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公開番号2025075632
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-15
出願番号2023186935
出願日2023-10-31
発明の名称発電プラント及び発電プラントの運転方法
出願人三菱重工業株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類F01K 7/22 20060101AFI20250508BHJP(機械または機関一般;機関設備一般;蒸気機関)
要約【課題】発電プラント全体のエネルギ効率を向上させることを目的とする。
【解決手段】高圧タービン111Aと、火炉11と、燃焼ガスと熱交換することで高圧タービン111Aへ供給する蒸気を過熱する過熱器102と、火炉11で生成された燃焼ガスと熱交換することで高圧タービン111Aから排出された蒸気を過熱する再熱器103と、を有するボイラ10と、再熱器103で過熱された蒸気が供給され、供給される蒸気によって回転する中低圧タービン111Bと、中低圧タービン111Bから排出された蒸気が供給され、供給された蒸気を凝縮させる復水器112と、高圧タービン111Aから排出された蒸気と中低圧タービン111Bから排出された蒸気とを混合する蒸気ヘッダ54と、蒸気ヘッダ54と再熱器103とを接続し、蒸気ヘッダ54で混合された蒸気を再熱器103へ導く混合蒸気ラインL15と、を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
供給される蒸気によって回転する第１蒸気タービンと、
燃焼ガスを生成する火炉と、前記火炉で生成された燃焼ガスと熱交換することで前記第１蒸気タービンへ供給する蒸気を過熱する過熱器と、前記火炉で生成された燃焼ガスと熱交換することで前記第１蒸気タービンから排出された蒸気を過熱する再熱器と、を有するボイラと、
前記再熱器で過熱された蒸気が供給され、供給される蒸気によって回転する第２蒸気タービンと、
前記第１蒸気タービン及び前記第２蒸気タービンの回転駆動力によって発電する発電機と、
前記第２蒸気タービンから排出された蒸気が供給され、供給された蒸気を凝縮させる復水器と、
前記第１蒸気タービンから排出された蒸気と前記第２蒸気タービンから排出された蒸気とを混合する混合部と、
前記混合部と前記再熱器とを接続し、前記混合部で混合された蒸気を前記再熱器へ導く混合蒸気ラインと、を備える発電プラント。
続きを表示（約 960 文字）【請求項２】
前記混合部へ導かれる前記第１蒸気タービンから排出された蒸気と、前記混合部へ導かれる前記第２蒸気タービンから排出された蒸気と、を熱交換する熱交換部を備える請求項１に記載の発電プラント。
【請求項３】
前記混合部へ導かれる前記第１蒸気タービンから排出された蒸気によって、前記混合部へ導かれる前記第２蒸気タービンから排出された蒸気を昇圧する昇圧部を備える請求項１に記載の発電プラント。
【請求項４】
前記昇圧部は、前記第１蒸気タービンから排出された蒸気の流れを受けて回転する第１タービンと、回転することで前記第２蒸気タービンから排出された蒸気を昇圧する第２タービンと、前記第１タービンと前記第２タービンとを連結する回転軸と、前記回転軸に設けられる前記第２タービンの回転数を変速する変速機と、を有する請求項３に記載の発電プラント。
【請求項５】
前記第２蒸気タービンと前記復水器とを接続する蒸気ラインを備え、
前記蒸気ラインには、前記蒸気ラインを流通する蒸気の流量を調節する流量調節弁が設けられている請求項１に記載の発電プラント。
【請求項６】
発電プラントの運転方法であって、
前記発電プラントは、
供給される蒸気によって回転する第１蒸気タービンと、
燃焼ガスを生成する火炉と、前記火炉で生成された燃焼ガスと熱交換することで前記第１蒸気タービンへ供給する蒸気を過熱する過熱器と、前記火炉で生成された燃焼ガスと熱交換することで前記第１蒸気タービンから排出された蒸気を過熱する再熱器と、を有するボイラと、
前記再熱器で過熱された蒸気が供給され、供給される蒸気によって回転する第２蒸気タービンと、
前記第１蒸気タービン及び前記第２蒸気タービンの回転駆動力によって発電する発電機と、
前記第２蒸気タービンから排出された蒸気が供給され、供給された蒸気を凝縮させる復水器と、を備え、
前記第１蒸気タービンから排出された蒸気と前記第２蒸気タービンから排出された蒸気とを混合する混合工程と、
前記混合工程で混合された蒸気を前記再熱器へ導く導入工程と、を備える発電プラントの運転方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、発電プラント及び発電プラントの運転方法に関するものである。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
発電用ボイラなどの大型のボイラは、中空形状をなして鉛直方向に設置される火炉を有し、この火炉壁に複数のバーナが火炉の周方向に沿って配設されている。また、大型のボイラは、火炉の鉛直方向上方に煙道が連結されており、この煙道に蒸気を生成するための熱交換器が配置されている。そして、バーナが火炉内に燃料と空気（酸化性ガス）との混合気を噴射することで火炎が形成され、燃焼ガスが生成されて煙道に流れる。燃焼ガスが流れる領域に熱交換器が設置され、熱交換器を構成する伝熱管内を流れる水や蒸気を加熱して過熱蒸気が生成される。このようなボイラを備える発電プラントとして、例えば特許文献１の設備が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２０－１０６０１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載されているような、ボイラを備える発電プラントでは、ボイラで生成した過熱蒸気を蒸気タービンへ供給し、蒸気タービンを回転駆動することで発電を行う。また、蒸気タービンで仕事を終えた蒸気は、蒸気タービンから排出されて復水器へ導かれ、復水器にて冷却され凝縮する。このとき、復水器では蒸気の排熱が捨てられていることから、発電プラント全体のエネルギ効率が低減していた。
【０００５】
本開示は、このような事情に鑑みてなされたものであって、発電プラント全体のエネルギ効率を向上させることができる発電プラント及び発電プラントの運転方法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】
【０００６】
上記課題を解決するために、本開示の発電プラント及び発電プラントの運転方法は以下の手段を採用する。
本開示の一態様に係る発電プラントは、供給される蒸気によって回転する第１蒸気タービンと、燃焼ガスを生成する火炉と、前記火炉で生成された燃焼ガスと熱交換することで前記第１蒸気タービンへ供給する蒸気を過熱する過熱器と、前記火炉で生成された燃焼ガスと熱交換することで前記第１蒸気タービンから排出された蒸気を過熱する再熱器と、を有するボイラと、前記再熱器で過熱された蒸気が供給され、供給される蒸気によって回転する第２蒸気タービンと、前記第１蒸気タービン及び前記第２蒸気タービンの回転駆動力によって発電する発電機と、前記第２蒸気タービンから排出された蒸気が供給され、供給された蒸気を凝縮させる復水器と、前記第１蒸気タービンから排出された蒸気と前記第２蒸気タービンから排出された蒸気とを混合する混合部と、前記混合部と前記再熱器とを接続し、前記混合部で混合された蒸気を前記再熱器へ導く混合蒸気ラインと、を備える。
【０００７】
また、本開示の一態様に係る発電プラントの運転方法は、前記発電プラントは、供給される蒸気によって回転する第１蒸気タービンと、燃焼ガスを生成する火炉と、前記火炉で生成された燃焼ガスと熱交換することで前記第１蒸気タービンへ供給する蒸気を過熱する過熱器と、前記火炉で生成された燃焼ガスと熱交換することで前記第１蒸気タービンから排出された蒸気を過熱する再熱器と、を有するボイラと、前記再熱器で過熱された蒸気が供給され、供給される蒸気によって回転する第２蒸気タービンと、前記第１蒸気タービン及び前記第２蒸気タービンの回転駆動力によって発電する発電機と、前記第２蒸気タービンから排出された蒸気が供給され、供給された蒸気を凝縮させる復水器と、を備え、前記第１蒸気タービンから排出された蒸気と前記第２蒸気タービンから排出された蒸気とを混合する混合工程と、前記混合工程で混合された蒸気を前記再熱器へ導く導入工程と、を備える。
【発明の効果】
【０００８】
本開示によれば、発電プラント全体のエネルギ効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本開示の実施形態に係る発電プラントを示す概略構成図である。
本開示の実施形態に係るボイラシステムを示す概略構成図である。
本開示の実施形態に係る発電プラントの通常運転及び再循環運転時における発電機出力等を示すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本開示に係る発電プラント及び発電プラントの運転方法の一実施形態について、図面を参照して説明する。なお、この実施形態により本開示が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせて構成するものも含むものである。以降の説明で、上や上方とは鉛直方向上側を示し、下や下方とは鉛直方向下側を示すものであり、鉛直方向は厳密ではなく誤差を含むものである。
（【００１１】以降は省略されています）

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