特許ウォッチ

公開番号2025129518
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-05
出願番号2024026201
出願日2024-02-26
発明の名称蒸気タービンプラント
出願人東京電力ホールディングス株式会社
代理人アインゼル・フェリックス=ラインハルト,個人,個人
主分類F22B 1/06 20060101AFI20250829BHJP(蒸気発生)
要約【課題】流動床と溶融塩を用いて蓄熱した熱を利用することにより、安全で低コスト発電が可能な蒸気タービンプラントを提供すること。
【解決手段】蓄熱および放熱することが可能な溶融塩蓄熱タンクと、溶融塩蓄熱タンクに蓄熱された熱により水を加熱して水蒸気とする蒸気発生器と、水蒸気を過熱して過熱水蒸気とする流動床と、過熱水蒸気により動力を発生する蒸気タービンと、動力を電力に変換する発電機とを有する、蒸気タービンプラント。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
蓄熱および放熱することが可能な溶融塩蓄熱タンクと、
前記溶融塩蓄熱タンクに蓄熱された熱により、水を加熱して水蒸気とする蒸気発生器と、
前記水蒸気を過熱して過熱水蒸気とする流動床と、
前記過熱水蒸気により動力を発生する蒸気タービンと、
前記動力を電力に変換する発電機と、
を有する、蒸気タービンプラント。
続きを表示（約 820 文字）【請求項２】
さらに、
前記流動床に接続された蒸気昇温ラインであって、流動床に水蒸気を供給して前記水蒸気から流動床に熱を付与する蒸気昇温ラインを有する、請求項１に記載の蒸気タービンプラント。
【請求項３】
前記流動床は、鉄球またはコア－シェル型のマイクロカプセルからなる固体の蓄熱材を有する、請求項１または２に記載の蒸気タービンプラント。
【請求項４】
前記溶融塩蓄熱タンクは、
第１の温度を有する熱媒を収容する低温部と、
前記第１の温度よりも高い第２の温度を有する熱媒を収容する高温部と、
前記低温部から前記高温部まで熱媒を輸送可能な第１の配管と、
前記高温部から前記低温部まで熱媒を輸送可能な第２の配管と、
を有する、請求項１または２に記載の蒸気タービンプラント。
【請求項５】
前記熱媒は、ＮａＮＯ
２
、ＬｉＮＯ
３
、ＮａＮＯ
３
、ＫＮＯ
３
、ＮａＯＨ、ＫＯＨ、ＬｉＣｌ、ＮａＣｌ、ＫＣｌ、Ｌｉ
２
ＣＯ
３
、Ｎａ
２
ＣＯ
３
、Ｋ
２
ＣＯ
３
、ＬｉＦとＢｅＦ
２
の混合物、ＬｉＦとＮａＦとＫＦの混合物、およびＬｉＦとＢｅＦ
２
とＴｈＦ
４
とＵＦ
４
の混合物からなる群から選択される溶融塩を含む溶液である、請求項４に記載の蒸気タービンプラント。
【請求項６】
前記コア－シェル型のマイクロカプセルは、金属合金からなるコアと、前記コアの表面上に設けられたＡｌ
２
Ｏ
３
からなるシェルとから構成される、請求項３に記載の蒸気タービンプラント。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸気タービンプラントに関するものである。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
来るべき脱炭素社会のため、再生可能エネルギーの導入が進んでいる。また、化石燃料を用いた火力発電のＣＯ
２
排出が懸案となっている。電力需給は一刻一刻変化するため、従来は火力が担ってきた電力の調整機能を果たす観点から、蓄熱発電が注目されている。蓄熱発電では、再生可能エネルギーによる余剰電力が発生した時に電力を蓄え、電力需要が高くなる時に蓄えた電力を供給することができる。蓄熱発電は蓄電池や水素よりも低コスト化を図ることができるという利点がある。
【０００３】
蓄熱発電に利用する蓄熱方法としては、溶融塩を用いた蓄熱法、流動床を用いた蓄熱法が提唱されている。特許文献１（特開２０２２－１３９９４５号公報）は、溶融塩である熱媒体を加熱して供給する高温熱媒体供給部と、高温熱媒体供給部から供給された高温の熱媒体を貯留する高温蓄熱槽および高温の熱媒体が冷却された後の低温の熱媒体を貯留する低温蓄熱槽を有する蓄熱部と、熱媒体と蒸気との熱交換により負荷部に供給される高圧の蒸気と低温の熱媒体とを発生させる蒸気発生部と、所定流量の熱媒体を循環させる循環手段とを備えた蓄熱結合蒸気発生システムを開示する。また、非特許文献１（石川温士、外４名、「固定層蓄熱システムの評価技術の開発」、ＩＨＩ技報、株式会社ＩＨＩ、２０２３年、第６２巻、第２号、ｐ．１６）は、流動床で蓄熱を行う固定層蓄熱システムを開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２２－１３９９４５号公報
【非特許文献】
【０００５】
石川温士、外４名、「固定層蓄熱システムの評価技術の開発」、ＩＨＩ技報、株式会社ＩＨＩ、２０２３年、第６２巻、第２号、ｐ．１６～２４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
流動床を用いた蓄熱法は８００℃以上の高温蓄熱が可能という利点を有するものの、蓄熱材の流動のために気体を流入させる必要があり、そのための動力が必要となる。また、放熱時に、被加熱物が液体の場合、被加熱物（液体）、蓄熱材（固体）、および流動のための気体の３成分系となり、流動床の構造が複雑となり、高コストとなる懸念があった。
【０００７】
また、溶融塩を用いた蓄熱法では、熱媒の温度が６００℃近辺もしくは６００℃以上になると溶融塩によって溶融塩を収容するタンクが腐食する可能性があり、安全性の面から問題があった。
【０００８】
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、流動床と溶融塩を用いて蓄熱した熱を利用することにより、安全で低コスト発電が可能な蒸気タービンプラントを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明の蒸気タービンプラントは、
蓄熱および放熱することが可能な溶融塩蓄熱タンクと、
前記溶融塩蓄熱タンクに蓄熱された熱により、水を加熱して水蒸気とする蒸気発生器と、
前記水蒸気を過熱して過熱水蒸気とする流動床と、
前記過熱水蒸気により動力を発生する蒸気タービンと、
前記動力を電力に変換する発電機と、
を有する。
なお、蒸気発生器における「水蒸気」には、超臨界状態の水が含まれる。
流動床における「過熱水蒸気」は、超臨界状態であっても超臨界で無い蒸気でもよい。
【００１０】
この発明の蒸気タービンプラントによれば、蒸気発生器により水を加熱して水蒸気とするため、溶融塩蓄熱タンクを６００℃未満の温度として溶融塩により溶融塩を収容するタンクが腐食されることを防ぎ安全性を高めることができる。また、流動床では、被加熱物である水蒸気により流動を行うと共に水蒸気に熱を付加することにより過熱して過熱水蒸気とするため、流動床の構造を単純化してコストを低減することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許