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公開番号2024118756
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-02
出願番号2023025216
出願日2023-02-21
発明の名称発電システム
出願人三菱重工業株式会社
代理人個人,個人
主分類C01B 3/26 20060101AFI20240826BHJP(無機化学)
要約【課題】発電システムにおける発電効率を高めることができるようにした発電システムを提供する。
【解決手段】発電システムは、加熱器と、反応器と、排ガス熱交換器と、ガスタービンと、を備える。加熱器は、前記反応器に熱を供給するように構成されている。反応器は、炭化水素ガスを水素と炭素とに熱分解することによって、水素を生成するように構成されている。ガスタービンの燃料は、前記反応器によって生成される水素を含む。排ガス熱交換器は、加熱器から排出される排ガスの熱を、発電システム内の燃料ガスに与えるように構成されている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
加熱器と、反応器と、排ガス熱交換器と、ガスタービンと、を備える発電システムであって、
前記加熱器は、前記反応器に熱を供給するように構成され、
前記反応器は、炭化水素ガスを水素と炭素とに熱分解することによって、水素を生成するように構成され、
前記ガスタービンの燃料は、前記反応器によって生成される水素を含み、
前記排ガス熱交換器は、前記加熱器から排出される排ガスの熱を、前記発電システム内の燃料ガスに与えるように構成されている発電システム。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記排ガス熱交換器は、前記反応器に供給される前記炭化水素ガスに前記加熱器から排出される排ガスの熱を与えるように構成されている請求項１記載の発電システム。
【請求項３】
生成ガス熱交換器を備え、
前記生成ガス熱交換器は、前記反応器によって生成された前記水素および前記炭化水素ガスの混合気の熱を前記反応器に供給する炭化水素ガスに与えるように構成されており、
前記排ガス熱交換器は、前記生成ガス熱交換器に供給される前記炭化水素ガスに前記加熱器から排出される排ガスの熱を与えるように構成されている請求項２記載の発電システム。
【請求項４】
前記排ガス熱交換器は、前記反応器によって生成された前記水素に前記加熱器から排出される排ガスの熱を与えることによって、前記ガスタービンに供給される燃料ガスに熱を与えるように構成されている請求項１記載の発電システム。
【請求項５】
前記ガスタービンの燃料ガスは、炭化水素ガスと水素との混合気であり、
前記排ガス熱交換器は、前記混合気に含まれる炭化水素ガスに前記加熱器から排出される排ガスの熱を与えることによって、前記ガスタービンに供給される燃料ガスに熱を与えるように構成されている請求項１記載の発電システム。
【請求項６】
前記ガスタービンの燃料ガスには、前記反応器によって炭化水素ガスが熱分解されることによって生成された前記炭化水素ガスおよび前記水素の混合気と、前記反応器を迂回して前記ガスタービンに供給される炭化水素ガスとが含まれ、
前記排ガス熱交換器は、前記反応器を迂回して前記ガスタービンに供給される炭化水素ガスに前記加熱器から排出される排ガスの熱を与えることによって、前記ガスタービンに供給される燃料ガスに熱を与えるように構成されている請求項５記載の発電システム。
【請求項７】
前記反応器を迂回して前記ガスタービンに供給される炭化水素ガスが前記排ガス熱交換器に供給されるのに先立って、前記反応器を迂回して前記ガスタービンに供給される炭化水素ガスを、前記ガスタービンの熱によって加熱するように構成されている請求項６記載の発電システム。
【請求項８】
前記加熱器は、燃料の燃焼によって前記反応器を加熱するように構成され、
前記燃料は、炭化水素ガスおよび水素の２つのうちの少なくとも１つを含む請求項１記載の発電システム。
【請求項９】
前記加熱器は、前記燃料に加えて、前記ガスタービンの排熱によって前記反応器を加熱するように構成されている請求項８記載の発電システム。
【請求項１０】
前記炭化水素ガスは、メタンである請求項１記載の発電システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電システムに関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
たとえば下記特許文献１には、触媒を介してメタン等の炭化水素ガスを熱分解させることによって、水素を取り出す装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２２－２４９９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記熱分解をさせるには、炭化水素ガスを加熱する必要がある。そのため、熱分解によって生成された水素を発電に用いる場合、熱分解のための熱源を生成する燃料を考慮すると、発電効率が低くなるおそれがある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
以下、上記課題を解決するための手段およびその作用効果について記載する。
１．加熱器と、反応器と、排ガス熱交換器と、ガスタービンと、を備える発電システムであって、前記加熱器は、前記反応器に熱を供給するように構成され、前記反応器は、炭化水素ガスを水素と炭素とに熱分解することによって、水素を生成するように構成され、前記ガスタービンの燃料は、前記反応器によって生成される水素を含み、前記排ガス熱交換器は、前記加熱器から排出される排ガスの熱を、前記発電システム内の燃料ガスに与えるように構成されている。
【０００６】
上記構成では、加熱器から排出される排ガスの熱が発電システム内の燃料ガスに与えられる。そのため、排ガスの熱を燃料ガスに与えない場合と比較して、発電システムにおける熱エネルギの利用効率を高めることができる。そのため、発電システムにおける発電効率を高めることができる。
【０００７】
２．前記排ガス熱交換器は、前記反応器に供給される前記炭化水素ガスに前記加熱器から排出される排ガスの熱を与えるように構成されている上記１記載の発電システム。
３．生成ガス熱交換器を備え、前記生成ガス熱交換器は、前記反応器によって生成された前記水素および前記炭化水素ガスの混合気の熱を前記反応器に供給する炭化水素ガスに与えるように構成されており、前記排ガス熱交換器は、前記生成ガス熱交換器に供給される前記炭化水素ガスに前記加熱器から排出される排ガスの熱を与えるように構成されている上記２記載の発電システム。
【０００８】
４．前記排ガス熱交換器は、前記反応器によって生成された前記水素に前記加熱器から排出される排ガスの熱を与えることによって、前記ガスタービンに供給される燃料ガスに熱を与えるように構成されている上記１～３のいずれか１つに記載の発電システム。
【０００９】
５．前記ガスタービンの燃料ガスは、炭化水素ガスと水素との混合気であり、
前記排ガス熱交換器は、前記混合気に含まれる炭化水素ガスに前記加熱器から排出される排ガスの熱を与えることによって、前記ガスタービンに供給される燃料ガスに熱を与えるように構成されている上記１～４のいずれか１つに記載の発電システムである。
【００１０】
６．前記ガスタービンの燃料ガスには、前記反応器によって炭化水素ガスが熱分解されることによって生成された前記炭化水素ガスおよび前記水素の混合気と、前記反応器を迂回して前記ガスタービンに供給される炭化水素ガスとが含まれ、前記排ガス熱交換器は、前記反応器を迂回して前記ガスタービンに供給される炭化水素ガスに前記加熱器から排出される排ガスの熱を与えることによって、前記ガスタービンに供給される燃料ガスに熱を与えるように構成されている上記５記載の発電システムである。
（【００１１】以降は省略されています）

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