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公開番号2024054673
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-17
出願番号2022161064
出願日2022-10-05
発明の名称発電設備
出願人株式会社東芝,東芝エネルギーシステムズ株式会社
代理人弁理士法人サクラ国際特許事務所
主分類F22B 3/00 20060101AFI20240410BHJP(蒸気発生)
要約【課題】負荷増加の要求に対して優れた負荷応答性を有する発電設備を提供する。
【解決手段】実施形態の発電設備1は、蒸気を生成するボイラ11と、ボイラ11で生成された蒸気が導入される高圧タービン21と、蒸気流の流れ方向において、高圧タービン21の下流側に設けられる低圧タービン23と、低圧タービン23から排出される蒸気を凝縮させる復水器25とを備える。さらに、発電設備1は、復水器25において凝縮した復水を給水としてボイラ11に導く給水管26と、自己の系統で発生した余剰エネルギを利用して熱量を蓄える蓄熱機能、および給水管26によって導かれる給水の一部が導入され、蓄熱された熱量によって給水を蒸気とする蒸気生成機能を有する蓄熱・蒸気生成装置60と、蓄熱・蒸気生成装置60で生成された蒸気を自己の系統に供給する蒸気供給管64とを備える。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
蒸気を生成するボイラと、
前記ボイラで生成された蒸気が導入される第１の蒸気タービンと、
蒸気流の流れ方向において、前記第１の蒸気タービンの下流側に設けられる第２の蒸気タービンと、
前記第２の蒸気タービンから排出される蒸気を凝縮させる復水器と、
前記復水器において凝縮した復水を給水として前記ボイラに導く給水管と、
自己の系統で発生した余剰エネルギを利用して熱量を蓄える蓄熱機能、および前記給水管によって導かれる給水の一部が導入され、蓄熱された熱量によって給水を蒸気とする蒸気生成機能を有する蓄熱・蒸気生成装置と、
前記蓄熱・蒸気生成装置で生成された蒸気を自己の系統に供給する蒸気供給管と
を具備することを特徴とする発電設備。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
蒸気流の流れ方向において、前記第１の蒸気タービンと前記第２の蒸気タービンとの間に設けられた第３の蒸気タービンと、
前記第１の蒸気タービンから排出された蒸気を再熱する再熱ボイラと、
前記再熱ボイラで再熱された再熱蒸気を前記第３の蒸気タービンに導入する高温再熱蒸気管と
を備えることを特徴とする請求項１記載の発電設備。
【請求項３】
前記ボイラにおいて蒸気生成量を増加させる際、前記蓄熱・蒸気生成装置において蒸気を生成して自己の系統に導入することを特徴とする請求項１または２記載の発電設備。
【請求項４】
前記余剰エネルギが、前記ボイラで生成された余剰蒸気のエネルギであり、
前記蓄熱・蒸気生成装置が、前記余剰蒸気の有する熱量を蓄えることを特徴とする請求項１記載の発電設備。
【請求項５】
前記余剰エネルギが、前記ボイラで生成された余剰蒸気のエネルギまたは前記再熱ボイラで過熱された余剰蒸気のエネルギであり、
前記蓄熱・蒸気生成装置が、前記余剰蒸気の有する熱量を蓄えることを特徴とする請求項２記載の発電設備。
【請求項６】
前記余剰エネルギが、前記発電設備で発電された余剰電力であり、
前記蓄熱・蒸気生成装置は、電力によって熱を発生させる電熱変換装置を備え、前記余剰電力を利用して前記電熱変換装置から発生した熱量を蓄えることを特徴とする請求項１または２記載の発電設備。
【請求項７】
前記第１の蒸気タービンから排出された蒸気を前記再熱ボイラに導入する低温再熱蒸気管を備え、
前記余剰エネルギが前記ボイラで生成された余剰蒸気のエネルギの場合、
前記蓄熱・蒸気生成装置に熱量を与えた前記余剰蒸気は、前記低温再熱蒸気管に導入されることを特徴とする請求項５記載の発電設備。
【請求項８】
前記第１の蒸気タービンの所定のタービン段落に備えられた抽気管と、
前記給水管に介在し、前記抽気管から導入される抽気によって給水を加熱する給水加熱器と
を備え、
前記蓄熱・蒸気生成装置に熱量を与えた前記余剰蒸気は、前記抽気管に導入されることを特徴とする請求項４記載の発電設備。
【請求項９】
前記第１の蒸気タービンの所定のタービン段落に備えられた第１の抽気管と、
前記給水管に介在し、前記第１の抽気管から導入される抽気によって給水を加熱する第１の給水加熱器と、
前記第３の蒸気タービンの所定のタービン段落に備えられた第２の抽気管と、
前記給水管に介在し、前記第２の抽気管から導入される抽気によって給水を加熱する第２の給水加熱器と
を備え、
前記蓄熱・蒸気生成装置に熱量を与えた前記余剰蒸気は、前記第１の抽気管または前記第２の抽気管に導入されることを特徴とする請求項５記載の発電設備。
【請求項１０】
前記蓄熱・蒸気生成装置に熱量を与えた前記余剰蒸気は、前記復水器に導入されることを特徴とする請求項５記載の発電設備。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、発電設備に関する。
続きを表示（約 1,200 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、発電設備において、二酸化炭素（ＣＯ
２
）の排出量を削減する対策として再生可能エネルギの導入が加速されている。太陽光、風力などの再生可能エネルギは、自然由来のエネルギである。このような再生可能エネルギを利用した発電においては、天候などによって発電量が変化するため、不安定な電力供給が問題となる。
【０００３】
そこで、このような再生可能エネルギを利用した発電における電力供給変動が生じた場合、電力の安定した供給を維持するため、火力発電設備における出力を調整することがある。
【０００４】
火力発電設備である、ボイラおよび蒸気タービンを備える汽力発電設備において、ボイラにおける機器制約および蒸気タービンにおける機器制約によって、ボイラおよび蒸気タービンには、連続運転可能な最低負荷制約がある。そのため、再生可能エネルギの供給量が増加する昼間であっても、ボイラおよび蒸気タービンにおける負荷を最低負荷よりも下げることができない。
【０００５】
一般的に、最低負荷は、蒸気タービンよりもボイラの方が高い。ボイラからの余剰蒸気を復水器へ捨てることで最低負荷の引下げはできるが、余剰蒸気分の熱量が無駄となる。そこで、従来の汽力発電設備において、ボイラからの余剰蒸気の熱量を蓄熱する技術が検討されている。この蓄熱された熱量は、他の系統の熱源として利用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
実開昭６２－９７２０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ここで、再生可能エネルギの供給量が減少する夕方などにおいて、汽力発電設備に対して負荷の増加が要求される。しかしながら、このような負荷増加の要求がされても、ボイラにおいて時間に対する蒸気生成量の増加の割合である蒸気量増加率は制限されるため、ボイラからの蒸気生成量をすぐに増加させることはできない。
【０００８】
また、従来の汽力発電設備において、蒸気生成量を増加させる際、蒸気タービンに導入する蒸気が所定の温度や圧力の蒸気になるまでに所定時間を要する。
【０００９】
従来の汽力発電設備では、負荷増加の要求に応答する際の時間に対する負荷増加の割合である負荷増加率は、ボイラの蒸気量増加率に依存する。そのため、従来の汽力発電設備では、要求された負荷に達するまでには比較的長い時間を要し、負荷増加の要求に対する負荷応答性を改善する余地がある。
【００１０】
本発明が解決しようとする課題は、負荷増加の要求に対して優れた負荷応答性を有する発電設備を提供することである。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

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