JP2018189074A - Power generator - Google Patents
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Abstract
【課題】脱気器からの大気放出していた蒸気をドレン化させて貯水し、貯水されたドレンの位置エネルギーを利用して発電し所内電力を補う装置を提供する。【解決手段】脱気器1は、タービンからの抽気蒸気により、復水を飽和温度まで加熱して復水の溶存ガスを除去する。この際、脱気器から放出管2に大気放出された蒸気を冷却器3に流入させる。冷却器に流入した蒸気を凝縮し発生したドレンをドレン貯水槽5に貯水する。放出管において発生したドレンは、ドレン排水管7を通ってドレン貯水槽に貯水する。ドレン貯水槽に貯水されたドレンを、このドレン貯水槽よりも低所に設置した水車発電機6に向けて落下させ、位置エネルギーの変化を利用して発電する。【選択図】図1Disclosed is an apparatus for draining and storing steam discharged from the deaerator into the atmosphere and generating electric power using the potential energy of the stored drain to supplement the power in the station. A deaerator (1) heats condensate to a saturation temperature by using extracted steam from a turbine to remove dissolved gas from the condensate. At this time, the steam discharged from the deaerator to the discharge pipe 2 is caused to flow into the cooler 3. The drain generated by condensing the steam flowing into the cooler is stored in the drain storage tank 5. The drain generated in the discharge pipe passes through the drain drain pipe 7 and is stored in the drain water tank. The drain stored in the drain water tank is dropped toward the water turbine generator 6 installed at a lower position than the drain water tank, and electric power is generated using the change in potential energy. [Selection] Figure 1
Description
この発明は、火力発電設備において、脱気器からの大気放出蒸気をドレン化させ、位置エネルギーの変化を利用して発電することにより、所内用電力を補う発電装置に関するものである。 The present invention relates to a power generation apparatus that supplements in-house electric power by draining atmospheric release steam from a deaerator and generating electric power by using a change in potential energy in a thermal power generation facility.
従来の火力発電設備におけるマイクロ水車を駆動して発電する装置においては、脱気器大気放出系統とは系統が異なる復水器冷却水排水や放水口、復水管に水車を設置して発電しており、脱気器からの大気放出蒸気は再利用していない(例えば、特許文献1〜5参照)。 In an apparatus that generates power by driving a micro-turbine in a conventional thermal power generation facility, a turbine is installed in the condenser cooling water drainage, discharge outlet, and condenser pipe, which is different from the deaerator atmospheric discharge system. In addition, the air released from the deaerator is not reused (for example, see Patent Documents 1 to 5).
従来の火力発電設備および火力発電所にマイクロ発電設備を備えた装置においては脱気器からの大気放出蒸気はそのまま大気へ放出されており、発電に利用されていなかった。 In a conventional thermal power generation facility and a device having a micro power generation facility in a thermal power plant, the air released from the deaerator is directly released into the atmosphere and is not used for power generation.
この発明は上記のような課題を解決するためになされたものであり、冷却器を設置することで大気放出していた蒸気を冷却してドレン化させて貯水し、この貯水されたドレンの位置エネルギーを利用して発電することにより、所内電力を補う装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and by installing a cooler, the steam released into the atmosphere is cooled and drained to store water, and the position of the stored drain An object of the present invention is to provide a device that supplements in-house power by generating power using energy.
この発明に係る発電装置は、
タービンが排気する蒸気を冷却して水に戻す復水器で生成した復水に含まれる溶存ガスおよび前記蒸気を脱気する脱気器と、
この脱気器で脱気された前記溶存ガスおよび前記蒸気を前記脱気器の外部へ放出させるための放出管と、
この放出管の一の出口に接続され、前記蒸気を凝縮するため前記溶存ガスおよび前記蒸気を冷却する冷却器と、
前記放出管の他の出口および前記冷却器の出口に接続され、前記蒸気が凝縮することにより発生したドレンを排水するドレン排水管と、
前記ドレン排水管を介して排水されたドレンを貯槽する貯槽タンクと、
この貯槽タンクに接続され、当該貯槽タンクに貯槽されたドレンを前記貯槽タンクから排水する貯槽ドレン排水管と、
前記貯槽タンクに対し落差を有して前記貯槽ドレン排水管に設置されるとともに、前記貯槽ドレン排水管に排水されたドレンにより水車を回転させて発電する水車発電機と、
を備えたものである。
The power generator according to this invention is
A degasser for degassing the dissolved gas contained in the condensate generated by the condenser that cools the steam exhausted by the turbine and returns it to the water;
A discharge pipe for discharging the dissolved gas and the vapor degassed by the deaerator to the outside of the deaerator;
A cooler connected to one outlet of the discharge pipe for cooling the dissolved gas and the vapor to condense the vapor;
A drain drain pipe connected to the other outlet of the discharge pipe and the outlet of the cooler, and draining the drain generated by the condensation of the vapor;
A storage tank for storing drainage drained through the drain drainpipe;
A storage tank drain pipe connected to the storage tank and draining the drain stored in the storage tank from the storage tank;
A turbine generator that has a drop with respect to the storage tank and is installed in the storage drain drain pipe, and generates electricity by rotating a turbine with the drain drained into the storage drain drain pipe;
It is equipped with.
本発明によれば、火力発電所が運転している間、脱気器では常時復水の脱気が必要であり、放出蒸気は一定量継続して放出される。そのため、ドレン貯水槽には継続してドレンが貯水されるため、これを利用することにより、発電機により安定して発電することができる。また、本発明では、放出管に空気冷却器とドレン管を接続し、これらを介してドレン貯水槽と水車発電機を設置する装置構成が可能であるため、装置の設置が容易である。 According to the present invention, while the thermal power plant is in operation, the deaerator always requires deaeration of the condensate, and the discharged steam is continuously released by a certain amount. Therefore, since the drain is continuously stored in the drain water tank, by using this, it is possible to generate power stably by the generator. Moreover, in this invention, since the apparatus structure which connects an air cooler and a drain pipe to a discharge pipe and installs a drain water tank and a water turbine generator through these is possible, installation of an apparatus is easy.
実施の形態1.
以下にこの発明の実態の形態1を図1に基づいて説明する。
図1において、本実施の形態の発電装置100は、タービンからの抽気蒸気を抽気蒸気配管8により(脱気器1に)供給するとともに、復水器で生成された復水を復水配管9を介して(脱気器1に)流入させ、この流入した復水をタービンから供給した抽気蒸気により飽和温度まで加熱することで、蒸気および復水に含まれる溶存ガスを脱気する脱気器1と、この脱気器1で除去された溶存ガスおよび蒸気を内部に取り込み、空気で冷却する空気冷却器3(図中の空気冷却器3の右方に記載した矢印は、空気冷却器3への空気の出入りを示す)の出口および放出管2の他の出口に接続され、放出管2を流れる間に蒸気が冷えて生成されるドレンを回収するとともに、上記空気冷却器3で蒸気が冷却されることにより発生したドレンを回収して排水するドレン排水管4と、このドレン排水管4を介して、排水されたドレンを貯水するドレン貯水槽5と、このドレン貯水槽5に接続され、貯水されたドレンを、例えば排水溝に、排水する貯水ドレン排水管7と、上記ドレン貯水槽5と高低差を持たせて(落差を有して)貯水ドレン排水管7の下方に設置した水車発電機6により、貯水ドレンの位置エネルギーの変化を利用して発電を行うものである。なお、ここで用いられる水車発電機6としては、数kW程度の出力を有するマイクロ水車発電機を想定している。
Embodiment 1 FIG.
Hereinafter, Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIG.
In FIG. 1, the
以下に示す条件を想定して見積もった結果、水車発電機6の発電量として5kW程度が見込まれることがわかった。この発電量は、照明用電源や運転員の休憩室の電力供給用として、十分活用できる量であり、本発明による発電装置は実現可能なものであると考えられる。
As a result of estimation under the following conditions, it was found that the power generation amount of the
<計算条件および記号の定義>
ここでは、タービンを備える火力発電所としては、出力600MW級のものを想定し、以下の記号を用いて見積もりを行うとともに、以下に示す条件を仮定して、発電量を具体的に見積もることとする。
Qm:蒸気吹出量(計算して求める。単位はkg/h)、
K:蒸気の吹出係数(0.80とする)、
C:蒸気の性質による係数(1MPa、飽和温度の条件下において、0.985とする
)、
A:配管面積(125A配管を仮定し、12266mm2とする)、
P:脱気器内の圧力(1MPaを仮定)、
Qv:ドレン量(計算して求める。単位はm3/h)、
q:ドレン密度(1000kg/m3とする)、
L1:脱気器および放出管での損失(0.1とする)、
L2:冷却器での損失(0.1とする)、
W:発電量(見積もる値。単位はkW)、
H:ドレン貯水槽と水車発電機との高低差(50mとする)、
η:発電効率(0.8とする)。
<Definition of calculation conditions and symbols>
Here, a thermal power plant equipped with a turbine is assumed to have an output of 600 MW class, and the following symbols are used for estimation, and the power generation amount is specifically estimated by assuming the following conditions. To do.
Qm: Steam discharge amount (calculated and calculated. The unit is kg / h),
K: Steam blowing coefficient (0.80),
C: coefficient depending on the nature of the vapor (1 MPa, 0.985 under the saturation temperature condition),
A: Piping area (assuming 125A piping and 12266 mm 2 ),
P: pressure in the deaerator (assuming 1 MPa),
Qv: drain amount (calculated and calculated, unit is m 3 / h),
q: drain density (1000 kg / m 3 ),
L 1 : loss in deaerator and discharge pipe (assumed to be 0.1),
L 2 : Loss in the cooler (assumed to be 0.1),
W: power generation (estimated value, unit is kW),
H: Height difference between the drain water tank and the water turbine generator (50m),
η: power generation efficiency (assuming 0.8).
<計算結果>
脱気器1から放出される蒸気吹出量Qmは、JISB8226の蒸気吹出量の式より、上記の記号K、C、A、P、L1、及びこれらの上記に示した値を用いて、以下のように
求まる。
Qm=5.25KCA(P+0.1)×(1− L1)≒50×103(kg/h)
また、ドレン貯水槽5に貯水されるドレン量Qvは、上記Qmの値、記号q、L2を用い
て、
Qv=(Qm/q)×(1− L2)=45(m3/h)
と計算される。
<Calculation result>
The steam blowing amount Qm released from the deaerator 1 is expressed as follows using the above symbols K, C, A, P, L 1 and the values shown above from the steam blowing amount formula of JISB8226. It is obtained like this.
Qm = 5.25 KCA (P + 0.1) × (1−L 1 ) ≈50 × 10 3 (kg / h)
Further, the drain amount Qv stored in the
Qv = (Qm / q) × (1-L 2 ) = 45 (m 3 / h)
Is calculated.
<見積った発電量>
以上により、水車発電機6における発電量Wは、上記のQvの値、上記の記号H、η、及びこれらの上記に示した値を用いて、
W=9.8×H×Qv×η/3600≒5(kW)
と求められる。
<Estimated power generation>
From the above, the power generation amount W in the
W = 9.8 × H × Qv × η / 3600≈5 (kW)
Is required.
次に動作について説明する。
図1において、脱気器1は、タービンから、抽気蒸気配管8により供給した抽気蒸気により、復水を飽和温度まで加熱して復水の溶存ガスを除去する。この際に、脱気器1から放出管2に大気放出された蒸気を空気冷却器3に流入させる。空気冷却器3に流入した蒸気は凝縮して、発生したドレンをドレン排水管4を介してドレン貯水槽5に貯水する。放出管2において発生したドレンはドレン排水管4を通ってドレン貯水槽5に貯水される。ドレン貯水槽5に貯水されたドレンを落下させ、ドレンの位置エネルギーの差を利用して(ドレン貯水槽と水車発電機の位置の高低差を利用して)、水車発電機6の水車を回転させて発電する。なお、脱気器1からボイラへの給水は給水配管10により行う。また、貯水ドレンは排水溝などを介して外部に排出される。図中の矢印(空気を除く)は、該当する管を流れる各流体の主な流れ方向を示す(図1参照)。
Next, the operation will be described.
In FIG. 1, the deaerator 1 removes dissolved gas from the condensate by heating the condensate to a saturation temperature by the extraction steam supplied from the turbine through the
実施の形態2.
上記実施の形態1では、脱気器1からの放出蒸気を用いて発電する場合について述べた。
本実施の形態2では、図2に示すように、放出管弁13および大気放出管弁12、大気放出管11を設け(ここでの例は、いずれの弁も二方弁の場合)、目的とする発電量に応じ、これらの弁の開閉量を適宜に調節することで、脱気器1からの放出蒸気を大気放出管11側へ放出する分と空気冷却器3側へ流入させる分とを案分することにより、ドレン生成量を調節し目的とする発電量に設定可能な発電装置200とすることができる。この図においても、図中の矢印(空気を除く)は、上記と同様、該当する管を流れる各流体の主な流れ方向を示す。
In the first embodiment, the case where power generation is performed using the vapor discharged from the deaerator 1 has been described.
In the second embodiment, as shown in FIG. 2, a
実施の形態2の発電装置200としては、上記ではドレン発生量を調節するために用いる弁として、放出管弁13および大気放出管弁12を用いる例を示したが、これに限らず、図3に示したように、いずれも三方弁方式の弁である、ドレン排水管4に設けたドレン排水管弁14、あるいは、貯水ドレン排水管7に設けた貯水ドレン排水管弁15のうち、少なくとも1つの弁を用いて、該当する弁の開閉量を調節することにより、ドレン生成量を調節して目的とする発電量を設定することも可能である。なお、この図においても、図中の矢印(空気を除く)は、上記と同様、該当する管を流れる各流体の主な流れ方向を示し、これらの三方弁方式の弁を用いた場合には、各弁の開閉量の大小により、発電に用いられない残余のドレンは、下方に設置した排水溝に捨てることになる。
As the
実施の形態2の発電装置200としては、さらに、上記の大気放出管弁12、放出管弁13、ドレン排水管弁14、貯水ドレン排水管弁15のうちのいずれか1つ、または、これらから適宜に選択した2つ以上の弁を用いて(ただし、以前の段落で説明したケースは除く)、ドレン生成量を調節して目的とする発電量を設定することも可能である。
The
実施の形態3.
上記実施の形態1では、脱気器1からの放出蒸気を、空気冷却器3を用いてドレンを生成させ、このドレンを用いて発電する場合について述べた。
本実施の形態3では、図4に示すように、冷却器として、空気冷却器3を用いる代わりに、復水配管9aから流入する復水を冷却水として用いる水冷却器16とし、これを用いることで、実施の形態1と同様に、脱気器1からの放出蒸気を冷却させてドレンを発生させて、水車発電機6において発電する発電装置300とすることができる。なお、図中の矢印は、該当する管を流れる各流体の主な流れ方向を示す。
In the first embodiment, the case where the steam discharged from the deaerator 1 is drained using the
In the third embodiment, as shown in FIG. 4, instead of using the
また、この水冷却器16に入った復水は、水冷却器16で暖められた後、復水配管9bを介して脱気器1に流入するので、ボイラに供給する給水温度を上げることができる。また、抽気蒸気配管8を介して脱気器1に流入する抽気蒸気量を減少させることができるため、タービンを含む火力発電プラント全体としての熱効率は上昇傾向となる。
Further, the condensate that has entered the
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変更、省略することができる。例えば、水車発電機としては、出力が数kW程度のマイクロ水車発電機を想定して、具体的な発電量を見積もったが、これに限らず、火力発電所の出力の大きさに比例した発電量をもつ水車発電機を同様に設定することが可能である。 It should be noted that the present invention can be freely combined with each other within the scope of the invention, and each embodiment can be appropriately changed or omitted. For example, as a water turbine generator, a specific amount of power generation was estimated assuming a micro water turbine generator with an output of about several kW. However, the present invention is not limited to this, and power generation proportional to the output of a thermal power plant is possible. It is possible to set up a turbine generator with quantity in the same way.
また、ドレン生成量を調節するための開閉弁を用いる場合の冷却器としては、空気冷却器を備えた発電装置の場合を例に説明したが、これに限らず、実施の形態3で説明した、復水配管9から流入する復水を冷却水として用いる水冷却器16を備えた発電装置についても、同様に適用することが可能である。
Moreover, as a cooler in the case of using an on-off valve for adjusting the amount of drain generation, the case of a power generation device provided with an air cooler has been described as an example, but not limited to this, it has been described in the third embodiment. The same applies to a power generation apparatus including a
1 脱気器、2 放出管、3 空気冷却器、4 ドレン排水管、5 ドレン貯水槽、6
水車発電機、7 貯水ドレン排水管、8 抽気蒸気配管、9 復水配管、9a 復水配管(水冷却器入口側)、9b 復水配管(水冷却器出口側)、10 給水配管、11 大気放出管、12 大気放出管弁、13 放出管弁、14 ドレン排水管弁、15 貯水ドレン排水管弁、16 水冷却器、100、200、300 発電装置
1 Deaerator, 2 Release pipe, 3 Air cooler, 4 Drain drain pipe, 5 Drain water tank, 6
Water turbine generator, 7 Drain drain pipe, 8 Extraction steam pipe, 9 Condensate pipe, 9a Condensate pipe (water cooler inlet side), 9b Condensate pipe (water cooler outlet side), 10 Water supply pipe, 11 Air Release pipe, 12 Atmospheric release pipe valve, 13 Release pipe valve, 14 Drain drain pipe valve, 15 Reservoir drain drain pipe valve, 16 Water cooler, 100, 200, 300
Claims (5)
この脱気器で脱気された前記溶存ガスおよび前記蒸気を前記脱気器の外部へ放出させるための放出管と、
この放出管の一の出口に接続され、前記蒸気を凝縮するため前記溶存ガスおよび前記蒸気を冷却する冷却器と、
前記放出管の他の出口および前記冷却器の出口に接続され、前記蒸気が凝縮することにより発生したドレンを排水するドレン排水管と、
前記ドレン排水管を介して排水されたドレンを貯槽する貯槽タンクと、
この貯槽タンクに接続され、当該貯槽タンクに貯槽されたドレンを前記貯槽タンクから排水する貯槽ドレン排水管と、
前記貯槽タンクに対し落差を有して前記貯槽ドレン排水管に設置されるとともに、前記貯槽ドレン排水管に排水されたドレンにより水車を回転させて発電する水車発電機と、
を備えた発電装置。 A degasser for degassing the dissolved gas contained in the condensate generated by the condenser that cools the steam exhausted by the turbine and returns it to the water;
A discharge pipe for discharging the dissolved gas and the vapor degassed by the deaerator to the outside of the deaerator;
A cooler connected to one outlet of the discharge pipe for cooling the dissolved gas and the vapor to condense the vapor;
A drain drain pipe connected to the other outlet of the discharge pipe and the outlet of the cooler, and draining the drain generated by the condensation of the vapor;
A storage tank for storing drainage drained through the drain drainpipe;
A storage tank drain pipe connected to the storage tank and draining the drain stored in the storage tank from the storage tank;
A turbine generator that has a drop with respect to the storage tank and is installed in the storage drain drain pipe, and generates electricity by rotating a turbine with the drain drained into the storage drain drain pipe;
A power generator with
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2017095159A JP2018189074A (en) | 2017-05-12 | 2017-05-12 | Power generator |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2017095159A JP2018189074A (en) | 2017-05-12 | 2017-05-12 | Power generator |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102119537B1 (en) * | 2019-07-23 | 2020-06-08 | (주)세원센추리 | Air conditioner with power generation means |
| CN111502896A (en) * | 2020-05-12 | 2020-08-07 | 西安热工研究院有限公司 | Open type circulating system with energy recovery function |
| CN113035398A (en) * | 2021-03-05 | 2021-06-25 | 哈尔滨工程大学 | Efficient passive containment cooling system adopting transmission device |
| CN114046495A (en) * | 2021-11-16 | 2022-02-15 | 国网青海省电力公司 | Auxiliary steam source device for flexible modification of thermal power generating unit |
-
2017
- 2017-05-12 JP JP2017095159A patent/JP2018189074A/en active Pending
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