JPH1136817A - 発電設備 - Google Patents
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- JPH1136817A JPH1136817A JP19113297A JP19113297A JPH1136817A JP H1136817 A JPH1136817 A JP H1136817A JP 19113297 A JP19113297 A JP 19113297A JP 19113297 A JP19113297 A JP 19113297A JP H1136817 A JPH1136817 A JP H1136817A
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E20/18—Integrated gasification combined cycle [IGCC], e.g. combined with carbon capture and storage [CCS]
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- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 石炭や重質油等の腐食成分、灰分を多く含む
燃料を用いながらも、生成ガスのクリーンアップシステ
ムを必要とせずに発電可能な発電設備を提供する。 【解決手段】 燃焼炉２で石炭や重質油などの燃料１０
を燃焼しその燃焼炉排ガス１１をセラミックス熱交換器
１へ導入する。ガスタービン圧縮機３で空気６を圧縮
し、その出口の空気７をセラミックス熱交換器１で燃焼
炉排ガス１１と熱交換させて高温の空気８を得る。空気
８はガスタービン膨張機４へ導いて膨張させ発電機５を
駆動する動力を得る。
燃料を用いながらも、生成ガスのクリーンアップシステ
ムを必要とせずに発電可能な発電設備を提供する。 【解決手段】 燃焼炉２で石炭や重質油などの燃料１０
を燃焼しその燃焼炉排ガス１１をセラミックス熱交換器
１へ導入する。ガスタービン圧縮機３で空気６を圧縮
し、その出口の空気７をセラミックス熱交換器１で燃焼
炉排ガス１１と熱交換させて高温の空気８を得る。空気
８はガスタービン膨張機４へ導いて膨張させ発電機５を
駆動する動力を得る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、石炭や重質油等、
腐食成分、灰分を多く含む燃料を用いることのできる発
電設備に関する。
腐食成分、灰分を多く含む燃料を用いることのできる発
電設備に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の発電設備として、石炭や重質油を
ガス化した燃料をガスタービンで燃焼させるようにした
複合発電設備があり、その系統を図４に示してあり、以
下それについて説明する。
ガス化した燃料をガスタービンで燃焼させるようにした
複合発電設備があり、その系統を図４に示してあり、以
下それについて説明する。
【０００３】図４において、２５はガス化炉、２７は熱
交換器である。２８はフィルタ、３１は脱硫装置で、こ
れらはガス化ガスに対するクリーンアップシステムを構
成している。２９はガスタービン３０の燃焼器、１３は
排熱回収ボイラを示し、５は発電機、１５は蒸気タービ
ンを示している。
交換器である。２８はフィルタ、３１は脱硫装置で、こ
れらはガス化ガスに対するクリーンアップシステムを構
成している。２９はガスタービン３０の燃焼器、１３は
排熱回収ボイラを示し、５は発電機、１５は蒸気タービ
ンを示している。
【０００４】このような構成を有する図４の発電設備に
おいて、燃料１０が空気２３と共にガス化炉２５に投入
される。ガス化炉２５で生成されたガス化ガス２６は熱
交換器２７に導かれて冷却されたのち、フィルタ２８、
脱硫装置３１で除塵と脱硫が行われてクリーンガスとな
ってガスタービン３０の燃焼器２９へ供給される。
おいて、燃料１０が空気２３と共にガス化炉２５に投入
される。ガス化炉２５で生成されたガス化ガス２６は熱
交換器２７に導かれて冷却されたのち、フィルタ２８、
脱硫装置３１で除塵と脱硫が行われてクリーンガスとな
ってガスタービン３０の燃焼器２９へ供給される。
【０００５】燃焼器２９では、別途供給される空気２４
によって上記ガス化ガスが燃焼し、ガスタービン３０が
駆動される。ガスタービン３０は発電機５を駆動し、ガ
スタービン３０の燃焼ガス３２は排熱回収ボイラ１３へ
導入される。
によって上記ガス化ガスが燃焼し、ガスタービン３０が
駆動される。ガスタービン３０は発電機５を駆動し、ガ
スタービン３０の燃焼ガス３２は排熱回収ボイラ１３へ
導入される。
【０００６】排熱回収ボイラ１３で発生する蒸気により
蒸気タービン１５が駆動され、発電機５を駆動して発電
を行い、排熱回収ボイラ１３の燃焼ガス３２は煙突１７
から放出される。
蒸気タービン１５が駆動され、発電機５を駆動して発電
を行い、排熱回収ボイラ１３の燃焼ガス３２は煙突１７
から放出される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】石炭や重質油は腐食成
分と灰分を多く含む燃料であり、ガスタービンに直接導
いて燃焼することができないため、前記したように従来
のガス化複合発電設備では、それらの燃料をガス化し、
ガス化ガスをフィルタ２８と脱硫装置３１を有するクリ
ーンアップシステムに通してガスタービンに導く構成と
しており、システムが複雑となっていた。
分と灰分を多く含む燃料であり、ガスタービンに直接導
いて燃焼することができないため、前記したように従来
のガス化複合発電設備では、それらの燃料をガス化し、
ガス化ガスをフィルタ２８と脱硫装置３１を有するクリ
ーンアップシステムに通してガスタービンに導く構成と
しており、システムが複雑となっていた。
【０００８】本発明は、石炭や重質油等の腐食成分、灰
分を多く含む燃料を用いながらも、生成ガスのクリーン
アップシステムを必要とせずに発電可能な発電設備を提
供することを課題としている。
分を多く含む燃料を用いながらも、生成ガスのクリーン
アップシステムを必要とせずに発電可能な発電設備を提
供することを課題としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するため、次の構成をもつ発電設備を提供する。すな
わち、本発明による発電設備は空気圧縮機と、同空気圧
縮機と同軸で回転する空気膨張機および発電機と、燃焼
炉と、熱交換器とを備える。
決するため、次の構成をもつ発電設備を提供する。すな
わち、本発明による発電設備は空気圧縮機と、同空気圧
縮機と同軸で回転する空気膨張機および発電機と、燃焼
炉と、熱交換器とを備える。
【００１０】そして前記空気圧縮機の出口空気を前記熱
交換器で加熱して前記空気膨張機へ送給するとともに、
同空気膨張機の出口空気と燃料とを前記燃焼炉に送給し
て燃焼させる。同燃焼炉の排ガスは前記熱交換器へ送給
して前記空気圧縮機の出口空気と熱交換させるように構
成する。
交換器で加熱して前記空気膨張機へ送給するとともに、
同空気膨張機の出口空気と燃料とを前記燃焼炉に送給し
て燃焼させる。同燃焼炉の排ガスは前記熱交換器へ送給
して前記空気圧縮機の出口空気と熱交換させるように構
成する。
【００１１】本発明による発電設備は前記した構成を有
しており、石炭や重質油などの腐食成分、灰分を多く含
む燃料は独立した燃焼炉で燃焼させ、その燃焼生成ガス
を熱交換器に導いて空気と熱交換させその高温化した空
気を空気膨張機に導いて仕事をさせる。
しており、石炭や重質油などの腐食成分、灰分を多く含
む燃料は独立した燃焼炉で燃焼させ、その燃焼生成ガス
を熱交換器に導いて空気と熱交換させその高温化した空
気を空気膨張機に導いて仕事をさせる。
【００１２】その熱交換器を、セラミックス管製とした
り、或いは、例えばメタル温度６５０〜７００℃以上の
領域部分をセラミックス管、６００〜７００℃以下はス
テンレス鋼、炭素鋼管を用いて構成し、高温腐食に強い
構造とすることによって、腐食成分、灰分を多く含む石
炭や重質油を用いても何らの問題を生じない発電設備と
なる。
り、或いは、例えばメタル温度６５０〜７００℃以上の
領域部分をセラミックス管、６００〜７００℃以下はス
テンレス鋼、炭素鋼管を用いて構成し、高温腐食に強い
構造とすることによって、腐食成分、灰分を多く含む石
炭や重質油を用いても何らの問題を生じない発電設備と
なる。
【００１３】このように、本発明の発電設備では、例え
ば１３００〜１６００℃の高温燃焼ガスを用いて１００
０℃以上の高温空気を生成させ、効率の良い発電を行わ
せることができる。
ば１３００〜１６００℃の高温燃焼ガスを用いて１００
０℃以上の高温空気を生成させ、効率の良い発電を行わ
せることができる。
【００１４】本発明による発電設備では、熱交換器で空
気を加熱したあとの熱交換器出口排ガスを排熱回収ボイ
ラに導いて蒸気を発生させ蒸気発電サイクルを併設した
構成とすることにより更に高効率の発電設備とすること
ができる。
気を加熱したあとの熱交換器出口排ガスを排熱回収ボイ
ラに導いて蒸気を発生させ蒸気発電サイクルを併設した
構成とすることにより更に高効率の発電設備とすること
ができる。
【００１５】更にまた、本発明による発電設備では、空
気膨張機を出た空気のうち、燃焼炉に導かれる空気以外
の余剰分を、燃焼炉をバイパスさせて排熱回収ボイラや
燃料を燃焼させるボイラへ燃焼用空気として導いて有効
に活用するようにすることができる。
気膨張機を出た空気のうち、燃焼炉に導かれる空気以外
の余剰分を、燃焼炉をバイパスさせて排熱回収ボイラや
燃料を燃焼させるボイラへ燃焼用空気として導いて有効
に活用するようにすることができる。
【００１６】以上のように、本発明によれば、石炭や重
質油等の腐食成分、灰分を多く含む燃料を用いながら
も、生成ガスのクリーンアップシステムを必要とせずに
発電可能な発電設備が提供される。
質油等の腐食成分、灰分を多く含む燃料を用いながら
も、生成ガスのクリーンアップシステムを必要とせずに
発電可能な発電設備が提供される。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の発電設備を図１〜
図３に示した実施の形態に基づいて具体的に説明する。
なお、以下の各実施形態において、同一部分には同じ符
号を付し重複する説明は省略する。
図３に示した実施の形態に基づいて具体的に説明する。
なお、以下の各実施形態において、同一部分には同じ符
号を付し重複する説明は省略する。
【００１８】（実施の第１形態）まず、図１に示した実
施の第１形態による発電設備について説明する。図１に
おいて、１はセラミックス熱交換器、２は燃焼炉であ
る。３はガスタービン圧縮機で、４はガスタービン膨張
機で、両者は同軸で回転する。
施の第１形態による発電設備について説明する。図１に
おいて、１はセラミックス熱交換器、２は燃焼炉であ
る。３はガスタービン圧縮機で、４はガスタービン膨張
機で、両者は同軸で回転する。
【００１９】ガスタービン圧縮機３は本発明にいう空気
圧縮機を構成し、ガスタービン膨張機４は本発明にいう
空気膨張機を構成する。５は発電機で、ガスタービン膨
張機４と同軸で回転する。
圧縮機を構成し、ガスタービン膨張機４は本発明にいう
空気膨張機を構成する。５は発電機で、ガスタービン膨
張機４と同軸で回転する。
【００２０】このように構成された図１の発電設備にお
いて、燃焼炉２には石炭や重質油などの燃料１０とガス
タービン膨張機４から出る空気が供給されて燃焼し、燃
焼炉２よりの排ガス１１はセラミックス熱交換器１に至
る。
いて、燃焼炉２には石炭や重質油などの燃料１０とガス
タービン膨張機４から出る空気が供給されて燃焼し、燃
焼炉２よりの排ガス１１はセラミックス熱交換器１に至
る。
【００２１】セラミックス熱交換器１にてガスタービン
圧縮機３より供給された高圧の空気７を１０００℃以上
に加熱し、その熱交換器１出口の空気８をガスタービン
膨張機４に供給、駆動する。これにより発電機５で発電
が行われる。ガスタービン膨張機４より排出される空気
９は余熱を利用し燃焼炉２で燃料１０を燃焼する為の燃
焼用空気として利用される。
圧縮機３より供給された高圧の空気７を１０００℃以上
に加熱し、その熱交換器１出口の空気８をガスタービン
膨張機４に供給、駆動する。これにより発電機５で発電
が行われる。ガスタービン膨張機４より排出される空気
９は余熱を利用し燃焼炉２で燃料１０を燃焼する為の燃
焼用空気として利用される。
【００２２】（実施の第２形態）次に、図２に示した実
施の第２形態による発電設備について説明する。図２に
おいて、１３は排熱回収ボイラを示し、セラミックス熱
交換器１を出た燃焼炉２の排ガス１２が導かれる。
施の第２形態による発電設備について説明する。図２に
おいて、１３は排熱回収ボイラを示し、セラミックス熱
交換器１を出た燃焼炉２の排ガス１２が導かれる。
【００２３】１５は蒸気タービン、１６は排煙処理設備
を示している。図２に示した発電設備は、図１に示した
発電設備に対し、その設備から出る燃焼炉排ガス１２を
用いる排熱回収システムを付設した構成を有している。
を示している。図２に示した発電設備は、図１に示した
発電設備に対し、その設備から出る燃焼炉排ガス１２を
用いる排熱回収システムを付設した構成を有している。
【００２４】図２の設備では、セラミックス熱交換器１
から出る燃焼炉排ガス１２と、ガスタービン膨張機４か
ら出る排気（空気）のうち燃焼炉２に使用されない余剰
空気が過剰空気バイパス１８を通して排熱回収ボイラ１
３へ供給される。排熱回収ボイラ１３で発生した蒸気１
４は蒸気タービン１５へ供給され発電機５を駆動して電
力を発生する。
から出る燃焼炉排ガス１２と、ガスタービン膨張機４か
ら出る排気（空気）のうち燃焼炉２に使用されない余剰
空気が過剰空気バイパス１８を通して排熱回収ボイラ１
３へ供給される。排熱回収ボイラ１３で発生した蒸気１
４は蒸気タービン１５へ供給され発電機５を駆動して電
力を発生する。
【００２５】（実施の第３形態）次に、図３に示した実
施の第３形態による発電設備について説明する。図３に
おいて、２１はダンパ、２２は通常のボイラを示してい
る。図３に示す発電設備は、図２における排熱回収ボイ
ラ１３に代えてボイラ２２を設置したものである。ボイ
ラ２２は従来のボイラであってよい。
施の第３形態による発電設備について説明する。図３に
おいて、２１はダンパ、２２は通常のボイラを示してい
る。図３に示す発電設備は、図２における排熱回収ボイ
ラ１３に代えてボイラ２２を設置したものである。ボイ
ラ２２は従来のボイラであってよい。
【００２６】すなわち、この図３に示した発電設備で
は、セラミックス熱交換器１を出た排ガス１２をボイラ
２２の火炉に投入し熱回収を計るものである。また、ガ
スタービン膨張機４からの余剰空気が過剰空気バイパス
１８を経てボイラ２２の火炉へバーナ部から排気再熱用
の燃焼空気として投入される。
は、セラミックス熱交換器１を出た排ガス１２をボイラ
２２の火炉に投入し熱回収を計るものである。また、ガ
スタービン膨張機４からの余剰空気が過剰空気バイパス
１８を経てボイラ２２の火炉へバーナ部から排気再熱用
の燃焼空気として投入される。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明による燃焼
設備は独立した燃焼炉で燃料を燃焼し、その燃焼炉で生
成した排ガスにより空気を加熱し、その加熱空気を空気
膨張機に供給して動力を取り出す。
設備は独立した燃焼炉で燃料を燃焼し、その燃焼炉で生
成した排ガスにより空気を加熱し、その加熱空気を空気
膨張機に供給して動力を取り出す。
【００２８】従って、従来の技術である石炭ガス化複合
発電あるいは重質油複合発電システムにおいて必要とし
ていたようなガス化ガスからフィルタ及び脱硫装置を用
いて腐食成分、灰分を除去する、所謂、クリーンアップ
システムを本発明の発電設備では必要としない。
発電あるいは重質油複合発電システムにおいて必要とし
ていたようなガス化ガスからフィルタ及び脱硫装置を用
いて腐食成分、灰分を除去する、所謂、クリーンアップ
システムを本発明の発電設備では必要としない。
【００２９】本発明では、駆動用の気体は空気を用いて
おり、駆動系統の信頼性に優れる。これはまた、熱源と
しての燃焼器用の燃料に左右されないため、石炭、重質
油をはじめ多様な燃料が可能である。
おり、駆動系統の信頼性に優れる。これはまた、熱源と
しての燃焼器用の燃料に左右されないため、石炭、重質
油をはじめ多様な燃料が可能である。
【００３０】更にまた、本発明の発電設備では、熱交換
器を出た燃焼炉排ガスを排熱回収ボイラや通常のボイラ
に導く構成とすることにより熱効率の高い設備とするこ
とができる。
器を出た燃焼炉排ガスを排熱回収ボイラや通常のボイラ
に導く構成とすることにより熱効率の高い設備とするこ
とができる。
【図１】本発明の実施の第１態様に係る発電設備の構成
を示す系統図。
を示す系統図。
【図２】本発明の実施の第２態様に係る発電設備の構成
を示す系統図。
を示す系統図。
【図３】本発明の実施の第３態様に係る発電設備の構成
を示す系統図。
を示す系統図。
【図４】従来の石炭、重質油ガス化複合発電設備の構成
を示す系統図。
を示す系統図。
１ セラミックス熱交換器 ２ 燃焼炉 ３ ガスタービン圧縮機 ４ ガスタービン膨張機 ５ 発電機 ６ 空気（圧縮機入口） ７ 空気（圧縮機出口） ８ 空気（熱交出口） ９ 空気（膨張機出口） １０ 燃料 １１ 燃焼炉排ガス（熱交換器入口） １２ 燃焼炉排ガス（熱交換器出口） １３ 排熱回収ボイラ １４ 蒸気 １５ 蒸気タービン １６ 排煙処理設備 １７ 煙突 １８ 過剰空気バイパス １９ 燃料 ２１ ダンパ ２２ ボイラ
Claims (4)
- 【請求項１】 空気圧縮機と、同空気圧縮機と同軸で回
転する空気膨張機および発電機と、燃焼炉と、熱交換器
とを備え、前記空気圧縮機の出口空気を前記熱交換器で
加熱して前記空気膨張機へ送給するとともに、同空気膨
張機の出口空気と燃料とを前記燃焼炉に送給して燃焼さ
せ、同燃焼炉の排ガスを前記熱交換器へ送給して前記空
気圧縮機の出口空気と熱交換させるように構成したこと
を特徴とする発電設備。 - 【請求項２】 前記熱交換器の出口排ガスを排熱回収ボ
イラに送給して生成蒸気により発電する、蒸気発電サイ
クルを併設したことを特徴とする請求項１に記載の発電
設備。 - 【請求項３】 前記空気膨張機の出口空気の一部を前記
燃焼炉をバイパスさせて前記排熱回収ボイラに送給する
ように構成したことを特徴とする請求項２に記載の発電
設備。 - 【請求項４】 前記排熱回収ボイラに替えて燃料を燃焼
させるボイラを設置したことを特徴とする請求項３に記
載の発電設備。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19113297A JP3782552B2 (ja) | 1997-07-16 | 1997-07-16 | 発電設備 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19113297A JP3782552B2 (ja) | 1997-07-16 | 1997-07-16 | 発電設備 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1136817A true JPH1136817A (ja) | 1999-02-09 |
| JP3782552B2 JP3782552B2 (ja) | 2006-06-07 |
Family
ID=16269421
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19113297A Expired - Fee Related JP3782552B2 (ja) | 1997-07-16 | 1997-07-16 | 発電設備 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3782552B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002156163A (ja) * | 2000-11-16 | 2002-05-31 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 空気調和装置 |
| WO2012114367A1 (ja) * | 2011-02-21 | 2012-08-30 | 株式会社 日立製作所 | 太陽熱利用ガスタービンシステム |
-
1997
- 1997-07-16 JP JP19113297A patent/JP3782552B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002156163A (ja) * | 2000-11-16 | 2002-05-31 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 空気調和装置 |
| WO2012114367A1 (ja) * | 2011-02-21 | 2012-08-30 | 株式会社 日立製作所 | 太陽熱利用ガスタービンシステム |
| JPWO2012114367A1 (ja) * | 2011-02-21 | 2014-07-07 | 株式会社日立製作所 | 太陽熱利用ガスタービンシステム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3782552B2 (ja) | 2006-06-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
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|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050906 |
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