 펌프(41) 출력에 따라서 배출열 회수수(40)의 유량을 증감시켜도 된다. 또한, 급수 펌프(6)의 하류에 유량 조절 밸브(도시하지 않음)를 설치해서, 그 개방도에 따라 물(42)의 유량 및 압력을 조절해도 된다. 합류한 물은 합류점(34)보다 하류 부분에서 태양열 가열기(22)에 의해 가열되고, 증기(2)로 변화된 후 증기 터빈(1)에 유입된다. 어떠한 이유에서 제 3 물(36)을 가열기(47)에 유통시키지 않는 경우는, 가열기(47)의 입구 밸브(37)와 출구 밸브(38)를 모두 폐쇄한다. 제 3 물(36)은 제 2 물(35)보다 유량이 충분히 작으므로, 증기(2)의 유량이 조금 저하하게 되어도 증기 터빈(1)은 운전 가능하다. 야간 등 태양열이 전혀 또는 충분히는 얻어지지 않는 경우는, 도 17에 나타내는 기술과 마찬가지의 운전을 실시한다.
랭킹 사이클로서는, 수열량은 배출열 회수수(40)로부터의 수열분 증가하고, 증기 터빈(1)의 입구 온도가 같은 채로 증기(2)의 유량이 늘어 출력이 증가한다. 랭킹 사이클의 효율은 유량에 관계없이 TS선도 상의 면적비만으로 결정된다. 증기의 전부가 고온 고압의 랭킹 사이클을 구성하고 있으므로, 본 실시형태에 따른 효율은 도 17에 나타내는 기술과 같다.
제 15 실시형태에 따르면, 유효 이용되지 않고 배출되고 있는 산업 배출열을 이용해서, 도 17에 나타내는 기술로부터 효율을 낮추지 않고 발전을 실시할 수 있다.
도 12에 있어서, 증기 터빈(1)으로부터의 추기 증기(8)가 없고 급수 가열기(9)가 없는 것으로 했지만 있어도 된다. 또한, 축열조(25)는 없어도 되지만, 그 경우는 태양열을 충분히 수열할 수 있을 때밖에 운전할 수 없다.
또한, 상기 각 실시형태는 예시이며, 발명의 범위는 그것으로 한정되지 않다.

Claims (24)

  1. 증기 터빈과,
    상기 증기 터빈에 공급되는 작동 유체를 가열하는 가열부와,
    상기 작동 유체를 제 1 작동 유체와 제 2 작동 유체로 분기하는 분기부를 구비하고,
    상기 가열부는, 화석연료를 이용한 제 1 열원, 또는 상기 증기 터빈으로부터의 추기(抽氣) 증기를 이용한 제 2 열원에 의해 상기 제 1 작동 유체를 가열함과 아울러서, 상기 가열부는 또한, 상기 화석연료를 이용하지 않는 태양열 이외의 제 3 열원에 의해 상기 제 2 작동 유체를 액체 영역의 일부 또는 전부에서 가열하고,
    상기 가열부는, 상기 제 1 열원을 이용한 제 1 가열기와, 상기 제 3 열원을 이용한 제 3 가열기를 갖고, 상기 제 1 가열기의 전부 또는 일부와 상기 제 3 가열기는, 상기 작동 유체에 관하여 병렬로 배치되어 있거나, 또는,
    상기 가열부는, 상기 제 2 열원을 이용한 제 2 가열기와, 상기 제 3 열원을 이용한 제 3 가열기를 갖고, 상기 제 2 가열기의 전부 또는 일부와 상기 제 3 가열기는, 상기 작동 유체에 관하여 병렬로 설치되어 있고,
    상기 제 1 작동 유체가 상기 제 1 가열기 또는 상기 제 2 가열기에 의해 가열되고 나서 상기 증기 터빈까지의 장소, 혹은 가열되고 있는 도중 상태인 장소에,상기 제 3 가열기에 의해 가열된 상기 제 2 작동 유체가 합류하도록 한 것을 특징으로 하는, 증기 터빈 플랜트.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 3 열원은, 폐기물 연소로(燃燒爐)의 연소 배출가스를 포함하는 것을 특징으로 하는, 증기 터빈 플랜트.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 3 열원은, 지중(地中)으로부터 취출(取出)한 증기 또는 열수(熱水)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 증기 터빈 플랜트.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 3 열원은, 산업 배출열을 포함하는 것을 특징으로 하는, 증기 터빈 플랜트.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 3 열원은, 연료 전지 또는 내연 기관의 배출열을 포함하는 것을 특징으로 하는, 증기 터빈 플랜트.
  6. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 열원은, 상기 화석연료를 연소시켜서 구동시키는 가스 터빈의 배출가스를 포함하는 것을 특징으로 하는, 증기 터빈 플랜트.
  7. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 열원은, 석탄 보일러 내의 연소 배출가스를 포함하는 것을 특징으로 하는, 증기 터빈 플랜트.
  8. 증기 터빈과,
    상기 증기 터빈에 공급되는 작동 유체를 가열하는 가열부와,
    상기 작동 유체를 제 1 작동 유체와 제 2 작동 유체로 분기하는 분기부를 구비하고,
    상기 가열부는, 태양열을 이용한 제 4 열원, 또는 상기 증기 터빈으로부터의 추기 증기를 이용한 제 2 열원에 의해 상기 제 1 작동 유체를 가열함과 아울러서, 상기 가열부는 또한, 태양열 이외의 제 5 열원에 의해 상기 제 2 작동 유체를 액체 영역의 일부 또는 전부에서 가열하고,
    상기 가열부는, 상기 제 4 열원을 이용한 제 4 가열기와, 상기 제 5 열원을 이용한 제 5 가열기를 갖고, 상기 제 4 가열기의 전부 또는 일부와 상기 제 5 가열기는, 상기 작동 유체에 관하여 병렬로 배치되어 있거나, 또는,
    상기 가열부는, 상기 제 2 열원을 이용한 제 2 가열기와, 상기 제 5 열원을 이용한 상기 제 5 가열기를 갖고, 상기 제 2 가열기의 전부 또는 일부와 상기 제 5 가열기는, 상기 작동 유체에 관하여 병렬로 설치되어 있고,
    상기 제 1 작동 유체가 상기 제 4 가열기 또는 상기 제 2 가열기에 의해 가열되고 나서 상기 증기 터빈까지의 장소, 혹은 가열되고 있는 도중 상태인 장소에,상기 제 5 가열기에 의해 가열된 상기 제 2 작동 유체가 합류하고,
    상기 제 5 열원은, 산업 배출열을 포함하는 것을 특징으로 하는, 증기 터빈 플랜트.
  9. 증기 터빈과,
    상기 증기 터빈에 공급되는 작동 유체를 가열하는 가열부와,
    상기 작동 유체를 제 1 작동 유체와 제 2 작동 유체로 분기하는 분기부를 구비하고,
    상기 가열부는, 태양열을 이용한 제 4 열원, 또는 상기 증기 터빈으로부터의 추기 증기를 이용한 제 2 열원에 의해 상기 제 1 작동 유체를 가열함과 아울러서, 상기 가열부는 또한, 상기 태양열 이외의 제 5 열원에 의해 상기 제 2 작동 유체를 액체 영역의 일부 또는 전부에서 가열하고,
    상기 가열부는, 상기 제 4 열원을 이용한 제 4 가열기와, 상기 제 5 열원을 이용한 제 5 가열기를 갖고, 상기 제 4 가열기의 전부 또는 일부와 상기 제 5 가열기는, 상기 작동 유체에 관하여 병렬로 배치되어 있거나, 또는,
    상기 가열부는, 상기 제 2 열원을 이용한 제 2 가열기와, 상기 제 5 열원을 이용한 상기 제 5 가열기를 갖고, 상기 제 2 가열기의 전부 또는 일부와 상기 제 5 가열기는, 상기 작동 유체에 관하여 병렬로 설치되어 있고,
    상기 제 1 작동 유체가 상기 제 4 가열기 또는 상기 제 2 가열기에 의해 가열되고 나서 상기 증기 터빈까지의 장소, 혹은 가열되고 있는 도중 상태인 장소에,상기 제 5 가열기에 의해 가열된 상기 제 2 작동 유체가 합류하고,
    상기 제 5 열원은, 연료 전지 또는 내연 기관의 배출열을 포함하는 것을 특징으로 하는, 증기 터빈 플랜트.
  10. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 제 4 열원은, 상기 태양열을 축열(蓄熱)한 열원을 사용하는 것을 특징으로 하는, 증기 터빈 플랜트.
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  23. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 작동 유체의 유량(流量)과, 상기 제 3 열원으로부터의 수열량(受熱量)과, 상기 작동 유체의 병렬하는 유로에의 유량비(流量比) 중 적어도 하나 이상을 조절함으로써, 상기 증기 터빈에 유입되는 작동 유체의 성상(性狀)의 변동을 억제하는 것을 특징으로 하는, 증기 터빈 플랜트.
  24. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 작동 유체의 유량과, 상기 제 5 열원으로부터의 수열량 중 적어도 하나 이상을 조절함으로써, 상기 증기 터빈에 유입되는 작동 유체의 성상의 변동을 억제하는 것을 특징으로 하는, 증기 터빈 플랜트.
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