JP7527066B1 - Power Generation System - Google Patents
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Abstract
【課題】燃料を用いることなく発電機で発電することの可能な発電システムを提供する。【解決手段】圧縮空気を吐出する圧縮機11と、圧縮空気の熱を水へ伝達して水蒸気を発生させる熱交換器12と、水蒸気の熱エネルギを回転エネルギに変換するタービン15と、タービン15の回転エネルギを電気エネルギに変換する発電機17と、を備えた発電システム10を構成した。【選択図】図1[Problem] To provide a power generation system capable of generating electricity without using fuel. [Solution] A power generation system 10 is configured that includes a compressor 11 that discharges compressed air, a heat exchanger 12 that transfers heat from the compressed air to water to generate steam, a turbine 15 that converts the thermal energy of the steam into rotational energy, and a generator 17 that converts the rotational energy of the turbine 15 into electrical energy. [Selected Figure] Figure 1
Description
本開示は、タービンに接続された発電機で発電する発電システムに関する。 This disclosure relates to a power generation system that generates electricity using a generator connected to a turbine.
タービンを回転させて、タービンに接続された発電機で発電する発電システムの一例が、特許文献1に記載されている。特許文献1に記載された発電システムでは、水蒸気ボイラで燃料を燃焼させて発生した蒸気が、蒸気タービンに至り発電機を回転して発電する。蒸気タービン内で膨脹した蒸気は、復水器で凝縮して復水となり、復水ポンプで昇圧されたのち、給水加熱器で加熱される。この加熱源は、蒸気タービンから抽気した蒸気が使用される。 One example of a power generation system that rotates a turbine to generate electricity using a generator connected to the turbine is described in Patent Document 1. In the power generation system described in Patent Document 1, steam generated by burning fuel in a steam boiler reaches a steam turbine, which rotates a generator to generate electricity. The steam expanded in the steam turbine is condensed in a condenser to become condensate, which is pressurized by a condensate pump and then heated by a feedwater heater. Steam extracted from the steam turbine is used as the heat source.
本願発明者は、特許文献1に記載されている発電システムでは、水蒸気ボイラで燃料を燃焼させる必要がある、という課題を認識した。 The inventors of the present application recognized that the power generation system described in Patent Document 1 has a problem in that it is necessary to combust fuel in a steam boiler.
本開示の目的は、燃料を用いることなく発電機で発電することの可能な発電システムを提供することにある。 The objective of this disclosure is to provide a power generation system that can generate electricity using a generator without using fuel.
本実施形態は、圧縮空気を吐出する圧縮機と、前記圧縮空気の熱を水へ伝達して水蒸気を発生させる第1熱交換器と、水蒸気の熱エネルギを回転エネルギに変換する第1タービンと、前記第1タービンの回転エネルギを電気エネルギに変換する第1発電機と、を備えた発電システムを構成した。 In this embodiment, a power generation system is configured that includes a compressor that discharges compressed air, a first heat exchanger that transfers heat from the compressed air to water to generate steam, a first turbine that converts the thermal energy of the steam into rotational energy, and a first generator that converts the rotational energy of the first turbine into electrical energy.
本実施形態の発電システムによれば、燃料を用いることなく発電機で発電することが可能である。 The power generation system of this embodiment makes it possible to generate electricity using a generator without using fuel.
(概要)
本実施形態で開示されている発電システムは、発電機と、発電機に接続されたタービンと、を有し、タービンを回転させる流体の生成過程で燃料を用いていない。以下、発電システムに含まれるいくつかの実施形態を図面に基づいて説明する。発電システムのいくつかの実施形態を説明するための各図において、同一構成には同一の符号を付し、繰り返しの説明は省略する。
(overview)
The power generation system disclosed in this embodiment includes a generator and a turbine connected to the generator, and does not use fuel in the process of generating a fluid that rotates the turbine. Hereinafter, several embodiments included in the power generation system will be described with reference to the drawings. In each drawing for describing several embodiments of the power generation system, the same components are given the same reference numerals, and repeated description will be omitted.
(第1実施形態)
発電システムの第1実施形態は、図1に示されている。発電システム10は、圧縮機11、熱交換器12,13,14、タービン15,16、発電機17,18、貯水ピット19、膨張ピット20、ポンプ21,22,23、ファン24、等の装置及び機器を有する。図1に示す発電システム10は概念図であり、発電システム10を構成する各装置同士の位置関係は、図1に示すものに限定されない。例えば、タービン15,16は、重力の作用方向で貯水ピット19より上に配置される。圧縮機11は、2つの吸い込み口25,26と、1つの吐出口27とを有する空気機械である。また、圧縮機11は、電動モータにより駆動される。電動モータは、電力が供給されて回転する原動機である。圧縮機11は、2つの吸い込み口25,26の少なくとも一方から吸い込んだ空気を加圧して、吐出口27から圧縮空気を吐出する。吐出口27は、通路29へ接続されている。
First Embodiment
A first embodiment of the power generation system is shown in FIG. 1. The power generation system 10 includes devices and equipment such as a compressor 11, heat exchangers 12, 13, 14, turbines 15, 16, generators 17, 18, a water storage pit 19, an expansion pit 20, pumps 21, 22, 23, and a fan 24. The power generation system 10 shown in FIG. 1 is a conceptual diagram, and the positional relationship between the devices constituting the power generation system 10 is not limited to that shown in FIG. 1. For example, the turbines 15, 16 are disposed above the water storage pit 19 in the direction of gravity. The compressor 11 is an air machine having two suction ports 25, 26 and one discharge port 27. The compressor 11 is driven by an electric motor. The electric motor is a prime mover that is rotated by the supply of electric power. The compressor 11 pressurizes air sucked from at least one of the two suction ports 25, 26, and discharges the compressed air from the discharge port 27. The outlet 27 is connected to a passage 29 .
熱交換器12は、2つの入口30,31及び2つの出口32,33を有する。入口30は出口33へつながり、入口31は出口32へつながっている。入口30は通路29へ接続され、入口31は通路34へ接続されている。出口32は通路35へ接続され、出口33は通路36へ接続されている。熱交換器12は、圧縮機11から入口30へ送られた圧縮空気の熱を、入口31から供給される水へ伝達させることにより、水蒸気(気体)を発生させる機能を有する。生成された水蒸気は、出口32から通路35へ送られる。熱伝達により温度が低下した圧縮空気は、出口33から通路36へ送られる。 The heat exchanger 12 has two inlets 30, 31 and two outlets 32, 33. The inlet 30 is connected to the outlet 33, and the inlet 31 is connected to the outlet 32. The inlet 30 is connected to the passage 29, and the inlet 31 is connected to the passage 34. The outlet 32 is connected to the passage 35, and the outlet 33 is connected to the passage 36. The heat exchanger 12 has a function of generating water vapor (gas) by transferring heat of the compressed air sent from the compressor 11 to the inlet 30 to water supplied from the inlet 31. The generated water vapor is sent from the outlet 32 to the passage 35. The compressed air whose temperature has been reduced by heat transfer is sent from the outlet 33 to the passage 36.
タービン15は、蒸気タービンであり、タービン15は、固定羽根を有する回転軸、入口37及び出口38を有する。入口37は通路35へ接続され、出口38は通路39へ接続されている。タービン15は、気体、例えば、蒸気の熱エネルギを回転軸の回転エネルギに変換する装置である。タービン15は、熱交換器12から入口37へ送られた高温・高圧の水蒸気を固定羽根に吹き付けて噴出させることで、回転軸の回転エネルギに変換する。羽根に吹き付けられた水蒸気は温度が低下し、かつ、出口38から通路39へ排出される。 The turbine 15 is a steam turbine, and has a rotating shaft with fixed blades, an inlet 37, and an outlet 38. The inlet 37 is connected to the passage 35, and the outlet 38 is connected to the passage 39. The turbine 15 is a device that converts the thermal energy of a gas, for example, steam, into the rotational energy of a rotating shaft. The turbine 15 converts high-temperature, high-pressure steam sent from the heat exchanger 12 to the inlet 37 into the rotational energy of the rotating shaft by blowing it against the fixed blades and ejecting it. The steam blown against the blades is cooled, and is discharged from the outlet 38 to the passage 39.
発電機17,18は、直流発電機または交流発電機の何れでもよい。発電機17,18は、例えば、ロータ、ステータ、ステータに取り付けられた永久磁石、ロータに巻かれたコイルを有する。発電機17のロータは、タービン15の回転軸に連結され、発電機18のロータは、タービン16の回転軸に連結されている。発電機17,18が回転されると電磁誘導の原理によりコイルに電流が流れる。このように、発電機17,18は、ロータに加えられる回転エネルギ(機械エネルギ)を電気エネルギに変換して出力する。発電機17,18で発生された電力は、電力供給先40へ供給される。電力供給先は、二次電池、電気機器、等を含む。 The generators 17 and 18 may be either DC generators or AC generators. The generators 17 and 18 have, for example, a rotor, a stator, a permanent magnet attached to the stator, and a coil wound around the rotor. The rotor of the generator 17 is connected to the rotating shaft of the turbine 15, and the rotor of the generator 18 is connected to the rotating shaft of the turbine 16. When the generators 17 and 18 rotate, a current flows through the coil due to the principle of electromagnetic induction. In this way, the generators 17 and 18 convert the rotational energy (mechanical energy) applied to the rotor into electrical energy and output it. The power generated by the generators 17 and 18 is supplied to the power supply destination 40. The power supply destination includes a secondary battery, an electrical device, etc.
貯水ピット19は、圧縮性流体としての水を貯留するタンクである。貯水ピット19は、2つの出口41,42を有し、出口41へポンプ21が接続されている。ポンプ21は、貯水ピット19から水を吸い込み、かつ、吸い込んだ水を加圧して通路34へ吐出する。 The water storage pit 19 is a tank that stores water as a compressible fluid. The water storage pit 19 has two outlets 41, 42, and the pump 21 is connected to the outlet 41. The pump 21 sucks water from the water storage pit 19, pressurizes the sucked water, and discharges it into the passage 34.
膨張ピット20は、圧縮空気を容器本体内へ噴出して膨張させることで圧縮空気の圧力を低下させ、かつ、-140℃以下の低温にして液体空気(液化空気)を生成する装置である。膨張ピット20は、例えば、容器本体と、容器本体の内部に設けられたダイアフラムと、ダイアフラムにより容器本体内に形成された収容室と、収容室に接続される2つの入口43,44及び出口45と、を有する。容器本体は、断熱状態におかれる。膨張ピット20へ送られた空気は、体積が膨張して液体空気となる。入口43は通路36へ接続され、入口44は通路46へ接続されている。さらに、ポンプ22が設けられている。ポンプ22は、膨張ピット20の出口45から液体空気を吸い込み、かつ、吸い込んだ液体空気を通路47へ吐出する。 The expansion pit 20 is a device that reduces the pressure of compressed air by ejecting it into the container body and expanding it, and generates liquid air (liquefied air) by lowering the temperature of the compressed air to a low temperature of -140°C or lower. The expansion pit 20 has, for example, a container body, a diaphragm provided inside the container body, a storage chamber formed in the container body by the diaphragm, and two inlets 43, 44 and an outlet 45 connected to the storage chamber. The container body is kept in an insulated state. The air sent to the expansion pit 20 expands in volume and becomes liquid air. The inlet 43 is connected to the passage 36, and the inlet 44 is connected to the passage 46. In addition, a pump 22 is provided. The pump 22 sucks in liquid air from the outlet 45 of the expansion pit 20 and discharges the sucked liquid air into the passage 47.
熱交換器13は、2つの入口48,49及び2つの出口50,51を有する。入口48は出口51へつながり、入口49は出口50へつながっている。入口48は通路47へ接続され、入口49は通路52へ接続されている。出口50は通路46へ接続され、出口51は通路53へ接続されている。熱交換器13は、入口49へ送られる空気の熱を、入口48へ送られる液体空気へ伝達して気化させる。熱交換器13で得られた気体、つまり、空気は、出口51から通路53へ送られる。熱交換器13において、液体空気へ熱伝達して温度が低下した空気は、出口50から通路46を通って膨張ピット20へ送られる。 The heat exchanger 13 has two inlets 48, 49 and two outlets 50, 51. The inlet 48 is connected to the outlet 51, and the inlet 49 is connected to the outlet 50. The inlet 48 is connected to the passage 47, and the inlet 49 is connected to the passage 52. The outlet 50 is connected to the passage 46, and the outlet 51 is connected to the passage 53. The heat exchanger 13 transfers the heat of the air sent to the inlet 49 to the liquid air sent to the inlet 48 to vaporize it. The gas obtained in the heat exchanger 13, that is, the air, is sent from the outlet 51 to the passage 53. In the heat exchanger 13, the air whose temperature has been reduced by transferring heat to the liquid air is sent from the outlet 50 through the passage 46 to the expansion pit 20.
ポンプ23は、出口42から貯水ピット19内の水を吸い込み、かつ、吸い込んだ水を通路54へ吐出する。熱交換器14は、2つの入口55,56及び2つの出口57,58を有する。入口55は出口57へつながり、入口56は出口58へつながっている。入口55は通路54へ接続され、入口56は通路59へ接続されている。出口57は通路60を介して貯水ピット19へ接続され、出口58は通路52を介して入口49へ接続されている。 The pump 23 sucks water from the water storage pit 19 through the outlet 42 and discharges the sucked water to the passage 54. The heat exchanger 14 has two inlets 55, 56 and two outlets 57, 58. The inlet 55 is connected to the outlet 57, and the inlet 56 is connected to the outlet 58. The inlet 55 is connected to the passage 54, and the inlet 56 is connected to the passage 59. The outlet 57 is connected to the water storage pit 19 through the passage 60, and the outlet 58 is connected to the inlet 49 through the passage 52.
ファン24は、外気を吸入して吐出する空気機械であり、ファン24は、例えば、電動モータにより回転される。ファン24から吐出される空気は通路59を介して入口56へ送り込まれる。熱交換器14は、入口55へ送られた水の熱を、入口56へ送られた空気へ伝達させることにより、空気の温度を上昇させる。温度が上昇された空気は、通路52を通って入口49へ送られる。熱交換器14において、熱伝達により温度が低下した水は、出口57から通路60を通って貯水ピット19へ戻される。 The fan 24 is an air machine that draws in and expels outside air, and is rotated by, for example, an electric motor. The air expelled from the fan 24 is sent to the inlet 56 via a passage 59. The heat exchanger 14 transfers the heat of the water sent to the inlet 55 to the air sent to the inlet 56, thereby raising the temperature of the air. The air whose temperature has been raised is sent to the inlet 49 through the passage 52. In the heat exchanger 14, the water whose temperature has been reduced by heat transfer is returned from the outlet 57 through the passage 60 to the water storage pit 19.
タービン16は、タービン15と同様の構成を有し、かつ、入口61及び出口62を有する。入口61は、通路53へ接続され、出口62は、通路63を介して圧縮機11の吸い込み口26へ接続されている。タービン16は、熱交換器13から入口61へ高温・高圧の水蒸気が送られると、タービン15と同様の原理で回転軸が回転される。タービン16に送られた水蒸気は、温度が低下して気化され、かつ、通路63へ吐出される。 The turbine 16 has a similar configuration to the turbine 15, and has an inlet 61 and an outlet 62. The inlet 61 is connected to the passage 53, and the outlet 62 is connected to the suction port 26 of the compressor 11 via a passage 63. When high-temperature, high-pressure steam is sent from the heat exchanger 13 to the inlet 61, the rotating shaft of the turbine 16 is rotated according to the same principle as the turbine 15. The steam sent to the turbine 16 is vaporized as its temperature is reduced, and then discharged into the passage 63.
(第1実施形態の動作例)
図1に示された発電システム1の動作例は、次の通りである。圧縮機11が駆動されると、圧縮機11から吐出される高温及び高圧の圧縮空気が、通路29を通って熱交換器12の入口30へ送られる。また、貯水ピット19の水の一部が、ポンプ21へ吸い込まれ、かつ、ポンプ21から吐出された水は、通路34を通って熱交換器12の入口31へ送られる。
(Operation example of the first embodiment)
An example of the operation of the power generation system 1 shown in Fig. 1 is as follows: When the compressor 11 is driven, high-temperature, high-pressure compressed air discharged from the compressor 11 is sent to the inlet 30 of the heat exchanger 12 through a passage 29. Also, a part of the water in the water storage pit 19 is sucked into the pump 21, and the water discharged from the pump 21 is sent to the inlet 31 of the heat exchanger 12 through a passage 34.
熱交換器12では、入口30へ送り込まれた圧縮空気の熱が、入口31へ送り込まれた水に伝達されて、水蒸気が生成される。熱交換器12で生成された水蒸気は、通路35へ送られる。また、熱交換器12で温度が低下した圧縮空気は、通路36を通って膨張ピット20へ送られる。 In the heat exchanger 12, the heat of the compressed air sent to the inlet 30 is transferred to the water sent to the inlet 31, generating steam. The steam generated in the heat exchanger 12 is sent to the passage 35. In addition, the compressed air whose temperature has been reduced in the heat exchanger 12 is sent to the expansion pit 20 through the passage 36.
タービン15の回転軸は、水蒸気の熱エネルギにより回転され、発電機17で発電が行われる。タービン15で温度が低下した水蒸気は、通路39を通って貯水ピット19へ送られ、水蒸気の温度が低下して液化(水)する。貯水ピット19内の水のうち、温度が低い部分が下方へ溜まり、その温度が低い部分の水がポンプ23により吸い込まれ、かつ、ポンプ23で加圧されて通路54を通り、熱交換器14の入口55へ送られる。 The rotating shaft of the turbine 15 is rotated by the thermal energy of the steam, and electricity is generated by the generator 17. The steam, whose temperature has been reduced by the turbine 15, is sent to the water storage pit 19 through a passage 39, where the temperature of the steam is reduced and the steam liquefies (to water). The lower temperature portion of the water in the water storage pit 19 accumulates at the bottom, and this lower temperature portion of the water is sucked in by the pump 23, pressurized by the pump 23, and sent through passage 54 to the inlet 55 of the heat exchanger 14.
熱交換器14では、入口55へ送られた水の熱が、入口56へ送られた空気へ伝達され、空気の温度が上昇する。熱交換器14から吐出される高温の空気は、通路52を通って熱交換器13の入口49へ送られる。熱交換器14で温度が低下した水は、通路60を通って貯水ピット19へ送られる。 In the heat exchanger 14, the heat of the water sent to the inlet 55 is transferred to the air sent to the inlet 56, and the temperature of the air increases. The high-temperature air discharged from the heat exchanger 14 is sent to the inlet 49 of the heat exchanger 13 through the passage 52. The water whose temperature has been reduced in the heat exchanger 14 is sent to the water storage pit 19 through the passage 60.
ポンプ22は、膨張ピット20の液体空気を吸い込み、かつ、吸い込んだ液体空気を加圧して通路47へ吐出する。熱交換器13の入口49へ送られた高温の空気の熱は、通路47から熱交換器13の入口48へ送られた液体空気へ伝達され、熱交換器13で液体空気が気化される。熱交換器13で温度が低下した空気は、通路46を通って膨張ピット20へ送られて、温度が低下して液体空気となる。 The pump 22 sucks in liquid air from the expansion pit 20, pressurizes the sucked liquid air, and discharges it into the passage 47. The heat of the high-temperature air sent to the inlet 49 of the heat exchanger 13 is transferred from the passage 47 to the liquid air sent to the inlet 48 of the heat exchanger 13, and the liquid air is vaporized in the heat exchanger 13. The air whose temperature has been reduced in the heat exchanger 13 is sent to the expansion pit 20 through the passage 46, where it is cooled and becomes liquid air.
タービン16の回転軸は、熱交換器13から送られた空気の熱エネルギにより回転され、発電機18で発電が行われる。タービン16で温度が低下した空気は、通路63を通って圧縮機11の吸い込み口26へ吸い込まれる。圧縮機11が空気を吸い込むことで出口62が負圧となり、タービン16のタービン効率が向上する。タービン効率は、タービン16に与えた熱量(理論仕事)のうち、どれだけの熱量がタービン16の出力に変換されたかを表す。発電機18で生成された電力は、電力供給先40へ送られる。発電システム10の第1実施形態においては、タービン15へ送る水蒸気、及びタービン16へ送る空気を生成するにあたり、燃料を用いずに済む。したがって、燃料を用いることなく発電機17,18で発電することができる。 The rotating shaft of the turbine 16 is rotated by the thermal energy of the air sent from the heat exchanger 13, and the generator 18 generates electricity. The air whose temperature has been reduced by the turbine 16 is sucked into the intake 26 of the compressor 11 through the passage 63. When the compressor 11 sucks in the air, the outlet 62 becomes negative pressure, and the turbine efficiency of the turbine 16 improves. The turbine efficiency indicates how much of the heat amount (theoretical work) given to the turbine 16 is converted into the output of the turbine 16. The electricity generated by the generator 18 is sent to the power supply destination 40. In the first embodiment of the power generation system 10, no fuel is required to generate the steam sent to the turbine 15 and the air sent to the turbine 16. Therefore, electricity can be generated by the generators 17 and 18 without using fuel.
(第2実施形態)
発電システムの第2実施形態は、図2に示されている。発電システム10は、圧縮機64、熱交換器65,66、タービン67,68、発電機69,70を有する。圧縮機64は、吸い込み口71及び吐出口72とを有する空気機械である。また、圧縮機64は、電動モータにより駆動される。吸い込み口71は、通路73へ接続され、吐出口72は、通路74へ接続されている。
Second Embodiment
A second embodiment of the power generation system is shown in Fig. 2. The power generation system 10 includes a compressor 64, heat exchangers 65 and 66, turbines 67 and 68, and generators 69 and 70. The compressor 64 is an air machine having an inlet 71 and an outlet 72. The compressor 64 is driven by an electric motor. The inlet 71 is connected to a passage 73, and the outlet 72 is connected to a passage 74.
熱交換器65は、2つの入口75,76及び2つの出口77,78を有する。入口75は出口78へつながり、入口76は出口77へつながっている。入口75は通路47を介して膨張ピット20へ接続され、入口76は通路74を介して圧縮機64へ接続されている。出口77は通路79へ接続され、出口78は通路80へ接続されている。熱交換器65は、圧縮機64から送られた高温・高圧の圧縮空気の熱を、入口75へ送られた液体空気へ伝達して気化させる。熱交換器65で生成された空気は、出口78から通路80へ送られる。熱伝達により温度が低下した圧縮空気は、出口77から通路79へ送られる。 The heat exchanger 65 has two inlets 75, 76 and two outlets 77, 78. The inlet 75 is connected to the outlet 78, and the inlet 76 is connected to the outlet 77. The inlet 75 is connected to the expansion pit 20 via the passage 47, and the inlet 76 is connected to the compressor 64 via the passage 74. The outlet 77 is connected to the passage 79, and the outlet 78 is connected to the passage 80. The heat exchanger 65 transfers the heat of the high-temperature, high-pressure compressed air sent from the compressor 64 to the liquid air sent to the inlet 75 to vaporize it. The air generated by the heat exchanger 65 is sent from the outlet 78 to the passage 80. The compressed air whose temperature has been reduced by heat transfer is sent from the outlet 77 to the passage 79.
タービン67は、タービン15と同様の構成及び機能を有し、かつ、入口81及び出口82を有する。入口81は通路80へ接続され、出口82は通路63へ接続されている。発電機69は、発電機17と同様の構成及び機能を有する。発電機69のロータは、タービン67の回転軸に連結されている。タービン67が、熱交換器65から送られた空気の熱エネルギで回転されると発電機69が発電し、発電機69で発生された電力は、電力供給先40へ供給される。タービン67の出口82から出た空気は、通路63を通って圧縮機11の吸い込み口26へ吸い込まれる。 The turbine 67 has the same configuration and function as the turbine 15, and has an inlet 81 and an outlet 82. The inlet 81 is connected to the passage 80, and the outlet 82 is connected to the passage 63. The generator 69 has the same configuration and function as the generator 17. The rotor of the generator 69 is connected to the rotating shaft of the turbine 67. When the turbine 67 is rotated by the thermal energy of the air sent from the heat exchanger 65, the generator 69 generates electricity, and the electricity generated by the generator 69 is supplied to the power supply destination 40. The air leaving the outlet 82 of the turbine 67 is sucked into the suction port 26 of the compressor 11 through the passage 63.
熱交換器66は、2つの入口83,84及び2つの出口85,86を有する。入口83は出口85へつながり、入口84は出口86へつながっている。入口83は通路52へ接続され、入口84は通路79へ接続されている。出口85は通路46へ接続され、出口86は通路87へ接続されている。熱交換器66は、入口83へ送られた高温の空気の熱を、入口84へ送られた空気へ伝達させることにより、水蒸気を発生させる。生成された水蒸気は、出口86から通路87へ送られる。熱伝達により温度が低下した空気は、出口85から通路46へ送られる。なお、通路79には、ポンプ88が設けられていてもよい。ポンプ88は、出口77から出る空気を加圧して入口84へ送る機能を有する。 The heat exchanger 66 has two inlets 83, 84 and two outlets 85, 86. The inlet 83 is connected to the outlet 85, and the inlet 84 is connected to the outlet 86. The inlet 83 is connected to the passage 52, and the inlet 84 is connected to the passage 79. The outlet 85 is connected to the passage 46, and the outlet 86 is connected to the passage 87. The heat exchanger 66 generates water vapor by transferring heat from the high-temperature air sent to the inlet 83 to the air sent to the inlet 84. The generated water vapor is sent from the outlet 86 to the passage 87. The air whose temperature has been reduced by the heat transfer is sent from the outlet 85 to the passage 46. A pump 88 may be provided in the passage 79. The pump 88 has the function of pressurizing the air coming out of the outlet 77 and sending it to the inlet 84.
タービン68は、タービン15と同様の構成及び機能を有し、かつ、入口89及び出口90を有する。入口89は通路87へ接続され、出口90は通路73へ接続されている。発電機70は、発電機17と同様の構成及び機能を有する。発電機70のロータは、タービン68の回転軸に連結されている。タービン68の回転軸が熱交換器66から送られる水蒸気の熱エネルギで回転されると発電機70が発電し、発電機70で発生された電力は、電力供給先40へ供給される。タービン68の出口90から出た空気は、通路73を通って圧縮機64の吸い込み口71へ吸い込まれる。 The turbine 68 has the same configuration and function as the turbine 15, and has an inlet 89 and an outlet 90. The inlet 89 is connected to the passage 87, and the outlet 90 is connected to the passage 73. The generator 70 has the same configuration and function as the generator 17. The rotor of the generator 70 is connected to the rotating shaft of the turbine 68. When the rotating shaft of the turbine 68 is rotated by the thermal energy of the steam sent from the heat exchanger 66, the generator 70 generates electricity, and the electricity generated by the generator 70 is supplied to the power supply destination 40. The air leaving the outlet 90 of the turbine 68 is sucked into the suction port 71 of the compressor 64 through the passage 73.
(第2実施形態の動作例)
図2に示された発電システム10の動作例は、次の通りである。熱交換器65は、圧縮機64から送られた高温・高圧の圧縮空気の熱を、入口75から供給される液体空気へ伝達して気化させる。熱交換器65で生成された空気は、出口78から通路80へ送られる。熱伝達により温度が低下した圧縮空気は、出口77から通路79へ送られる。タービン67は、熱交換器65から送られた空気で回転され、発電機69が発電した電力は、電力供給先40へ供給される。タービン67から出た空気は、通路63を通って圧縮機11の吸い込み口26へ吸い込まれる。
(Operation example of the second embodiment)
An example of the operation of the power generation system 10 shown in Fig. 2 is as follows. The heat exchanger 65 transfers heat from the high-temperature, high-pressure compressed air sent from the compressor 64 to liquid air supplied from the inlet 75 to vaporize it. The air generated by the heat exchanger 65 is sent from the outlet 78 to the passage 80. The compressed air whose temperature has been reduced by the heat transfer is sent from the outlet 77 to the passage 79. The turbine 67 is rotated by the air sent from the heat exchanger 65, and the electricity generated by the generator 69 is supplied to the power supply destination 40. The air discharged from the turbine 67 is sucked into the suction port 26 of the compressor 11 through the passage 63.
熱交換器66は、入口83へ送られた高温の空気の熱を、入口84へ送られた空気へ伝達させることにより、水蒸気(気体)を発生させる。生成された水蒸気は、タービン68へ送られる。熱伝達により温度が低下した空気は、出口85から通路46へ送られる。タービン68は、タービン68が水蒸気で回転されると、発電機70で発生された電力は、電力供給先40へ供給される。タービン68から出た空気は、圧縮機64の吸い込み口71へ吸い込まれる。発電システム10は、圧縮機11から吐出される圧縮空気の熱を水へ伝達して水蒸気を発生させ、かつ、膨張ピット20から出る液体空気へ熱を伝達して空気を生成することが可能である。したがって、燃料を用いることなく発電機17,70で発電することができる。発電システム10の第2実施形態の他の動作は、発電システム10の第1実施形態の動作と同じである。 The heat exchanger 66 generates steam (gas) by transferring heat from the high-temperature air sent to the inlet 83 to the air sent to the inlet 84. The generated steam is sent to the turbine 68. The air, whose temperature has been reduced by the heat transfer, is sent to the passage 46 from the outlet 85. When the turbine 68 is rotated by the steam, the electricity generated by the generator 70 is supplied to the power supply destination 40. The air discharged from the turbine 68 is drawn into the intake port 71 of the compressor 64. The power generation system 10 is capable of transferring the heat of the compressed air discharged from the compressor 11 to water to generate steam, and of transferring heat to the liquid air discharged from the expansion pit 20 to generate air. Therefore, power can be generated by the generators 17 and 70 without using fuel. Other operations of the power generation system 10 in the second embodiment are the same as those of the power generation system 10 in the first embodiment.
(第3実施形態)
発電システムの第3実施形態は、図3に示されている。図3に示された圧縮機64は、吸い込み口71から外気を吸い込んで圧縮空気を生成し、圧縮空気を通路74へ吐出する。熱交換器65の出口77は、通路91を介して空気分離器92へ接続されている。熱交換器14は、入口56及び出口58を有していない。熱交換器14は、入口55へ送られる水の熱を外気へ伝達して温度を低下させ、かつ、その水を出口57から排出する。なお、貯水ピット19を、海水などにより冷却することが可能であれば、熱交換器14、ポンプ23を設けずに済む。
Third Embodiment
A third embodiment of the power generation system is shown in Fig. 3. The compressor 64 shown in Fig. 3 draws in outside air from an inlet 71 to generate compressed air, and discharges the compressed air to a passage 74. The outlet 77 of the heat exchanger 65 is connected to an air separator 92 via a passage 91. The heat exchanger 14 does not have an inlet 56 or an outlet 58. The heat exchanger 14 transfers heat of the water sent to the inlet 55 to the outside air to lower the temperature, and discharges the water from the outlet 57. If the water storage pit 19 can be cooled by seawater or the like, the heat exchanger 14 and the pump 23 do not need to be provided.
(第3実施形態の動作例)
図3に示された発電システム10の動作例は、次の通りである。熱交換器65の出口77から出る空気は、空気分離器92へ送られる。空気分離器92は、例えば、深冷分離法により、空気を分離して窒素、酸素、アルゴンガス、二酸化炭素等を回収することができる装置である。空気分離器92で行われる具体的なプロセスは、具体的には、次のようなものである。
(Operation example of the third embodiment)
An example of the operation of the power generation system 10 shown in Fig. 3 is as follows. Air coming out of the outlet 77 of the heat exchanger 65 is sent to the air separator 92. The air separator 92 is a device capable of separating air by, for example, a cryogenic separation method to recover nitrogen, oxygen, argon gas, carbon dioxide, and the like. The specific process performed in the air separator 92 is specifically as follows.
まず、空気をフィルターから吸込んだ後、圧縮機で約0.5Mpaまで圧縮する。圧縮した空気は約80℃になるため、その空気を、水洗冷却塔で約10℃まで冷却する。その後、低温で固化する水分ならびに二酸化炭素を吸着器で吸着除去し、空気分離器92に導入した空気を、熱交換器で約-200℃まで冷却して液化した後、精留塔に導入して蒸留することにより、各ガスの沸点の差を利用して分離する。 First, air is sucked in through a filter and compressed to approximately 0.5 MPa by a compressor. The compressed air is cooled to approximately 80°C, and is then cooled to approximately 10°C in a water-wash cooling tower. The moisture and carbon dioxide that solidify at low temperatures are then adsorbed and removed by an adsorber, and the air introduced into the air separator 92 is cooled to approximately -200°C in a heat exchanger and liquefied. It is then introduced into a rectification tower and distilled, separating the gases by utilizing the difference in their boiling points.
発電システム10は、圧縮機11から吐出される圧縮空気の熱を水へ伝達して水蒸気を発生させ、かつ、膨張ピット20から出る液体空気へ熱を伝達して空気を生成することが可能である。タービン15は水蒸気の熱エネルギで回転され、発電機17が発電を行なう。タービン67は空気の熱エネルギで回転され、発電機69が発電を行なう。したがって、燃料を用いることなく発電機17,69で発電することができる。発電システム10の第3実施形態の他の動作は、発電システム10の第2実施形態の動作と同じである。 The power generation system 10 is capable of transferring heat from the compressed air discharged from the compressor 11 to water to generate steam, and transferring heat to the liquid air discharged from the expansion pit 20 to generate air. The turbine 15 is rotated by the thermal energy of the steam, and the generator 17 generates electricity. The turbine 67 is rotated by the thermal energy of the air, and the generator 69 generates electricity. Therefore, electricity can be generated by the generators 17 and 69 without using fuel. Other operations of the third embodiment of the power generation system 10 are the same as those of the second embodiment of the power generation system 10.
(第4実施形態)
発電システムの第4実施形態は、図4に示されている。発電システム10は、熱交換器94,95,96、タービン97,98、発電機99,100、液体窒素タンク131を有する。熱交換器94は、2つの入口101,102及び2つの出口103,104を有する。入口101は出口103へつながり、入口102は出口104へつながっている。入口101は通路47へ接続され、入口102は通路105へ接続されている。出口103は通路106へ接続され、出口104は通路107へ接続されている。
Fourth Embodiment
A fourth embodiment of the power generation system is shown in Fig. 4. The power generation system 10 includes heat exchangers 94, 95, 96, turbines 97, 98, generators 99, 100, and a liquid nitrogen tank 131. The heat exchanger 94 has two inlets 101, 102 and two outlets 103, 104. The inlet 101 leads to the outlet 103 and the inlet 102 leads to the outlet 104. The inlet 101 is connected to the passage 47 and the inlet 102 is connected to the passage 105. The outlet 103 is connected to the passage 106 and the outlet 104 is connected to the passage 107.
熱交換器94は、入口102へ送られた気体の熱を、入口101へ送られる液体空気へ伝達して気化させる。熱交換器94で生成された空気は、出口103から通路106へ送られる。熱交換器94において、熱伝達により温度が低下した空気は、出口104から通路107へ送られる。なお、発電システム10が稼働を開始した初期段階では、通路105を通る空気の温度は上昇しておらず、外気の熱が通路106を通る液体空気へ伝達されて気化する。外気は、常温、例えば、15℃~30℃の範囲内である。 The heat exchanger 94 transfers the heat of the gas sent to the inlet 102 to the liquid air sent to the inlet 101, causing it to evaporate. The air generated by the heat exchanger 94 is sent from the outlet 103 to the passage 106. In the heat exchanger 94, the air whose temperature has been reduced by heat transfer is sent from the outlet 104 to the passage 107. Note that in the initial stage after the power generation system 10 starts operating, the temperature of the air passing through the passage 105 has not increased, and the heat of the outside air is transferred to the liquid air passing through the passage 106, causing it to evaporate. The outside air is at room temperature, for example, in the range of 15°C to 30°C.
液体窒素タンク131は、-196℃の液体窒素を、非密閉状態で貯留するタンクである。液体窒素タンク131は、入口108及び出口109を有し、入口108は、通路107へ接続されている。出口109から液体窒素を吸い込み、かつ、加圧して通路110へ吐出するポンプ111が設けられている。 The liquid nitrogen tank 131 is a tank that stores liquid nitrogen at -196°C in an unsealed state. The liquid nitrogen tank 131 has an inlet 108 and an outlet 109, with the inlet 108 connected to the passage 107. A pump 111 is provided that draws in liquid nitrogen from the outlet 109, pressurizes it, and discharges it into the passage 110.
熱交換器95は、2つの入口112,113及び2つの出口114,115を有する。入口112は出口114へつながり、入口113は出口115へつながっている。入口112は通路106へ接続され、入口113は通路110へ接続されている。出口114は通路116へ接続され、出口115は通路117へ接続されている。熱交換器95は、入口112へ送られた空気の熱を、入口113へ送られる液体窒素へ伝達する。液体窒素が熱が伝達されて温度が上昇し、かつ、膨張して気化する。気化された窒素ガスは、出口115から通路117へ送られる。熱交換器95で空気の温度が低下して生成された液体空気は、出口114から通路120へ送られる。 The heat exchanger 95 has two inlets 112, 113 and two outlets 114, 115. The inlet 112 is connected to the outlet 114, and the inlet 113 is connected to the outlet 115. The inlet 112 is connected to the passage 106, and the inlet 113 is connected to the passage 110. The outlet 114 is connected to the passage 116, and the outlet 115 is connected to the passage 117. The heat exchanger 95 transfers the heat of the air sent to the inlet 112 to the liquid nitrogen sent to the inlet 113. The liquid nitrogen increases in temperature as the heat is transferred, and expands and vaporizes. The vaporized nitrogen gas is sent from the outlet 115 to the passage 117. The liquid air generated by lowering the temperature of the air in the heat exchanger 95 is sent from the outlet 114 to the passage 120.
タービン97は、タービン15と同様の構成及び機能を有し、かつ、入口118及び出口119を有する。入口118は通路117へ接続され、出口119は通路105へ接続されている。発電機99は、発電機17と同様の構成及び機能を有する。発電機99のロータは、タービン97の回転軸に連結されている。タービン97が窒素ガスの熱エネルギ回転されると発電機99が発電し、発電機99で発生された電力は、電力供給先40へ供給される。タービン97の出口119から出た窒素ガスは、通路105を通って熱交換器94の入口102へ送られる。窒素ガスの熱は、入口101へ送られる液体空気へ伝達されて気化し、通路106へ送られる。熱交換器94で温度が低下した窒素ガスは、出口104から出て通路107を通って液体窒素タンク131へ戻る。 The turbine 97 has the same configuration and function as the turbine 15, and has an inlet 118 and an outlet 119. The inlet 118 is connected to the passage 117, and the outlet 119 is connected to the passage 105. The generator 99 has the same configuration and function as the generator 17. The rotor of the generator 99 is connected to the rotating shaft of the turbine 97. When the turbine 97 is rotated by the thermal energy of the nitrogen gas, the generator 99 generates electricity, and the electricity generated by the generator 99 is supplied to the power supply destination 40. The nitrogen gas exiting the outlet 119 of the turbine 97 is sent to the inlet 102 of the heat exchanger 94 through the passage 105. The heat of the nitrogen gas is transferred to the liquid air sent to the inlet 101, where it is vaporized and sent to the passage 106. The nitrogen gas whose temperature has been reduced in the heat exchanger 94 exits from the outlet 104 and returns to the liquid nitrogen tank 131 through the passage 107.
熱交換器96は、2つの入口120,121及び2つの出口122,123を有する。入口120は出口122へつながり、入口121は出口123へつながっている。入口120は通路116へ接続され、入口121は通路52へ接続されている。出口122は通路124へ接続され、出口123は通路125を介して、膨張ピット20の入口44へ接続されている。熱交換器96は、入口121へ送られた空気の熱を、入口120へ送られた空気へ伝達させることにより、空気の温度を上昇させる。熱交換器96で温度が上昇された空気が、出口122から通路124へ送られる。熱交換器96において、熱伝達により温度が低下した空気は、出口123から通路125を通って膨張ピット20へ送られて液体空気となる。 The heat exchanger 96 has two inlets 120, 121 and two outlets 122, 123. The inlet 120 is connected to the outlet 122, and the inlet 121 is connected to the outlet 123. The inlet 120 is connected to the passage 116, and the inlet 121 is connected to the passage 52. The outlet 122 is connected to the passage 124, and the outlet 123 is connected to the inlet 44 of the expansion pit 20 via the passage 125. The heat exchanger 96 transfers the heat of the air sent to the inlet 121 to the air sent to the inlet 120, thereby increasing the temperature of the air. The air whose temperature has been increased by the heat exchanger 96 is sent from the outlet 122 to the passage 124. In the heat exchanger 96, the air whose temperature has been reduced by heat transfer is sent from the outlet 123 through the passage 125 to the expansion pit 20, where it becomes liquid air.
タービン98は、タービン15と同様の構成及び機能を有し、かつ、入口126及び出口127を有する。入口126は通路124へ接続され、出口127は通路63を介して圧縮機11へ接続されている。発電機100は、発電機17と同様の構成及び機能を有する。発電機100のロータは、タービン98の回転軸に連結されている。タービン98が空気の熱エネルギで回転されると発電機100が発電し、発電機100で発生された電力は、電力供給先40へ供給される。タービン98の出口127から出た空気は、通路63を通って圧縮機11の吸い込み口26へ吸い込まれる。 The turbine 98 has the same configuration and function as the turbine 15, and has an inlet 126 and an outlet 127. The inlet 126 is connected to the passage 124, and the outlet 127 is connected to the compressor 11 via the passage 63. The generator 100 has the same configuration and function as the generator 17. The rotor of the generator 100 is connected to the rotating shaft of the turbine 98. When the turbine 98 is rotated by the thermal energy of the air, the generator 100 generates electricity, and the electricity generated by the generator 100 is supplied to the power supply destination 40. The air leaving the outlet 127 of the turbine 98 is sucked into the suction port 26 of the compressor 11 through the passage 63.
(第4実施形態の動作例)
図4に示す発電システム10は、圧縮機11から吐出される圧縮空気の熱を水へ伝達して水蒸気を発生させ、かつ、水蒸気をタービン15へ送り、発電機17で発電する。したがって、燃料を用いることなく発電機17で発電することができる。また、タービン97へ窒素ガスを送る過程、タービン98へ空気を送る過程において、燃料は用いられていない。したがって、発電システム10は、燃料を用いることなく発電機99,100で発電することができる。
(Operation example of the fourth embodiment)
The power generation system 10 shown in Fig. 4 transfers heat from compressed air discharged from the compressor 11 to water to generate steam, and sends the steam to the turbine 15 to generate power with the generator 17. Therefore, power can be generated with the generator 17 without using fuel. Furthermore, no fuel is used in the process of sending nitrogen gas to the turbine 97 and the process of sending air to the turbine 98. Therefore, the power generation system 10 can generate power with the generators 99, 100 without using fuel.
なお、図4の発電システム10は、通路29と、熱交換器94の入口102とを接続する通路128を備えていてもよい。すると、圧縮機11から吐出される高温・高圧の圧縮空気の一部は、通路128を通って熱交換器94の入口102へ送られる。このため、発電システム10が稼働を開始した初期段階、または、タービン97から熱交換器94へ送られる空気の熱量が不十分である場合において、圧縮空気の熱が、熱交換器94の入口101へ送られる液体空気へ伝達されて、液体空気の温度が上昇する。したがって、熱交換器95から通路117へ送られる窒素ガスを生成し易くなる。 The power generation system 10 in FIG. 4 may also include a passage 128 connecting the passage 29 and the inlet 102 of the heat exchanger 94. Then, a portion of the high-temperature, high-pressure compressed air discharged from the compressor 11 is sent to the inlet 102 of the heat exchanger 94 through the passage 128. Therefore, in the initial stage when the power generation system 10 starts operating, or when the amount of heat of the air sent from the turbine 97 to the heat exchanger 94 is insufficient, the heat of the compressed air is transferred to the liquid air sent to the inlet 101 of the heat exchanger 94, and the temperature of the liquid air increases. Therefore, it becomes easier to generate nitrogen gas sent from the heat exchanger 95 to the passage 117.
また、通路128は、熱交換器95の入口112へ接続されていてもよい。すると、圧縮機11から吐出される高温・高圧の圧縮空気の一部は、通路128を通って熱交換器95の入口112へ送られる。このため、発電システム10が稼働を開始した初期段階、または、タービン97から熱交換器94へ送られる空気の熱量が不十分である場合において、圧縮空気の熱が、熱交換器95の入口112へ送られる空気へ伝達されて、空気の温度が上昇する。したがって、熱交換器95から通路117へ送られる窒素ガスを生成し易くなる。 The passage 128 may also be connected to the inlet 112 of the heat exchanger 95. Then, a portion of the high-temperature, high-pressure compressed air discharged from the compressor 11 is sent through the passage 128 to the inlet 112 of the heat exchanger 95. Therefore, in the initial stage when the power generation system 10 starts operating, or when the amount of heat in the air sent from the turbine 97 to the heat exchanger 94 is insufficient, the heat of the compressed air is transferred to the air sent to the inlet 112 of the heat exchanger 95, and the temperature of the air rises. Therefore, it becomes easier to generate nitrogen gas sent from the heat exchanger 95 to the passage 117.
(第5実施形態)
発電システムの第5実施形態は、図5に示されている。発電システム10は、熱交換器95の出口114に通路129を介して空気分離器92が接続されている。また、熱交換器14の入口55へ送られた水の熱が大気中へ放散され、水の温度が低下する。
Fifth Embodiment
A fifth embodiment of the power generation system is shown in Fig. 5. In the power generation system 10, the air separator 92 is connected to the outlet 114 of the heat exchanger 95 via a passage 129. Also, the heat of the water sent to the inlet 55 of the heat exchanger 14 is dissipated into the atmosphere, lowering the temperature of the water.
(第5実施形態の動作例)
図5に示す発電システム10において、熱交換器95の出口114から出る液体空気は、通路129を通って空気分離器92へ送られる。図5に示す発電システム10においても、第1実施形態と同様に、燃料を用いることなく発電機17で発電することができる。また、図5に示す発電システム10は、第4実施形態と同様に、タービン97へ送られる窒素ガスを生成する過程で、燃料は用いられていない。したがって、燃料を用いることなく発電機99で発電することができる。さらに、熱交換器95から出た液体空気は、通路129を通って空気分離器92へ送られる。したがって、空気分離器92で空気が分離され、窒素、酸素、アルゴンガス、二酸化炭素等を回収することができる。
(Operation example of the fifth embodiment)
In the power generation system 10 shown in FIG. 5, the liquid air exiting from the outlet 114 of the heat exchanger 95 is sent to the air separator 92 through a passage 129. In the power generation system 10 shown in FIG. 5, as in the first embodiment, the generator 17 can generate power without using fuel. In the power generation system 10 shown in FIG. 5, as in the fourth embodiment, no fuel is used in the process of generating the nitrogen gas sent to the turbine 97. Therefore, the generator 99 can generate power without using fuel. Furthermore, the liquid air exiting from the heat exchanger 95 is sent to the air separator 92 through a passage 129. Therefore, the air is separated in the air separator 92, and nitrogen, oxygen, argon gas, carbon dioxide, and the like can be recovered.
(その他)
各実施形態において、熱交換器95で液体空気とならない空気は、個体の二酸化炭素として回収することも可能である。さらに、各実施形態に開示されている各通路は、金属製のパイプ、装置のハウジングに設けられた孔、機器のハウジングに設けられた孔等により構成される。
(others)
In each embodiment, the air that does not become liquid air in the heat exchanger 95 can be recovered as solid carbon dioxide. Furthermore, each passage disclosed in each embodiment is formed by a metal pipe, a hole provided in the housing of the device, a hole provided in the housing of the equipment, or the like.
本実施形態で説明した事項の技術的意味の一例は、次の通りである。発電システム10は、発電システムの一例である。圧縮機11は、第1圧縮機の一例である。圧縮機64は、第2圧縮機の一例である。熱交換器12は、第1熱交換器の一例である。熱交換器13,65は、第2熱交換器の一例である。タービン15は、第1タービンの一例である。タービン16は、第2タービンの一例である。タービン97は、第3タービンの一例である。発電機17は、第1発電機の一例である。発電機18は、第2発電機の一例である。発電機99は、第3発電機の一例である。膨張ピット20は、液体空気生成器の一例である。空気分離器92は、空気分離器の一例である。液体窒素タンク131は、液体窒素タンクの一例である。熱交換器95は、第3熱交換器の一例である。貯水ピット19は、貯水ピットの一例である。通路46は、第1通路の一例である。通路63は、第2通路の一例である。 An example of the technical meaning of the matters described in this embodiment is as follows. The power generation system 10 is an example of a power generation system. The compressor 11 is an example of a first compressor. The compressor 64 is an example of a second compressor. The heat exchanger 12 is an example of a first heat exchanger. The heat exchangers 13 and 65 are an example of a second heat exchanger. The turbine 15 is an example of a first turbine. The turbine 16 is an example of a second turbine. The turbine 97 is an example of a third turbine. The generator 17 is an example of a first generator. The generator 18 is an example of a second generator. The generator 99 is an example of a third generator. The expansion pit 20 is an example of a liquid air generator. The air separator 92 is an example of an air separator. The liquid nitrogen tank 131 is an example of a liquid nitrogen tank. The heat exchanger 95 is an example of a third heat exchanger. The water storage pit 19 is an example of a water storage pit. Passage 46 is an example of a first passage. Passage 63 is an example of a second passage.
本開示は、タービンに接続された発電機で発電する発電システムとして利用可能である。 This disclosure can be used as a power generation system that generates electricity using a generator connected to a turbine.
10…発電システム、11,64…圧縮機、12,13,65,95…熱交換器、15,16,97…タービン、17,18,99…発電機、19…貯水ピット、20…膨張ピット、46,63…通路、92…空気分離器、131…液体窒素タンク 10...power generation system, 11, 64...compressor, 12, 13, 65, 95...heat exchanger, 15, 16, 97...turbine, 17, 18, 99...generator, 19...water storage pit, 20...expansion pit, 46, 63...passageway, 92...air separator, 131...liquid nitrogen tank
Claims (3)
前記圧縮空気の熱を水へ伝達して水蒸気を発生させる第1熱交換器と、
水蒸気の熱エネルギを回転エネルギに変換する第1タービンと、
前記第1タービンの回転エネルギを電気エネルギに変換する第1発電機と、
前記第1熱交換器で低温になった空気が送られ、かつ、送られた空気を膨張させて液体空気を生成する液体空気生成器と、
前記液体空気生成器から送られる液体空気へ熱を伝達して気化させる第2熱交換器と、
前記第2熱交換器で得られた空気の熱エネルギを回転エネルギに変換する第2タービンと、
前記第2タービンの回転エネルギを電気エネルギに変換する第2発電機と、
前記第2タービンから出る空気を、前記圧縮機の吸い込み口へ送る第2通路と、
を備えた発電システム。 A compressor that discharges compressed air;
a first heat exchanger that transfers heat from the compressed air to water to generate steam;
A first turbine that converts thermal energy of the steam into rotational energy;
a first generator that converts rotational energy of the first turbine into electrical energy;
a liquid air generator to which the air cooled in the first heat exchanger is sent and which expands the sent air to generate liquid air;
a second heat exchanger for transferring heat to the liquid air sent from the liquid air generator to vaporize the liquid air;
a second turbine that converts the thermal energy of the air obtained in the second heat exchanger into rotational energy;
a second generator that converts the rotational energy of the second turbine into electrical energy;
a second passageway for delivering air exiting the second turbine to an intake of the compressor;
A power generation system comprising:
前記第1熱交換器へ送る水を保持し、かつ、前記第1タービンで水蒸気の温度が低下して得られた水が前記第1タービンから送られる貯水ピットが、更に設けられている、発電システム。 The power generation system according to claim 1,
The power generation system further includes a water storage pit for holding water to be sent to the first heat exchanger, and into which water obtained by lowering the temperature of the steam in the first turbine is sent from the first turbine.
前記第2熱交換器で前記液体空気へ熱を伝達して温度が低下した空気を前記液体空気生成器へ送る第1通路が、更に設けられている、発電システム。 The power generation system according to claim 1 ,
The power generation system further includes a first passage for sending air whose temperature has been reduced by transferring heat to the liquid air in the second heat exchanger to the liquid air generator.
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