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公開番号2024119798
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-03
出願番号2024073672,2021117148
出願日2024-04-30,2016-06-03
発明の名称タービンシステムおよび方法
出願人キャッスルヨーロピアンリミテッド
代理人個人,個人,個人,個人,個人,個人
主分類F23L 15/00 20060101AFI20240827BHJP(燃焼装置;燃焼方法)
要約【課題】復水蒸気タービンを採用した発電システムを提供する。
【解決手段】発電システム(200)がボイラ(201)からの水蒸気が供給される復水蒸気タービン(210)を含み、ボイラ燃焼プロセスのための供給空気(202)がボイラへの流入前に少なくとも1つの圧縮機を備えた少なくとも1つの熱ポンプ(258)を含む熱ポンプシステム(254)によって予熱される。発電システムを用いて発電する方法もまた、開示される。熱を燃焼プロセスのガスから抽出する方法および装置もまた、開示される。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
発電システムであって、
ボイラからの蒸気が供給される復水蒸気タービンを含み、前記ボイラの燃焼プロセスのための供給空気が前記ボイラへの流入前に、少なくとも１つの熱ポンプを含む熱ポンプシステムによって予熱される、発電システム。
続きを表示（約 790 文字）【請求項２】
前記熱ポンプシステムは、前記復水蒸気タービンからの前記蒸気を凝縮させるために用いられる冷却システムから熱を抽出する、請求項１記載の発電システム。
【請求項３】
前記熱ポンプシステムは、前記発電システムの煙道ガス冷却・凝縮プロセスから熱を抽出する、請求項１又は２記載の発電システム。
【請求項４】
前記熱ポンプシステムは、
回転機器からの廃熱、変換機器からの廃熱、前記蒸気タービンの冷却からの廃熱又は灰処分からの廃熱のうちの少なくとも１つから熱を抽出する、請求項１～３のうちいずれか一に記載の発電システム。
【請求項５】
前記熱ポンプシステム又は他の熱交換システムは、太陽エネルギー源、地熱エネルギー源又は工場プロセスエネルギー源から成る群から選択された１つ又は複数のエネルギー源のうちの少なくとも１つから熱を抽出する、請求項１～４のうちいずれか一に記載の発電システム。
【請求項６】
少なくとも１つの可変駆動熱ポンプが前記熱ポンプシステムで用いられる、請求項１～５のうちいずれか一に記載の発電システム。
【請求項７】
前記熱ポンプシステムの前記熱ポンプは全て、可変駆動圧縮機を採用している、請求項６記載の発電システム。
【請求項８】
前記ボイラは、バイオマス燃焼ボイラである、請求項１～７のうちいずれか一に記載の発電システム。
【請求項９】
前記ボイラは、流動床バイオマス燃焼ボイラである、請求項８記載の発電システム。
【請求項１０】
前記ボイラは、流動床バイオマス燃焼ボイラであり、燃焼温度は、ＮＯ
X
生成を最小限に抑えるよう制御される、請求項９記載の発電システム。
（【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】
本発明は、ボイラからの蒸気が供給される復水蒸気タービンを採用した発電システムの提供、特に、ボイラへの燃料としてバイオマス又は一次燃料を採用する発電システムの提供に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
復水蒸気タービンを用いる従来型の蒸気サイクル発電プラントは、ボイラ給水をボイラ内での使用のための適当な温度まで昇温させるために蒸気タービンからの蒸気抽出を利用している。
【０００３】
化石燃料ボイラでは、適当な温度は、ボイラの入口／出口面のところでの酸凝縮を回避するために比較的高い傾向がある。
【０００４】
バイオマス燃料は、事実上、硫黄および他の酸性化物質がないという利点を有し、したがって、酸凝縮の恐れが大幅に軽減される。酸凝縮の恐れを生じさせる場合のあるＮＯ
X
生成を制御するためにボイラ容器が加圧されるとともに火炎温度が調節される。したがって、このシステムの偏移（凝縮）点は、比較的高い温度のままである。
【０００５】
最新型のボイラは、煙道ガスからのエネルギーを可能な限り最大に利用している。煙道ガスには十分な程度に酸性化ガスがない環境では、例えばバイオマス燃焼システムでは、そして火炎温度が調節される場合、システムは、煙道ガスの完全な凝縮を可能にすることさえ可能である。煙道ガスの凝縮は、燃料の潜熱を利用する可能性をもたらし、それにより低発熱量（ＬＨＶ）熱効率が１００％を超えるようにすることができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
それにもかかわらず、蒸気サイクル発電プラントから動力を生じさせることができるオプションの範囲があるにもかかわらず、効率、融通性、エミッションおよび拡張性（スケーラビリティ）の面で改良を提供する要望が依然として存在する。
【０００７】
特に二酸化炭素エミッションの面における環境に対する配慮もまた、発電プラントの設計の面においてますます今日的な意味を帯びている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、発電システムであって、
ボイラからの蒸気が供給される復水蒸気タービンを含み、ボイラの燃焼プロセスのための供給空気がボイラへの流入前に、少なくとも１つの熱ポンプを含む熱ポンプシステムによって予熱されることを特徴とする発電システムを提供する。
【０００９】
供給空気の予熱は、熱をエネルギー源、例えば低質エネルギー源から抽出する熱ポンプシステムの１つ又は複数の熱ポンプによって実施されるのが良い。有利には、低質エネルギー源は、復水蒸気タービンからの蒸気を凝縮又は復水させる（本明細書では、「凝縮」と「復水」は、区別なく使用される場合がある）ために用いられる冷却システムである。典型的な復水蒸気タービンシステムでは、この低質熱源は、典型的には、水を利用した冷却システム（「蒸気サイクル冷却水」）である。凝縮中の蒸気から抽出される熱は、通常、冷房又は冷却装置、例えば冷却塔に失われるかあるいは局部暖房（例えば、地域暖房システム）に用いられる場合がある。
【００１０】
任意他の低質エネルギー源（「廃熱源」）は、熱ポンプシステムを介してアップグレードを行うために低質エネルギーを提供するために採用される場合がある。より有利には、２つ以上のエネルギー源、代表的には発電システムのエネルギー源が熱ポンプシステムによるアップグレードのためにエネルギーを提供するよう採用される。例えば、低質エネルギーは、発電システムの煙道ガス冷却・凝縮プロセスから供給される場合があり、これについては、例えば、特定の実施形態を参照して以下において更に説明する。発電システムと関連した他のエネルギー源は、回転機器（例えば、蒸気タービンによって動力供給される発電機又はエンジンもしくは発電システムを始動させるとともに／あるいは増強させる他の手段により動力供給される発電機）からの廃熱、変換機器（システムによって生じる電力を供給する１つ又は複数の変圧器）からの廃熱、蒸気タービン自体の冷却（潤滑などからの）放熱、および灰処分からの放熱のうちの１つ又は２つ以上を含む場合がある。
（【００１１】以降は省略されています）

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