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JP7330690B2 - Boiler system, power plant, and method of operating boiler system - Google Patents
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Boiler system, power plant, and method of operating boiler system Download PDF

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Description

本発明は、ボイラシステム及び発電プラント並びにボイラシステムの運転方法に関するものである。 The present invention relates to a boiler system, a power plant, and a method of operating the boiler system.

自然エネルギである太陽光の集光熱を利用して熱媒を加熱し、加熱した熱媒を火力発電装置のボイラ給水の加熱に有効利用して、火力発電装置へ供給するボイラ燃料を削減し、二酸化炭素排出量を低減する発電プラントが知られている。 The heat medium is heated using the concentrated heat of sunlight, which is natural energy, and the heated heat medium is effectively used to heat the boiler feed water of the thermal power plant, thereby reducing the boiler fuel supplied to the thermal power plant, Power plants that reduce carbon dioxide emissions are known.

このような発電プラントでは、太陽光の集光熱を利用しているため、太陽光の日射量変化が発生すると、ボイラ給水の加熱量も変化し、ボイラに供給される給水の温度も変化してしまうという課題がある。ボイラに供給される給水の温度が変化すると、ボイラから蒸気タービンへ供給される蒸気の温度も変化するため、発電量が変化し、電力を安定して供給できない可能性がある。このため、日射量の変化が発生しても、ボイラに供給される給水の温度が変化しないように対策した発電プラントが考えられている(例えば、特許文献1及び特許文献2)。 In such power plants, the concentrated heat of sunlight is used, so when the amount of solar radiation changes, the amount of heating of the boiler feed water also changes, and the temperature of the feed water supplied to the boiler also changes. There is a problem of stowing. When the temperature of the feed water supplied to the boiler changes, the temperature of the steam supplied from the boiler to the steam turbine also changes. For this reason, power plants have been considered that take measures so that the temperature of the feed water supplied to the boiler does not change even if the amount of solar radiation changes (for example, Patent Documents 1 and 2).

特許文献1に記載されたプラントでは、太陽熱利用の給水加熱器から排出された水の温度を計測する温度計測器を設け、温度計測器により計測される水の温度に基づいて、太陽熱利用の給水加熱器の入口に流入する水の流量を制御している。 In the plant described in Patent Document 1, a temperature measuring instrument for measuring the temperature of water discharged from a solar feed water heater is provided, and based on the temperature of the water measured by the temperature measuring instrument, the solar thermal feed water is It controls the flow rate of water entering the inlet of the heater.

特許文献2に記載されたプラントでは、集熱器で太陽光により加熱された熱媒体と、流入した給水との間において、熱交換が行われる太陽熱加熱器が設けられている。また、熱媒体を流通させるポンプの出力を調整することで、熱媒体の流量調節を行い、ボイラに流入する給水の温度を調整している。 In the plant described in Patent Document 2, a solar heater is provided in which heat is exchanged between a heat medium heated by sunlight in a heat collector and incoming feed water. In addition, by adjusting the output of the pump for circulating the heat medium, the flow rate of the heat medium is adjusted, and the temperature of the feed water flowing into the boiler is adjusted.

特許第5723220号公報Japanese Patent No. 5723220 特許第6178169号公報Japanese Patent No. 6178169

しかしながら、特許文献1のプラントのように、太陽熱利用の給水加熱器の入口に流入する給水の流量を制御することで、ボイラへの給水の温度を一定に保つ制御を行った場合、給水と熱交換を行う熱媒の温度が変動する。このため、集光器を流通する熱媒による太陽熱の吸収効率が変動して、太陽光エネルギの利用効率を低下させてしまう可能性がある。このため、ボイラで生成した蒸気を蒸気タービン等へ供給して所定の発電出力を得るためには、太陽光エネルギの利用効率が低下した分、ボイラで用いられる燃料の量を増加させる必要があるため、ランニングコストが増大してしまう可能性がある。 However, as in the plant of Patent Document 1, by controlling the flow rate of the feed water flowing into the inlet of the feed water heater using solar heat, when control is performed to keep the temperature of the feed water to the boiler constant, the feed water and the heat The temperature of the heat medium to be exchanged fluctuates. Therefore, there is a possibility that the efficiency of solar heat absorption by the heat medium that flows through the collector fluctuates, resulting in a reduction in the utilization efficiency of solar energy. Therefore, in order to supply the steam generated in the boiler to a steam turbine or the like to obtain a predetermined power output, it is necessary to increase the amount of fuel used in the boiler to compensate for the decrease in the utilization efficiency of solar energy. Therefore, the running cost may increase.

また、特許文献2のプラントのように、太陽光により加熱する熱媒の流量調節を行うことでボイラに流入する給水の温度を調整した場合にも、熱媒の量により利用できる太陽光エネルギが変化するため、太陽光エネルギの利用効率を低下させてしまう可能性がある。このため、特許文献1のプラントと同様に、ボイラで生成した蒸気を蒸気タービン等へ供給して所定の発電出力を得るためには、太陽光エネルギの利用効率が低下した分、ボイラで用いられる燃料の量を増加させる必要があるため、ランニングコストが増大してしまう可能性がある。 In addition, as in the plant of Patent Document 2, even when the temperature of the feed water flowing into the boiler is adjusted by adjusting the flow rate of the heat medium heated by sunlight, the solar energy that can be used depends on the amount of the heat medium. Since it changes, there is a possibility that the utilization efficiency of solar energy will be lowered. For this reason, as in the plant of Patent Document 1, in order to supply the steam generated by the boiler to a steam turbine or the like to obtain a predetermined power generation output, the reduced utilization efficiency of solar energy must be used by the boiler. Since it is necessary to increase the amount of fuel, running costs may increase.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、太陽光の日射量に変化が生じた場合であっても、ボイラで生成される蒸気の温度を所望の温度にすることができるボイラシステム及び発電プラント並びにボイラシステムの運転方法を提供することを目的とする。
また、ボイラにおいて給水を加熱するために用いられる燃料を低減することができるボイラシステム及び発電プラント並びにボイラシステムの運転方法を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of such circumstances, and is capable of keeping the temperature of steam generated in a boiler at a desired temperature even when the amount of solar radiation changes. An object of the present invention is to provide a boiler system, a power plant, and a method of operating the boiler system.
Another object of the present invention is to provide a boiler system, a power plant, and a method of operating the boiler system that can reduce the amount of fuel used to heat feedwater in the boiler.

上記課題を解決するために、本発明のボイラシステム及び発電プラント並びにボイラシステムの運転方法は以下の手段を採用する。
本発明の第1態様に係るボイラシステムは、給水から蒸気を生成するボイラと、前記ボイラに供給される前記給水が流通する給水流路と、太陽光を集光させて発生する熱を利用して熱媒を加熱する太陽熱加熱部と、前記太陽熱加熱部が設けられ、前記熱媒を所定の一定流量で循環させる循環流路と、前記給水流路を流通する前記給水と、前記循環流路を流通する前記熱媒とを熱交換する第1熱交換部と、前記ボイラに設けられ、該ボイラで生成される前記蒸気の温度を調整する調整手段と、を備える。
In order to solve the above problems, the boiler system, the power plant, and the boiler system operating method of the present invention employ the following means.
A boiler system according to a first aspect of the present invention uses a boiler that generates steam from feed water, a water supply channel through which the feed water supplied to the boiler flows, and heat generated by concentrating sunlight. a solar heating unit that heats a heat medium by means of a heat source; a circulation flow path that circulates the heat medium at a predetermined constant flow rate; and a first heat exchange section that exchanges heat with the heat medium that flows through the steam, and an adjustment means that is provided in the boiler and adjusts the temperature of the steam generated in the boiler.

太陽光の日射量の変化に応じて、太陽熱加熱部で集光により発生する熱の量は変化する。太陽熱加熱部で発生する熱の量が変化すると、太陽熱加熱部における熱媒の加熱量も変化する。また、熱媒の加熱量が変化することで、循環する熱媒の温度が変化するため、第1熱交換部において熱媒と給水とが交換する熱の量も変化する。したがって、給水流路からボイラに供給される給水の温度も変化する。ボイラに供給される給水の温度が変化することで、ボイラで生成される蒸気の温度も変化する。このように、日射量に変化が生じると、それに応じて、ボイラで生成される蒸気の温度も変化する。 The amount of heat generated by condensing light in the solar heating unit changes according to changes in the amount of solar radiation. When the amount of heat generated by the solar heating unit changes, the heating amount of the heat medium in the solar heating unit also changes. Moreover, since the temperature of the circulating heat medium changes due to the change in the heating amount of the heat medium, the amount of heat exchanged between the heat medium and the feed water in the first heat exchange section also changes. Therefore, the temperature of the feed water supplied to the boiler from the feed water channel also changes. As the temperature of the feed water supplied to the boiler changes, the temperature of the steam generated by the boiler also changes. Thus, when the amount of solar radiation changes, the temperature of the steam generated by the boiler also changes accordingly.

上記構成では、ボイラで生成される蒸気の温度を調整する調整手段がボイラに設けられている。これにより、日射量の変化によって、給水の温度が変化した場合であっても、ボイラに設けられた調整手段によって、ボイラで生成される蒸気の温度を調整することができる。したがって、日射量に変化が生じた場合であっても、ボイラで生成される蒸気の温度を所望の温度にすることができる。なお、ボイラで生成される蒸気の温度とは、例えば、ボイラから蒸気タービンへ供給される蒸気の温度が挙げられる。 In the above configuration, the boiler is provided with the adjusting means for adjusting the temperature of the steam generated by the boiler. Accordingly, even when the temperature of the feed water changes due to changes in the amount of solar radiation, the temperature of the steam generated by the boiler can be adjusted by the adjusting means provided in the boiler. Therefore, even if the amount of solar radiation changes, the temperature of the steam generated by the boiler can be kept at a desired temperature. Note that the temperature of steam generated by the boiler includes, for example, the temperature of steam supplied from the boiler to the steam turbine.

また、上記構成では、ボイラで生成される蒸気の温度を調整する調整手段が、ボイラに設けられている。すなわち、熱媒を循環させる循環流路には、熱媒の温度を調整する調整手段が設けられていない。これにより、循環流路には、日射量の変化が生じた際に熱媒の加熱後の温度を維持するために熱媒の温度を積極的に低減する構成等の、温度を調整するための構成等が存在しない構成となる。このため、太陽熱加熱部で太陽光を集光させて発生するエネルギから熱媒を加熱して得た熱の略全部を、ボイラに供給される給水の加熱に利用する構成とすることができる。このように、太陽光の日射量の変化が生じても、太陽光を集光させて発生するエネルギから熱媒を加熱して得た熱の略全部を給水の加熱に利用することができる。したがって、日射量の変化が生じた際に太陽光から得たエネルギを積極的に低減させて熱媒の加熱後の温度を維持する構成等を設けるものと比較して、ボイラへ供給する給水への伝熱量を多くして、給水の温度を高くすることができる。よって、太陽光エネルギの利用効率の低下を抑制して、ボイラにおいて給水を加熱するために用いられる燃料を低減することができる。
なお、太陽光から得た熱を積極的に低減させる装置等を設ける構成とは、例えば、熱媒の循環流量を変化させて熱媒の温度を調整する調整手段を設ける構成や、熱媒と熱交換する給水量を調整する調整手段を設ける構成が挙げられる。
また、上記構成では、熱媒の循環流量が所定の一定流量とされている。所定の一定流量は、例えば、太陽光エネルギが最も高い条件において、太陽熱加熱部で太陽光を集光させて発生するエネルギから熱媒を加熱して得た熱媒の温度が、太陽熱加熱部での設計温度になる流量としてもよい。
Further, in the above configuration, the boiler is provided with the adjusting means for adjusting the temperature of the steam generated by the boiler. That is, the circulation flow path for circulating the heat medium is not provided with an adjustment means for adjusting the temperature of the heat medium. As a result, in the circulation flow path, there is a structure for adjusting the temperature, such as a configuration for actively reducing the temperature of the heat medium in order to maintain the temperature of the heat medium after heating when the amount of solar radiation changes. It becomes a configuration in which there is no configuration or the like. Therefore, substantially all of the heat obtained by heating the heat medium from the energy generated by condensing the sunlight in the solar heating unit can be used for heating the feed water supplied to the boiler. In this way, almost all of the heat obtained by heating the heat medium from the energy generated by condensing the sunlight can be used to heat the feed water even if the amount of sunlight changes. Therefore, when the amount of solar radiation changes, the energy obtained from sunlight is actively reduced to maintain the temperature of the heat medium after heating. By increasing the amount of heat transfer, the temperature of the feed water can be raised. Therefore, it is possible to reduce the fuel used to heat the feed water in the boiler by suppressing the decrease in the utilization efficiency of the solar energy.
Note that the configuration in which a device or the like is provided to actively reduce the heat obtained from sunlight includes, for example, a configuration in which an adjustment means is provided to adjust the temperature of the heat medium by changing the circulation flow rate of the heat medium, or a configuration in which the temperature of the heat medium is adjusted A configuration in which an adjusting means for adjusting the amount of water to be heat-exchanged is provided may be mentioned.
Further, in the above configuration, the circulation flow rate of the heat medium is set at a predetermined constant flow rate. The predetermined constant flow rate is, for example, the temperature of the heat medium obtained by heating the heat medium from the energy generated by concentrating the sunlight in the solar heat heating section under the condition that the solar energy is the highest. It is also possible to set the flow rate at which the design temperature of

また、本発明の第1態様に係るボイラシステムは、前記循環流路では、前記太陽熱加熱部で加熱された前記熱媒のすべてが前記第1熱交換部へ供給され、前記第1熱交換部で熱交換した前記熱媒のすべてが前記太陽熱加熱部へ供給されてもよい。 Further, in the boiler system according to the first aspect of the present invention, in the circulation flow path, all of the heat medium heated by the solar heating unit is supplied to the first heat exchange unit, and may be supplied to the solar heating unit.

上記構成では、太陽熱加熱部で加熱された熱媒のすべてが第1熱交換部へ供給され、第1熱交換部で熱交換した熱媒のすべてが太陽熱加熱部へ供給される。これにより、確実に、循環流路に、太陽熱加熱部で太陽光を集光させて発生するエネルギで熱媒を加熱して得た熱を積極的に低減させる構成等が存在しない構成とすることができる。したがって、太陽光エネルギから太陽熱加熱部で熱媒を加熱して得た熱の略全部を確実に第1熱交換部で給水の加熱に利用することができる。 In the above configuration, all of the heat medium heated by the solar heating section is supplied to the first heat exchange section, and all of the heat medium heat-exchanged by the first heat exchange section is supplied to the solar heating section. As a result, it is ensured that the circulation flow path does not have a structure for actively reducing the heat obtained by heating the heat medium with the energy generated by condensing the sunlight in the solar heating unit. can be done. Therefore, substantially all of the heat obtained by heating the heat medium in the solar heat heating section from the solar energy can be reliably used for heating the feed water in the first heat exchange section.

また、本発明の第1態様に係るボイラシステムは、前記ボイラは、前記蒸気を過熱する下流過熱器と、前記下流過熱器よりも上流側に設けられ前記蒸気を過熱する上流過熱器と、前記下流過熱器と前記上流過熱器との間に設けられて供給された前記蒸気の温度を低減させる過熱低減器と、前記上流過熱器よりも上流側の前記給水を抽水して前記過熱低減器へ供給するスプレイ水供給流路と、バーナに燃料を供給する燃料供給路と、を備え、前記スプレイ水供給流路には、前記過熱低減器に供給する前記給水の量を調整するスプレイ水調整手段が設けられ、前記燃料供給路には、前記バーナに供給する燃料の量を調整する燃料調整手段が設けられ、前記調整手段は、前記スプレイ水調整手段及び前記燃料調整手段を有する。 Further, in the boiler system according to the first aspect of the present invention, the boiler includes a downstream superheater that superheats the steam, an upstream superheater that is provided upstream of the downstream superheater and superheats the steam, and a desuperheater provided between the downstream superheater and the upstream superheater to reduce the temperature of the supplied steam; and a fuel supply passage for supplying fuel to the burner. Spray water adjusting means for adjusting the amount of water supplied to the desuperheater in the spray water supply passage. and the fuel supply passage is provided with fuel adjusting means for adjusting the amount of fuel supplied to the burner, and the adjusting means has the spray water adjusting means and the fuel adjusting means.

上記構成では、スプレイ水調整手段及び燃料調整手段を制御することで、ボイラで生成される前記蒸気の温度を調整している。これにより、日射量に変化が生じて給水の温度が変化した場合であっても、確実にボイラ内で、ボイラで生成される蒸気の温度を調整することができる。
なお、前記スプレイ水調整手段は、下流過熱器によって加熱された蒸気の温度に基づいて、ボイラで生成される蒸気の温度が所望の温度となるように、制御されるとより好適である。また、燃料調整手段は、過熱低減器に供給される蒸気の温度に基づいて、ボイラで生成される蒸気の温度が所望の温度となるように、制御されるとより好適である。
In the above configuration, the temperature of the steam generated by the boiler is adjusted by controlling the spray water adjusting means and the fuel adjusting means. As a result, even if the temperature of the feed water changes due to a change in the amount of solar radiation, the temperature of the steam generated in the boiler can be reliably adjusted within the boiler.
It is more preferable that the spray water adjustment means is controlled so that the temperature of the steam generated by the boiler reaches a desired temperature based on the temperature of the steam heated by the downstream superheater. Further, it is more preferable that the fuel adjustment means is controlled based on the temperature of the steam supplied to the desuperheater so that the temperature of the steam generated by the boiler reaches a desired temperature.

また、本発明の第1態様に係るボイラシステムは、前記ボイラは、前記上流過熱器よりも上流側に設けられて供給された前記給水を加熱する給水加熱部と、前記給水加熱部に供給される前記給水の温度を計測する給水温度計側手段と、を備え、前記給水温度計側手段が計測する前記給水の温度に基づいて、前記燃料調整手段を制御してもよい。 Further, in the boiler system according to the first aspect of the present invention, the boiler includes a feed water heating unit that is provided upstream of the upstream superheater and heats the supplied feed water, and the feed water heating unit. a feedwater thermometer side means for measuring the temperature of the feedwater, and the fuel adjustment means may be controlled based on the temperature of the feedwater measured by the feedwater thermometer side means.

上記構成では、給水加熱部に供給される給水の温度を計測する給水温度計側手段が設けられ、給水温度計側手段が計測する給水の温度に基づいて、燃料調整手段を制御している。給水加熱部は、下流過熱器や上流過熱器等よりも、上流側に設けられている。すなわち、給水加熱部は、下流過熱器や上流過熱器等よりも、第1熱交換部に近い位置に設けられている。これにより、給水加熱部に供給される給水は、日射量が変化した際に、上流側過熱器34等の下流側に設けられた構成よりも、早く温度変化が発生する。したがって、給水加熱部に供給される給水の温度に基づいて燃料調整手段を制御することで、より迅速に日射量の変化に対応することができる。よって、より正確に、ボイラで生成される蒸気の温度が所望の温度となるように燃料調整手段を制御することができる。 In the above configuration, the feedwater thermometer side means for measuring the temperature of the feedwater supplied to the feedwater heating section is provided, and the fuel adjustment means is controlled based on the temperature of the feedwater measured by the feedwater thermometer side means. The feed water heating unit is provided upstream of the downstream superheater, the upstream superheater, and the like. That is, the feed water heating section is provided at a position closer to the first heat exchange section than the downstream superheater, the upstream superheater, and the like. As a result, the temperature of the water supplied to the water heating unit changes more quickly than the configuration provided downstream, such as the upstream superheater 34, when the amount of solar radiation changes. Therefore, by controlling the fuel adjustment means based on the temperature of the water supply supplied to the water supply heating unit, it is possible to respond more quickly to changes in the amount of solar radiation. Therefore, it is possible to more accurately control the fuel adjustment means so that the temperature of the steam generated by the boiler reaches the desired temperature.

また、本発明の第1態様に係るボイラシステムは、前記太陽熱加熱部から前記第1熱交換部へ供給される前記熱媒の温度を計測する熱媒温度計測手段を備え、前記熱媒温度計測手段が計測する前記熱媒の温度に基づいて、前記燃料調整手段を制御してもよい。 Further, the boiler system according to the first aspect of the present invention includes heat medium temperature measuring means for measuring the temperature of the heat medium supplied from the solar heating unit to the first heat exchange unit, and the heat medium temperature measurement means The fuel adjustment means may be controlled based on the temperature of the heat medium measured by the means.

上記構成では、太陽熱加熱部から第1熱交換部へ供給される熱媒の温度を計測する熱媒温度計測手段が設けられ、熱媒温度計測手段が計測する熱媒の温度に基づいて、燃料調整手段を制御している。日射量が変化すると、太陽熱加熱部で太陽光を集光させて発生する熱での熱媒の加熱量が変化する。このため、太陽熱加熱部から第1熱交換部へと供給される熱媒の温度も変化する。よって、太陽熱加熱部から第1熱交換部へ供給される熱媒の温度は、日射量の変化に対して迅速に変化する。したがって、太陽熱加熱部から第1熱交換部へ供給される熱媒の温度に基づいて燃料調整手段を制御することで、より迅速に日射量の変化に対応することができる。よって、より正確に、ボイラで生成される蒸気の温度が所望の温度となるように燃料調整手段を制御することができる。 In the above configuration, the heat medium temperature measuring means for measuring the temperature of the heat medium supplied from the solar heating unit to the first heat exchange unit is provided, and based on the temperature of the heat medium measured by the heat medium temperature measuring means, the fuel controlling the regulating means. When the amount of solar radiation changes, the amount of heating of the heat medium by the heat generated by concentrating the sunlight in the solar heating unit changes. Therefore, the temperature of the heat medium supplied from the solar heating section to the first heat exchange section also changes. Therefore, the temperature of the heat medium supplied from the solar heating section to the first heat exchange section rapidly changes with changes in the amount of solar radiation. Therefore, by controlling the fuel adjustment means based on the temperature of the heat medium supplied from the solar heating section to the first heat exchange section, it is possible to respond more quickly to changes in the amount of solar radiation. Therefore, it is possible to more accurately control the fuel adjustment means so that the temperature of the steam generated by the boiler reaches the desired temperature.

また、本発明の第1態様に係るボイラシステムは、前記給水流路からバイパスする第1バイパス流路と、前記給水が前記給水流路を流通するか前記第1バイパス流路を流通するかを切り替える切替手段と、前記太陽熱加熱部から前記第1熱交換部へとの供給される前記熱媒の温度を計測する熱媒温度計測手段と、を備え、前記第1熱交換部は、前記第1バイパス流路に設けられ、前記熱媒温度計測手段が計測した前記熱媒の温度が所定の値よりも低い場合に、前記給水が前記第1バイパス流路に流入しないように、前記切替手段を制御してもよい。 Further, the boiler system according to the first aspect of the present invention includes a first bypass flow path that bypasses the water supply flow path, and whether the feed water flows through the water supply flow path or through the first bypass flow path. switching means for switching; and heat medium temperature measuring means for measuring the temperature of the heat medium supplied from the solar heating section to the first heat exchange section, wherein the first heat exchange section The switching means is provided in the first bypass flow path so that the feed water does not flow into the first bypass flow path when the temperature of the heat medium measured by the heat medium temperature measuring means is lower than a predetermined value. may be controlled.

上記構成では、第1熱交換部へとの供給される熱媒の温度が所定の値よりも低い場合に、第1バイパス流路に給水が流入しないように切替手段を制御している。すなわち、熱媒の温度が所定の値よりも低い場合には、第1熱交換部へと給水が供給されないようになっている。これにより、熱媒の温度が所定の値よりも低く、熱媒により好適に給水を加熱できない場合に、第1熱交換部へと給水が供給されないようにすることができる。なお、所定の値としては、例えば、第1熱交換部へと供給される給水の温度が挙げられる。第1熱交換部へとの供給される熱媒の温度が、第1熱交換部へとの供給される給水の温度よりも低い場合には、熱媒により給水が冷却されてしまう可能性があるので、このような場合に第1熱交換部へ給水が供給されないようにすることで、給水の冷却を抑制することができる。 In the above configuration, when the temperature of the heat medium supplied to the first heat exchange section is lower than a predetermined value, the switching means is controlled so that feed water does not flow into the first bypass flow path. That is, when the temperature of the heat medium is lower than a predetermined value, feed water is not supplied to the first heat exchange section. Accordingly, when the temperature of the heat medium is lower than a predetermined value and the heat medium cannot suitably heat the feed water, it is possible to prevent the feed water from being supplied to the first heat exchange section. Note that the predetermined value includes, for example, the temperature of the water supply supplied to the first heat exchange section. When the temperature of the heat medium supplied to the first heat exchange section is lower than the temperature of the water supply supplied to the first heat exchange section, the water supply may be cooled by the heat medium. Therefore, cooling of the feed water can be suppressed by preventing the feed water from being supplied to the first heat exchange section in such a case.

また、本発明の第1態様に係るボイラシステムは、前記給水流路に設けられ、前記ボイラで生成された前記蒸気によって駆動する蒸気タービンから抽気した前記蒸気と前記給水とを熱交換させる第2熱交換部と、前記第2熱交換部をバイパスするように設けられ、前記第1熱交換部が設けられる第2バイパス流路と、を備え、前記第2バイパス流路には、前記ボイラに供給される前記給水の一部が流通してもよい。 In addition, the boiler system according to the first aspect of the present invention is provided in the water supply passage, and the second steam extracted from a steam turbine driven by the steam generated in the boiler is heat-exchanged with the water supply. a heat exchange section; and a second bypass passage provided to bypass the second heat exchange section and provided with the first heat exchange section. A portion of the supplied water supply may be circulated.

上記構成では、蒸気タービンから抽気した蒸気によって給水を加熱する第2熱交換部をバイパスするように設けられた第2バイパス流路に、第1熱交換部が設けられ、第2バイパス流路には給水の一部が流通している。すなわち、第1熱交換部と、第1熱交換部と並列に設けられた第2熱交換部とによって給水を加熱している。これにより、第2熱交換部で加熱する給水量を低減させることができるので、蒸気タービンから抽気する蒸気の量を低減させることができる。したがって、蒸気タービンで得られるエネルギを増加させることができる。 In the above configuration, the first heat exchange section is provided in the second bypass flow path provided so as to bypass the second heat exchange section that heats the feed water with the steam extracted from the steam turbine. part of the water supply is distributed. That is, the feed water is heated by the first heat exchange section and the second heat exchange section provided in parallel with the first heat exchange section. As a result, the amount of water to be heated in the second heat exchange section can be reduced, so the amount of steam extracted from the steam turbine can be reduced. Therefore, the energy available in the steam turbine can be increased.

また、本発明の第1態様に係るボイラシステムは、前記太陽熱加熱部と前記第1熱交換部との間に設けられる気水分離器を備え、前記熱媒は、水または蒸気であって、前記気水分離器は、供給された水と蒸気とを分離するとともに、分離した蒸気を前記第1熱交換部へ供給してもよい。 Further, the boiler system according to the first aspect of the present invention includes a steam separator provided between the solar heating unit and the first heat exchange unit, wherein the heat medium is water or steam, The steam separator may separate the supplied water and steam and supply the separated steam to the first heat exchange section.

上記構成では、熱媒として安価な水または蒸気を用いている。したがって、熱媒のコストを低減することができる。
また、気水分離器を設け、気水分離器から蒸気のみを第1熱交換部へ供給している。これにより、第1熱交換部で、高温の蒸気のみによって給水を加熱することができるので、好適に給水を加熱することができる。
In the above configuration, inexpensive water or steam is used as the heat medium. Therefore, the cost of the heat medium can be reduced.
Also, a steam separator is provided, and only steam is supplied from the steam separator to the first heat exchange section. As a result, in the first heat exchange section, the feed water can be heated only by high-temperature steam, so that the feed water can be suitably heated.

本発明の第1態様に係る発電プラントは、上記いずれかに記載のボイラシステムと、前記ボイラで生成した前記蒸気によって発電を行う発電部と、を備えている。 A power plant according to a first aspect of the present invention includes any one of the boiler systems described above and a power generation section that generates power using the steam generated by the boiler.

上記構成では、ボイラで生成される蒸気の温度を所望の温度にすることができるので、発電部で発電する発電量を所望の発電量とすることができる。また、ボイラで生成される蒸気の温度を一定とした場合には、発電部での発電量を一定とすることができるので、電力を安定的に供給することができる。 With the above configuration, the temperature of the steam generated by the boiler can be set to a desired temperature, so that the amount of power generated by the power generation unit can be set to a desired amount. Further, when the temperature of the steam generated by the boiler is kept constant, the amount of power generated by the power generation unit can be kept constant, so that electric power can be stably supplied.

本発明の第1態様に係るボイラシステムの運転方法は、ボイラにおいて、給水流路を介して供給された給水から蒸気を生成する蒸気生成工程と、太陽光を集光させて発生する熱を利用して、循環流路を所定の一定流量で循環する熱媒を加熱する熱媒加熱工程と、前記給水流路を流通する前記給水と、前記循環流路を流通する前記熱媒とを熱交換する熱交換工程と、前記ボイラに設けられた調整手段によって、前記ボイラで生成される前記蒸気の温度を調整する調整工程と、を備えている。 A method for operating a boiler system according to a first aspect of the present invention includes, in a boiler, a steam generating step of generating steam from feed water supplied through a feed water channel, and heat generated by concentrating sunlight. a heat medium heating step of heating the heat medium circulating in the circulation channel at a predetermined constant flow rate; and an adjusting step of adjusting the temperature of the steam generated in the boiler by adjusting means provided in the boiler.

本発明によれば、太陽光の日射量に変化が生じた場合であっても、ボイラで生成される蒸気の温度を所望の温度にすることができる。
また、ボイラにおいて給水を加熱するために用いられる燃料を低減することができる。
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, even when the amount of solar radiation of sunlight changes, the temperature of the steam produced|generated by a boiler can be made into desired temperature.
Also, the fuel used to heat the feedwater in the boiler can be reduced.

本発明の第1実施形態に係る発電プラントの概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of a power plant according to a first embodiment of the present invention; FIG. 本発明の第1実施形態に係る発電プラントに設けられる制御装置が行う処理を示すフローチャートである。4 is a flowchart showing processing performed by a control device provided in the power plant according to the first embodiment of the present invention; 本発明の第1実施形態に係る発電プラントに設けられる制御装置が行う処理を示すフローチャートであって、図2の続きを示すフローチャートである。FIG. 3 is a flow chart showing the processing performed by the control device provided in the power plant according to the first embodiment of the present invention, and is a flow chart continuing from FIG. 2 ; FIG. 本発明の第2実施形態に係る発電プラントの概略構成図である。FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a power plant according to a second embodiment of the present invention; 本発明の第3実施形態に係る発電プラントに設けられる太陽熱利用給水加熱器の概略構成図である。FIG. 7 is a schematic configuration diagram of a solar feed water heater provided in a power plant according to a third embodiment of the present invention;

以下に、本発明に係るボイラシステム及び発電プラント並びにボイラシステム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。 An embodiment of a boiler system, a power plant, and a method of operating the boiler system according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

〔第1実施形態〕
以下、本発明の第1実施形態について、図1から図3を用いて説明する。
発電プラント100は、蒸気を生成するボイラシステム1と、ボイラシステム1で生成された蒸気によって蒸気タービン7を回転させることで発電を行う発電部2と、を備えている。
ボイラシステム1は、給水から蒸気を生成するボイラ3と、ボイラ3へ供給する給水を後述する蒸気タービン7から抽気した蒸気によって加熱する給水予熱部(第2熱交換部)4と、太陽光を集光させて発生するエネルギを利用して加熱した熱媒と熱交換することで、ボイラ3へ供給する給水を加熱する太陽熱利用加熱部5と、各種装置を制御する制御装置(図示省略)と、を備えている。
発電部2は、ボイラ3で生成した蒸気によって回転駆動する蒸気タービン7と、蒸気タービン7の回転駆動力によって発電する発電機8と、を備えている。
[First Embodiment]
A first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 3. FIG.
The power plant 100 includes a boiler system 1 that generates steam, and a power generation unit 2 that generates power by rotating a steam turbine 7 with the steam generated by the boiler system 1 .
The boiler system 1 includes a boiler 3 that generates steam from feed water, a feed water preheating unit (second heat exchange unit) 4 that heats the feed water supplied to the boiler 3 with steam extracted from a steam turbine 7 described later, and sunlight. A solar heat utilization heating unit 5 that heats feed water supplied to the boiler 3 by exchanging heat with a heating medium that is heated using energy generated by condensing light, and a control device (not shown) that controls various devices. , is equipped with
The power generation unit 2 includes a steam turbine 7 that is rotationally driven by the steam generated by the boiler 3 and a generator 8 that is generated by the rotational driving force of the steam turbine 7 .

ボイラ3は、火炉30と、火炉30の壁部に設けられたバーナ31と、火炉30で生成された燃焼ガスが流通する煙道32と、を備えている。
バーナ31は、燃料配管(燃料供給路)33を介して供給される燃料を燃焼させることで、火炉30内で火炎を形成する。燃料配管33には、内部を流通する燃料の流量を調整する燃料流量調整弁(燃料調整手段)33aが設けられている。燃料流量調整弁33aは、開度を調整することで、バーナ31に供給する燃料の流量を調整することができる。
The boiler 3 includes a furnace 30, burners 31 provided on the walls of the furnace 30, and a flue 32 through which combustion gas generated in the furnace 30 flows.
The burner 31 burns fuel supplied through a fuel pipe (fuel supply path) 33 to form a flame within the furnace 30 . The fuel pipe 33 is provided with a fuel flow rate adjusting valve (fuel adjusting means) 33a that adjusts the flow rate of the fuel that flows inside. The fuel flow control valve 33a can adjust the flow rate of the fuel supplied to the burner 31 by adjusting the degree of opening.

煙道32内には、本実施形態の例では、燃焼ガス流れの上流側から順番に、少なくとも上流側過熱器(上流過熱器)34、最終過熱低減器(過熱低減器)35、最終過熱器(下流過熱器)36、再熱器37及び節炭器(給水加熱部)38が設けられている。なお、これ以外の熱交換器が適宜位置に設けられていてもよい。上流側過熱器34、最終過熱器36、再熱器37及び節炭器38は、燃焼ガスから回収した熱を用いて、内部を流通する給水(または、蒸気)を加熱する熱交換器として機能する。 In the flue 32, in the example of the present embodiment, at least an upstream superheater (upstream superheater) 34, a final superheater (superheater) 35, a final superheater (Downstream superheater) 36 , reheater 37 and economizer (feed water heating unit) 38 are provided. Note that heat exchangers other than this may be provided at appropriate positions. The upstream superheater 34, the final superheater 36, the reheater 37, and the economizer 38 function as heat exchangers that use the heat recovered from the combustion gas to heat feed water (or steam) flowing therein. do.

給水または蒸気流れにおいて、節炭器38は、ボイラ3内に設けられる熱交換器の中で最も上流側に設けられている。節炭器38の下流端は、第5給水配管24を介して、上流側過熱器34の上流端と接続されている。第5給水配管24内を流通する給水は火炉30からの熱により飽和蒸気となり、上流側過熱器34に供給される。第5給水配管24には、第5給水配管24内を流通する給水の温度Teを計測する第2給水温度計測器24aが設けられている。第2給水温度計測器24aは、計測した温度を制御装置へ送信する。第5給水配管24の途中位置からは、スプレイ水配管(スプレイ水供給流路)39が分岐している。スプレイ水配管39は、第5給水配管24を流通する給水の一部を抽水して、抽水した水を最終過熱低減器35内に供給する。スプレイ水配管39には、内部を流通する水の流量を調整するスプレイ水量調整弁(スプレイ水調整手段)39aが設けられている。スプレイ水量調整弁39aは、開度を調整することで、最終過熱低減器35内に供給する水の量を調整することができる。なお、第5給水配管24の途中には図示しない熱交換器(蒸発器)を設け、火炉30からの熱により給水を蒸発させてもよい。また、スプレイ水配管39は、抽水した水を、最終過熱低減器35の上流側の配管(すなわち、第1蒸気配管11)へ供給してもよい。 In the feedwater or steam flow, the economizer 38 is provided most upstream among the heat exchangers provided in the boiler 3 . A downstream end of the economizer 38 is connected to an upstream end of the upstream superheater 34 via the fifth water supply pipe 24 . Water flowing through the fifth water supply pipe 24 becomes saturated steam due to heat from the furnace 30 and is supplied to the upstream superheater 34 . The fifth water supply pipe 24 is provided with a second water supply temperature measuring instrument 24 a for measuring the temperature Te of water flowing through the fifth water supply pipe 24 . The second feed water temperature measuring instrument 24a transmits the measured temperature to the control device. A spray water pipe (spray water supply flow path) 39 branches off from a midway position of the fifth water supply pipe 24 . The spray water pipe 39 extracts part of the water supply flowing through the fifth water supply pipe 24 and supplies the extracted water to the final desuperheater 35 . The spray water pipe 39 is provided with a spray water amount adjusting valve (spray water adjusting means) 39a for adjusting the flow rate of water flowing therein. The spray water amount adjustment valve 39a can adjust the amount of water supplied to the final desuperheater 35 by adjusting the degree of opening. A heat exchanger (evaporator) (not shown) may be provided in the middle of the fifth water supply pipe 24 to evaporate the water supply using heat from the furnace 30 . Further, the spray water pipe 39 may supply the extracted water to the pipe upstream of the final desuperheater 35 (that is, the first steam pipe 11).

上流側過熱器34の下流端は、第1蒸気配管11を介して、最終過熱低減器35と接続されている。第1蒸気配管11には、第1蒸気配管11内を流通する蒸気の温度Tsを計測する第1蒸気温度計測器11aが設けられている。第1蒸気温度計測器11aは、計測した温度を制御装置へ送信する。 A downstream end of the upstream superheater 34 is connected to the final desuperheater 35 via the first steam pipe 11 . The first steam pipe 11 is provided with a first steam temperature measuring instrument 11 a for measuring the temperature Ts of steam flowing through the first steam pipe 11 . The first steam temperature measuring instrument 11a transmits the measured temperature to the control device.

最終過熱低減器35は、第2蒸気配管12を介して、最終過熱器36の上流端と接続されている。最終過熱器36の下流端は、第3蒸気配管13を介して、後述する高圧蒸気タービン(蒸気タービン)70と接続されている。第3蒸気配管13には、第3蒸気配管13内を流通する蒸気の温度Tmを計測する第3蒸気温度計測器13aが設けられている。また、第3蒸気配管13には、第3蒸気配管13内を流通する蒸気の圧力Pmを計測する蒸気圧力計測器13bが設けられている。第3蒸気温度計測器13a及び蒸気圧力計測器13bは、計測した温度または圧力を制御装置へ送信する。また、第3蒸気配管13には、第3蒸気温度計測器13a及び蒸気圧力計測器13bよりも下流側に、蒸気流量調整弁13cが設けられている。蒸気流量調整弁13cは、開度を調整することで、内部を流通して高圧蒸気タービン70に供給する蒸気の流量を調整する。 The final desuperheater 35 is connected to the upstream end of the final superheater 36 via the second steam line 12 . A downstream end of the final superheater 36 is connected via a third steam pipe 13 to a high-pressure steam turbine (steam turbine) 70 to be described later. The third steam pipe 13 is provided with a third steam temperature measuring instrument 13 a for measuring the temperature Tm of steam flowing through the third steam pipe 13 . Further, the third steam pipe 13 is provided with a steam pressure measuring instrument 13 b for measuring the pressure Pm of steam flowing through the third steam pipe 13 . The third steam temperature measuring instrument 13a and steam pressure measuring instrument 13b transmit the measured temperature or pressure to the control device. Further, the third steam pipe 13 is provided with a steam flow control valve 13c downstream of the third steam temperature measuring device 13a and the steam pressure measuring device 13b. The steam flow rate adjustment valve 13c adjusts the flow rate of the steam supplied to the high-pressure steam turbine 70 through the inside thereof by adjusting the degree of opening.

再熱器37の上流端は、第4蒸気配管14を介して、高圧蒸気タービン70の下流端部と接続されている。また、再熱器37の下流端は、第5蒸気配管15を介して、後述する中圧蒸気タービン71と接続されている。 The upstream end of the reheater 37 is connected to the downstream end of the high pressure steam turbine 70 via the fourth steam pipe 14 . A downstream end of the reheater 37 is connected to an intermediate pressure steam turbine 71 to be described later via a fifth steam pipe 15 .

蒸気タービン7は、本実施形態では例えば、同軸で連結された高圧蒸気タービン70、中圧蒸気タービン71及び低圧蒸気タービン72を有する。高圧蒸気タービン70、中圧蒸気タービン71及び低圧蒸気タービン72は、各々、ボイラ3から供給された蒸気によって回転駆動する。中圧蒸気タービン71の下流端部は、第6蒸気配管16を介して、低圧蒸気タービン72と接続されている。また、低圧蒸気タービン72の下流端部は、第7蒸気配管17を介して、復水器73と接続されている。復水器73では、供給された蒸気を凝縮させて復水としている。 The steam turbine 7 comprises, in this embodiment, for example, a high pressure steam turbine 70, an intermediate pressure steam turbine 71 and a low pressure steam turbine 72 which are coaxially coupled. The high-pressure steam turbine 70 , the intermediate-pressure steam turbine 71 and the low-pressure steam turbine 72 are each rotationally driven by steam supplied from the boiler 3 . A downstream end of the intermediate pressure steam turbine 71 is connected to the low pressure steam turbine 72 via the sixth steam pipe 16 . A downstream end of the low-pressure steam turbine 72 is also connected to a condenser 73 via a seventh steam pipe 17 . The condenser 73 condenses the supplied steam into condensed water.

発電機8は、高圧蒸気タービン70、中圧蒸気タービン71及び低圧蒸気タービン72が共有する回転軸74と連結されている。発電機8は、各蒸気タービンから回転軸74を介して伝達される回転駆動力を電力に変換することで発電を行う。 The generator 8 is coupled to a rotating shaft 74 shared by the high pressure steam turbine 70 , intermediate pressure steam turbine 71 and low pressure steam turbine 72 . The generator 8 generates electric power by converting the rotational driving force transmitted from each steam turbine via the rotating shaft 74 into electric power.

給水予熱部4は、低圧蒸気タービン72から抽気した蒸気で給水を加熱する低圧給水ヒータ40と、中圧蒸気タービン71から抽気した蒸気で給水を加熱する中圧給水ヒータ41と、高圧蒸気タービン70から抽気した蒸気で給水を加熱する高圧給水ヒータ42と、を備えている。 The feedwater preheating unit 4 includes a low-pressure feedwater heater 40 that heats feedwater with steam extracted from the low-pressure steam turbine 72 , an intermediate-pressure feedwater heater 41 that heats feedwater with steam extracted from the intermediate-pressure steam turbine 71 , and the high-pressure steam turbine 70 . and a high-pressure feed water heater 42 that heats the feed water with steam bled from.

低圧給水ヒータ40は、3つの給水ヒータ40、41、42の中で、給水流れにおける最も上流に配置されている。低圧給水ヒータ40の上流端部は、第1給水配管20を介して、復水器73と接続されている。第1給水配管20には、給水を流通させる復水ポンプ20aが設けられている。また、低圧給水ヒータ40は、第1抽気配管25を介して、低圧蒸気タービン72と接続されている。低圧給水ヒータ40では、給水と、第1抽気配管25を介して供給された蒸気とを熱交換している。 The low-pressure feed water heater 40 is arranged most upstream in the feed water flow among the three feed water heaters 40 , 41 , 42 . An upstream end of the low-pressure water supply heater 40 is connected to the condenser 73 via the first water supply pipe 20 . The first water supply pipe 20 is provided with a condensate pump 20a for supplying water. The low-pressure feedwater heater 40 is also connected to the low-pressure steam turbine 72 via the first extraction pipe 25 . The low-pressure feed water heater 40 exchanges heat between feed water and steam supplied through the first extraction pipe 25 .

低圧給水ヒータ40と中圧給水ヒータ41とは、第2給水配管21を介して接続されている。第2給水配管21には、給水を昇圧して流通させる給水ポンプ21aが設けられている。中圧給水ヒータ41と高圧給水ヒータ42とは、第3給水配管22を介して接続されている。また、中圧給水ヒータ41は、第2抽気配管26を介して、中圧蒸気タービン71と接続されている。中圧給水ヒータ41では、給水と、第2抽気配管26を介して供給された蒸気とを熱交換している。 The low-pressure water heater 40 and the medium-pressure water heater 41 are connected via the second water supply pipe 21 . The second water supply pipe 21 is provided with a water supply pump 21a that pressurizes and circulates water. The medium pressure water heater 41 and the high pressure water heater 42 are connected via the third water supply pipe 22 . The intermediate pressure feed water heater 41 is also connected to the intermediate pressure steam turbine 71 via the second extraction pipe 26 . The medium-pressure feed water heater 41 exchanges heat between feed water and steam supplied through the second extraction pipe 26 .

高圧給水ヒータ42の下流端部は、第4給水配管(給水流路)23を介して節炭器38の上流端に接続されている。第4給水配管23の途中位置には、第1給水開閉弁(切替手段)23aが設けられている。第1給水開閉弁23aは、開閉弁である。また、第4給水配管23の途中位置からは、第1給水開閉弁23aをバイパスするように、バイパス配管(第1バイパス流路)43が設けられている。すなわち、バイパス配管43の上流端は、第4給水配管23の第1給水開閉弁23aの上流側に接続されている。また、バイパス配管43の下流端は、第4給水配管23の第1給水開閉弁23aの下流側に接続されている。バイパス配管43には、第2給水開閉弁(切替手段)43aが設けられている。第2給水開閉弁43aは、開閉弁である。また、第4給水配管23には、第1給水温度計測器(給水温度計側手段)23bが設けられている。第1給水温度計測器23bは、第4給水配管23のうち、バイパス配管43の下流端との接続部分よりも下流側に設けられている。第1給水温度計測器23bは、第4給水配管23の内部を流通する給水のうち、バイパス配管43の下流端との接続部分よりも下流側を流通する給水の温度Thを計測する。すなわち、節炭器38へ供給される直前の給水の温度を計測している。第1給水温度計測器23bは、計測した温度を制御装置へ送信する。
また、高圧給水ヒータ42は、第3抽気配管27を介して、高圧蒸気タービン70と接続されている。高圧給水ヒータ42では、給水と、第3抽気配管27を介して供給された蒸気とを熱交換している。
A downstream end of the high pressure water supply heater 42 is connected to an upstream end of the economizer 38 via a fourth water supply pipe (water supply flow path) 23 . A first water supply opening/closing valve (switching means) 23 a is provided in the middle of the fourth water supply pipe 23 . The first water supply opening/closing valve 23a is an opening/closing valve. Further, a bypass pipe (first bypass flow path) 43 is provided from a midway position of the fourth water supply pipe 23 so as to bypass the first water supply opening/closing valve 23a. That is, the upstream end of the bypass pipe 43 is connected to the upstream side of the first water supply opening/closing valve 23 a of the fourth water supply pipe 23 . Further, the downstream end of the bypass pipe 43 is connected to the downstream side of the first water supply opening/closing valve 23 a of the fourth water supply pipe 23 . The bypass pipe 43 is provided with a second water supply opening/closing valve (switching means) 43a. The second water supply opening/closing valve 43a is an opening/closing valve. Further, the fourth water supply pipe 23 is provided with a first water supply temperature measuring device (water supply temperature gauge side means) 23b. The first water supply temperature measuring device 23 b is provided downstream of the connecting portion to the downstream end of the bypass pipe 43 in the fourth water supply pipe 23 . The first water supply temperature measuring instrument 23b measures the temperature Th of the water supply flowing through the fourth water supply pipe 23 downstream of the connecting portion with the downstream end of the bypass pipe 43 . That is, the temperature of the water supply immediately before being supplied to the economizer 38 is measured. The first water supply temperature measuring instrument 23b transmits the measured temperature to the control device.
The high pressure feed water heater 42 is also connected to the high pressure steam turbine 70 via the third extraction pipe 27 . The high-pressure feed water heater 42 exchanges heat between the feed water and the steam supplied through the third extraction pipe 27 .

太陽熱利用加熱部5は、熱媒が循環する循環流路50と、循環流路50に設けられる太陽熱集熱器(太陽熱加熱部)51と、循環流路50に設けられる太陽熱利用給水加熱器(第1熱交換部)52と、を備えている。また、循環流路50には、熱媒を循環させる熱媒ポンプ53及び太陽熱利用給水加熱器52の下流端と太陽熱集熱器51との間に設けられる熱媒温度計測器(熱媒温度計測手段)54が設けられている。熱媒温度計測器54は、計測した温度を制御装置へ送信する。循環流路50を循環する熱媒として、本実施形態では、例えば温度上昇しても液相を維持し相変化し難い油系熱媒を用いている。なお、熱媒はこれに限定されず、例えば、溶融塩系熱媒等であってもよい。 The solar heat utilization heating unit 5 includes a circulation flow path 50 in which a heat medium circulates, a solar heat collector (solar heat heating unit) 51 provided in the circulation flow path 50, and a solar heat utilization water supply heater ( a first heat exchange section) 52; In addition, in the circulation flow path 50, a heat medium temperature measuring instrument (heat medium temperature measuring means) 54 is provided. The heat medium temperature measuring instrument 54 transmits the measured temperature to the control device. As the heat medium circulating in the circulation flow path 50, in the present embodiment, for example, an oil-based heat medium that maintains a liquid phase even when the temperature rises and is less likely to undergo a phase change is used. Note that the heat medium is not limited to this, and may be, for example, a molten salt-based heat medium.

太陽熱集熱器51は、太陽光を集光させて発生するエネルギを利用して熱媒を加熱する。太陽熱集熱器51は、例えば、フレネル式(平面または少曲面反射鏡で熱媒を加熱する方式)であってもよく、トラフ式(曲面反射鏡で熱媒を加熱する方式)であってもよい。また、タワー式であってもよい。本実施形態では、太陽熱集熱器51が例えば並列的に複数設けられており、3台設けたものを図示している。なお、太陽熱集熱器51の台数はこれに限定されない。1台であってもよく、2台であってもよい。また、4台以上の複数台であってもよい。 The solar heat collector 51 heats the heat medium using energy generated by concentrating sunlight. The solar heat collector 51 may be, for example, of a Fresnel type (a system in which a heat medium is heated by a flat or small-curved reflector) or a trough type (a system in which a heat medium is heated by a curved reflector). good. Moreover, a tower type may be used. In this embodiment, for example, a plurality of solar heat collectors 51 are provided in parallel, and three solar heat collectors 51 are illustrated. Note that the number of solar heat collectors 51 is not limited to this. It may be one or two. In addition, the number of units may be four or more.

太陽熱利用給水加熱器52は、太陽熱集熱器51と熱媒ポンプ53との間に設けられている。太陽熱利用給水加熱器52は、太陽熱集熱器51で加熱された熱媒と、バイパス配管43を流通する給水とを熱交換させる。
熱媒温度計測器54は、循環流路50を循環する熱媒のうち、太陽熱集熱器51で加熱された直後の熱媒の温度Tоを計測している。
The solar heat utilization feed water heater 52 is provided between the solar heat collector 51 and the heat medium pump 53 . The solar heat utilization feed water heater 52 exchanges heat between the heat medium heated by the solar heat collector 51 and the feed water flowing through the bypass pipe 43 .
The heat medium temperature measuring device 54 measures the temperature To of the heat medium immediately after being heated by the solar heat collector 51 among the heat medium circulating in the circulation flow path 50 .

循環流路50には、熱媒の流量を調整するような装置は設けられていない。循環流路50では、太陽熱集熱器51で加熱された熱媒のすべてが太陽熱利用給水加熱器52へ供給されて所定の一定流量で循環している。また、太陽熱利用給水加熱器52で熱交換した熱媒のすべてが熱媒ポンプ53に導入されている。また、熱媒ポンプ53から吐出されたすべての熱媒が、太陽熱集熱器51へ供給されている。すなわち、循環流路50は、閉回路となっている。 The circulation flow path 50 is not provided with a device for adjusting the flow rate of the heat medium. In the circulation flow path 50, all of the heat medium heated by the solar heat collector 51 is supplied to the solar water heater 52 and circulated at a predetermined constant flow rate. All of the heat medium heat-exchanged in the solar feed water heater 52 is introduced into the heat medium pump 53 . Also, all the heat medium discharged from the heat medium pump 53 is supplied to the solar heat collector 51 . That is, the circulation flow path 50 is a closed circuit.

制御装置は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、及びコンピュータ読み取り可能な記憶媒体等から構成されている。そして、各種機能を実現するための一連の処理は、一例として、プログラムの形式で記憶媒体等に記憶されており、このプログラムをCPUがRAM等に読み出して、情報の加工・演算処理を実行することにより、各種機能が実現される。なお、プログラムは、ROMやその他の記憶媒体に予めインストールしておく形態や、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記憶された状態で提供される形態、有線又は無線による通信手段を介して配信される形態等が適用されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記憶媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、CD-ROM、DVD-ROM、半導体メモリ等である。 The control device includes, for example, a CPU (Central Processing Unit), a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), a computer-readable storage medium, and the like. A series of processes for realizing various functions are stored in a storage medium or the like in the form of a program, for example, and the CPU reads out this program to a RAM or the like, and executes information processing and arithmetic processing. As a result, various functions are realized. The program may be pre-installed in a ROM or other storage medium, provided in a state stored in a computer-readable storage medium, or delivered via wired or wireless communication means. etc. may be applied. Computer-readable storage media include magnetic disks, magneto-optical disks, CD-ROMs, DVD-ROMs, semiconductor memories, and the like.

制御装置は、各弁の開閉状態または開度を制御する。制御装置は、各ポンプの駆動及び停止を制御する。制御装置は、各温度計測器が計測する温度に基づいて、最終過熱器36から高圧蒸気タービン70へと供給される蒸気の温度が所定の温度となるように、蒸気温度制御処理を行う。 The controller controls the open/closed state or degree of opening of each valve. A control device controls the driving and stopping of each pump. The controller performs steam temperature control processing so that the temperature of the steam supplied from the final superheater 36 to the high-pressure steam turbine 70 reaches a predetermined temperature based on the temperature measured by each temperature measuring instrument.

以下に、制御装置が行う蒸気温度制御処理について、図2及び図3のフローチャートを用いて説明する。
蒸気温度制御処理を開始すると、制御装置はまず、最終過熱器36から排出される蒸気(すなわち、ボイラ3から排出される蒸気)の蒸気温度Tmの目標温度及び、最終過熱器36から排出される蒸気(すなわち、ボイラ3から排出される蒸気)の蒸気圧力Pmの目標圧力を設定する(S1)。蒸気温度Tmの目標温度及び蒸気圧力Pmの目標圧力は、例えば、高圧蒸気タービン70が定格で回転する際の温度及び圧力等に設定される。次に、制御装置は、S2に進み、節炭器38へ供給される直前の給水の温度Thが変化しているか否かを判断するとともに、太陽熱集熱器51で加熱された直後の熱媒の温度Tоが変化しているか否かを判断する。どちらか一方でも変化していると判断した場合には、制御装置は日射量に変化があったと判断しS3に進む。どちらの値も変化していないと判断した場合には、日射量に変化がないと判断し、所定時間後に再度S2を繰り返す。
Steam temperature control processing performed by the control device will be described below with reference to the flow charts of FIGS. 2 and 3. FIG.
When the steam temperature control process is started, the controller first sets the target steam temperature Tm of the steam discharged from the final superheater 36 (that is, the steam discharged from the boiler 3) and the target temperature Tm of the steam discharged from the final superheater 36. A target pressure for the steam pressure Pm of steam (that is, steam discharged from the boiler 3) is set (S1). The target temperature of the steam temperature Tm and the target pressure of the steam pressure Pm are set, for example, to the temperature and pressure when the high-pressure steam turbine 70 rotates at the rated speed. Next, the control device advances to S2 to determine whether or not the temperature Th of the water supply immediately before being supplied to the economizer 38 has changed, determines whether or not the temperature To of has changed. If it is determined that either one of them has changed, the control device determines that there has been a change in the amount of insolation, and proceeds to S3. If it is determined that neither value has changed, it is determined that the amount of solar radiation has not changed, and S2 is repeated again after a predetermined period of time.

S3では、制御装置は、給水温度Thが第1所定値よりも小さいか否かを判断するとともに、熱媒温度Tоが第2所定値よりも小さいか否かを判断する。どちらか一方でも所定値よりも小さいと判断した場合には、日射量が低減し、熱媒による給水の加熱が好適に行われていないと判断し、S4に進む。どちらも所定の値よりも大きいと判断した場合には、制御装置は、熱媒による給水の加熱が好適に行われていると判断し、S7に進む。なお、第1所定値及び第2所定値は、例えばそれぞれ、太陽熱利用給水加熱器52で熱交換を行い、発電部2が所定の最小発電出力(例えば25%負荷など)を行う場合の、節炭器38へ供給される直前の給水の温度Thと、太陽熱集熱器51で加熱された直後の熱媒の温度Tоとを用いることができる。また、太陽熱利用給水加熱器52で熱媒による給水の冷却を抑制するために、第1所定値及び第2所定値は、例えば、太陽熱利用給水加熱器52で熱交換を行う直前の給水の温度を用いてもよい。 In S3, the control device determines whether or not the feed water temperature Th is lower than a first predetermined value and whether or not the heat medium temperature To is lower than a second predetermined value. If it is determined that either one of them is smaller than the predetermined value, it is determined that the amount of solar radiation is reduced and that the heat medium is not properly heating the water supply, and the process proceeds to S4. If it is determined that both are greater than the predetermined value, the control device determines that the heat medium is suitably heating the water supply, and proceeds to S7. It should be noted that the first predetermined value and the second predetermined value are, for example, heat exchange in the solar feed water heater 52, respectively, and the power generation unit 2 performs a predetermined minimum power generation output (for example, 25% load). The temperature Th of the feed water immediately before it is supplied to the charcoal generator 38 and the temperature To of the heat medium immediately after being heated by the solar heat collector 51 can be used. Further, in order to suppress the cooling of the feed water by the heat medium in the solar feed water heater 52, the first predetermined value and the second predetermined value are, for example, the temperature of the feed water immediately before heat exchange in the solar feed water heater 52. may be used.

S4では、制御装置は、第1給水開閉弁23aを閉状態から開状態とするとともに、第2給水開閉弁43aを開状態から閉状態とする。次に、制御装置は、熱媒ポンプ53を停止させる(S5)。熱媒ポンプ53を停止させると、次に制御装置は、S6に進み、熱媒温度Tоが第2所定値よりもα分高い温度(第2所定値+α)以上か否かを判断する。第2所定値+α以上であると判断すると、日射量が増大して、熱媒による給水の加熱が好適に行える日射量となったと判断する。そして、まず、熱媒ポンプ53を起動する。次に、第2給水開閉弁43aを閉状態から開状態とするとともに、第1給水開閉弁23aを開状態から閉状態とする。そして、S7へ進む。S6で、第2所定値+αよりも小さいと判断すると、熱媒による給水の加熱が好適に行える日射量となっていないと判断し、所定時間後に再度S6を繰り返す。なお、このように、熱媒による給水の加熱を再開する温度を、第2所定値よりもα分高い温度とすることで、ヒステリシスを持たせることができるので、チャタリングを抑制することができる。例えば、αは、0.5~10℃の間の適当な値を用いてもよい。 In S4, the control device opens the first water supply opening/closing valve 23a from the closed state, and closes the second water supply opening/closing valve 43a from the open state. Next, the control device stops the heat medium pump 53 (S5). After stopping the heat medium pump 53, the control device proceeds to S6 and determines whether or not the heat medium temperature To is higher than the second predetermined value by the amount of α (second predetermined value+α) or higher. If it is determined to be equal to or greater than the second predetermined value +α, it is determined that the amount of solar radiation has increased and the amount of solar radiation has reached a value that allows the heat medium to suitably heat the water supply. Then, first, the heat medium pump 53 is started. Next, the second water supply opening/closing valve 43a is changed from the closed state to the open state, and the first water supply opening/closing valve 23a is changed from the open state to the closed state. Then, the process proceeds to S7. If it is determined in S6 that the amount is smaller than the second predetermined value +α, it is determined that the amount of solar radiation is not sufficient to suitably heat the water supply using the heat medium, and S6 is repeated after a predetermined period of time. By setting the temperature at which the heating of the water supply by the heat medium is resumed to be higher than the second predetermined value by the amount of α, hysteresis can be provided and chattering can be suppressed. For example, a suitable value between 0.5 and 10°C may be used for α.

S7に進むと、制御装置は、給水温度Thに基づいて、ボイラ3に投入する燃料の流量の推定量を算出する。次にS8に進み、先行制御としてS7で推定した燃料の流量となるように、燃料流量調整弁33aの開度を制御し、バーナ31に供給される燃料の流量を調整する。ボイラ3に投入する燃料の流量の推定量は、例えば高圧蒸気タービン70への蒸気供給流量(もしくは発電部2の発電出力)や給水温度Thに基づいて、内部関数として設定されていてもよい。なお、燃料流量調整弁33aの開度は、後述するS10でも制御するため、S8で行う燃料流量調整弁33aの開度の制御は、S10での制御に対する先行制御である。 Proceeding to S7, the control device calculates an estimated amount of the flow rate of the fuel to be supplied to the boiler 3 based on the feed water temperature Th. Next, in S8, the flow rate of the fuel supplied to the burner 31 is adjusted by controlling the opening degree of the fuel flow rate adjusting valve 33a so that the fuel flow rate estimated in S7 is achieved as the preceding control. The estimated amount of the flow rate of the fuel supplied to the boiler 3 may be set as an internal function based on, for example, the steam supply flow rate to the high-pressure steam turbine 70 (or the power generation output of the power generation section 2) and the feed water temperature Th. Since the degree of opening of the fuel flow rate adjusting valve 33a is also controlled in S10, which will be described later, the control of the degree of opening of the fuel flow rate adjusting valve 33a performed in S8 is prior control to the control in S10.

燃料流量調整弁33aの先行制御が終了すると、制御装置は、ボイラ3内における蒸気の温度の制御処理を実行する(調整工程)。具体的には、まずS9で、スプレイ水量調整弁39aの開度を制御し、最終過熱低減器35に供給されるスプレイ水の量を調整する。詳細には、S9で制御装置は、蒸気温度Tmが目標温度となるように、スプレイ水量調整弁39aの開度を制御する。
次に、制御装置は、S10に進み、燃料流量調整弁33aの開度を制御し、バーナ31に供給される燃料の流量を調整する。詳細には、S10で制御装置は、最終過熱低減器35直前の蒸気温度Tsが所定の温度となるように、燃料流量調整弁33aの開度を制御する。
After the preceding control of the fuel flow rate adjustment valve 33a is finished, the control device executes a process of controlling the temperature of the steam in the boiler 3 (adjustment step). Specifically, first, in S9, the opening degree of the spray water amount adjusting valve 39a is controlled to adjust the amount of spray water supplied to the final desuperheater 35. FIG. Specifically, in S9, the control device controls the opening degree of the spray water amount adjustment valve 39a so that the steam temperature Tm becomes the target temperature.
Next, the control device advances to S10, controls the opening degree of the fuel flow control valve 33a, and adjusts the flow rate of the fuel supplied to the burner 31. FIG. Specifically, in S10, the control device controls the opening degree of the fuel flow control valve 33a so that the steam temperature Ts immediately before the final desuperheater 35 reaches a predetermined temperature.

次に、制御装置は、S11に進み、ボイラ3から出力する蒸気温度Tmが目標の蒸気温度か否かを判断する。蒸気温度Tmが目標の蒸気温度であると判断した場合には、S12に進む。蒸気温度Tmが目標の蒸気温度ではないと判断した場合には、S9に戻る。S12では、制御装置は、給水温度Thが第3所定値よりも小さいか否かを判断する。第3所定値は、例えば、節炭器38内において給水が蒸発する温度の値に設定される。第3所定値以上であると判断した場合には、節炭器38内において給水が蒸気化していると判断しS3に戻り、給水温度Thが第1所定値よりも小さいか否か、熱媒温度Tоが第2所定値よりも小さいか否かを再度判断して必要なステップを実施する。第3所定値よりも小さいと判断した場合には、S13へ進む。S13では、蒸気温度Tm及び蒸気圧力Pmを維持されているため、蒸気流量調整弁13cの開度を変化させないように維持することができる。蒸気流量調整弁13cの開度を維持すると、制御装置は、本処理を終了する。 Next, the control device proceeds to S11 and determines whether the steam temperature Tm output from the boiler 3 is the target steam temperature. When it is determined that the steam temperature Tm is the target steam temperature, the process proceeds to S12. If it is determined that the steam temperature Tm is not the target steam temperature, the process returns to S9. In S12, the control device determines whether or not the feed water temperature Th is lower than a third predetermined value. The third predetermined value is set, for example, to the value of the temperature at which feedwater evaporates within the economizer 38 . If it is determined that the temperature Th is equal to or higher than the third predetermined value, it is determined that the feed water is vaporized in the economizer 38, and the process returns to S3. It is determined again whether the temperature To is smaller than the second predetermined value and the necessary steps are performed. If it is determined that it is smaller than the third predetermined value, the process proceeds to S13. In S13, since the steam temperature Tm and the steam pressure Pm are maintained, it is possible to keep the opening of the steam flow control valve 13c unchanged. After maintaining the opening degree of the steam flow rate control valve 13c, the control device ends this process.

次に、本実施形態における水及び蒸気の流れについて説明する。
復水器73から排出された給水は、復水ポンプ20aへ供給される。復水ポンプ20aから吐出された給水は、まず低圧給水ヒータ40に導入される。低圧給水ヒータ40では、第1給水配管20を介して導入された給水と、低圧タービンから第1抽気配管25を介して導入された蒸気とが熱交換することで、給水が加熱される。低圧給水ヒータ40で加熱された給水は、低圧給水ヒータ40から排出され、給水ポンプ21aへ供給されて昇圧する。給水ポンプ21aから吐出された給水は、中圧給水ヒータ41に導入される。中圧給水ヒータ41では、第2給水配管21を介して導入された給水と、中圧タービンから第2抽気配管26を介して導入された蒸気とが熱交換することで、給水が加熱される。中圧給水ヒータ41で加熱された給水は、中圧給水ヒータ41から排出され、高圧給水ヒータ42へ導入される。高圧給水ヒータ42では、第3給水配管22を介して導入された給水と、高圧タービンから第3抽気配管27を介して導入された蒸気とが熱交換することで、給水が加熱される。高圧給水ヒータ42で加熱された給水は、高圧給水ヒータ42から第4給水配管23へ排出される。第4給水配管23内を流通する給水は、290~300℃程度(温度は本実施形態での一例であり、これに限定されない)まで昇温されている。
Next, the flow of water and steam in this embodiment will be described.
The feed water discharged from the condenser 73 is supplied to the condensate pump 20a. The feed water discharged from the condensate pump 20 a is first introduced into the low-pressure feed water heater 40 . In the low-pressure feedwater heater 40, feedwater is heated by heat exchange between feedwater introduced through the first feedwater pipe 20 and steam introduced from the low-pressure turbine through the first extraction pipe 25. The water heated by the low-pressure water supply heater 40 is discharged from the low-pressure water supply heater 40 and supplied to the water supply pump 21a to increase the pressure. The water discharged from the water supply pump 21 a is introduced into the intermediate pressure water supply heater 41 . In the intermediate-pressure feedwater heater 41, the feedwater is heated by heat exchange between the feedwater introduced through the second feedwater pipe 21 and the steam introduced from the intermediate-pressure turbine through the second extraction pipe 26. . The water heated by the medium-pressure water supply heater 41 is discharged from the medium-pressure water supply heater 41 and introduced into the high-pressure water supply heater 42 . In the high pressure feed water heater 42, the feed water is heated by heat exchange between the feed water introduced through the third feed pipe 22 and the steam introduced from the high pressure turbine through the third extraction pipe 27. The water heated by the high pressure water supply heater 42 is discharged from the high pressure water supply heater 42 to the fourth water supply pipe 23 . The temperature of the water supply flowing through the fourth water supply pipe 23 is raised to approximately 290 to 300° C. (the temperature is an example in the present embodiment and is not limited to this).

第4給水配管23を流通する給水は、第1給水開閉弁23aが開状態であって、第2給水開閉弁43aが閉状態の場合には、そのままボイラ3に設けられた節炭器38へ供給される。一方、第4給水配管23を流通する給水は、第1給水開閉弁23aが閉状態であって、第2給水開閉弁43aが開状態の場合には、全流量がバイパス配管43へ流入する。バイパス配管43を流通する給水は、太陽熱利用給水加熱器52に導入される。太陽熱利用給水加熱器52では、給水と循環流路50を流通する熱媒とが熱交換することで、給水が加熱される(熱交換工程)。太陽熱利用給水加熱器52で加熱された給水は、太陽熱利用給水加熱器52から排出され、バイパス配管43を介して、再度第4給水配管23に流入する。第4配管に流入した給水は、ボイラ3に設けられた節炭器38へ供給される。この時の給水温度Thは、300~310℃程度(温度は本実施形態での一例であり、これに限定されない)まで昇温されている。 When the first water supply opening/closing valve 23a is open and the second water supply opening/closing valve 43a is closed, the water flowing through the fourth water supply pipe 23 is directly sent to the economizer 38 provided in the boiler 3. supplied. On the other hand, when the first water supply opening/closing valve 23a is closed and the second water supply opening/closing valve 43a is open, the entire flow of water flowing through the fourth water supply pipe 23 flows into the bypass pipe 43. The feed water flowing through the bypass pipe 43 is introduced into the solar feed water heater 52 . In the solar heat-utilizing feed water heater 52, the feed water is heated by heat exchange between the feed water and the heat medium flowing through the circulation flow path 50 (heat exchange step). The water heated by the solar water heater 52 is discharged from the solar water heater 52 and flows into the fourth water supply pipe 23 again through the bypass pipe 43 . The feed water that has flowed into the fourth pipe is supplied to the economizer 38 provided in the boiler 3 . At this time, the feed water temperature Th is raised to approximately 300 to 310° C. (the temperature is an example in the present embodiment and is not limited to this).

節炭器38へ供給された給水は、節炭器38において、ボイラ3内で燃焼ガスと熱交換を行い、加熱される。節炭器38で加熱された給水は、節炭器38から排出され、第5給水配管24を介して、上流側過熱器34へ供給される。なお、第5給水配管24内を流通する給水は火炉30からの熱により飽和蒸気となり、上流側過熱器34に供給される。第5給水配管24の途中には図示しない熱交換器(蒸発器)があり給水を蒸発させてもよい。上流側過熱器34では、第5給水配管24を介して導入された蒸気と、燃焼ガスとが熱交換することで、蒸気が過熱される。上流側過熱器34で過熱された蒸気は、上流側過熱器34から排出され、最終過熱低減器35へ導入される。最終過熱低減器35では、第5給水配管24から抽水されたスプレイ水を、蒸気へ噴霧することで、蒸気の温度を調整する。最終過熱低減器35から排出された蒸気は、第2蒸気配管12を介して、最終過熱器36へ導入される。最終過熱器36では、第2蒸気配管12を介して導入された蒸気と、燃焼ガスとが熱交換することで、蒸気が過熱される。最終過熱器36で過熱された蒸気は、最終過熱器36から排出されるとともに、ボイラ3から出力される(蒸気生成工程)。 The feed water supplied to the economizer 38 exchanges heat with the combustion gas in the boiler 3 in the economizer 38 and is heated. The feed water heated by the economizer 38 is discharged from the economizer 38 and supplied to the upstream superheater 34 via the fifth feed water pipe 24 . The water flowing through the fifth water supply pipe 24 becomes saturated steam due to the heat from the furnace 30 and is supplied to the upstream superheater 34 . A heat exchanger (evaporator) (not shown) may be provided in the middle of the fifth water supply pipe 24 to evaporate the water supply. In the upstream superheater 34, the steam introduced through the fifth water supply pipe 24 exchanges heat with the combustion gas, thereby superheating the steam. The steam superheated by the upstream superheater 34 is discharged from the upstream superheater 34 and introduced into the final desuperheater 35 . The final desuperheater 35 adjusts the temperature of the steam by spraying the spray water extracted from the fifth water supply pipe 24 onto the steam. The steam discharged from the final desuperheater 35 is introduced into the final superheater 36 via the second steam pipe 12 . In the final superheater 36, the steam introduced through the second steam pipe 12 exchanges heat with the combustion gas, thereby superheating the steam. The steam superheated by the final superheater 36 is discharged from the final superheater 36 and output from the boiler 3 (steam generation step).

最終過熱器36から排出される蒸気は、第3蒸気配管13を介して、高圧蒸気タービン70へ供給される。高圧蒸気タービン70へ供給された蒸気は、高圧蒸気タービン70を回転させ、高圧蒸気タービン70から排出される。高圧蒸気タービン70から排出された蒸気は、第4蒸気配管14を介して再熱器37へ供給される。すなわち、再度にボイラ3へ導入される。再熱器37では、第4蒸気配管14を介して導入された蒸気と、燃焼ガスとが熱交換することで、蒸気が加熱される。再熱器37で加熱された蒸気は、再熱器37から排出されるとともに、ボイラ3から再度に出力される。 Steam discharged from the final superheater 36 is supplied to the high pressure steam turbine 70 via the third steam pipe 13 . The steam supplied to the high pressure steam turbine 70 rotates the high pressure steam turbine 70 and is discharged from the high pressure steam turbine 70 . Steam discharged from the high-pressure steam turbine 70 is supplied to the reheater 37 via the fourth steam pipe 14 . That is, it is introduced into the boiler 3 again. In the reheater 37, the steam introduced through the fourth steam pipe 14 exchanges heat with the combustion gas to heat the steam. The steam heated by the reheater 37 is discharged from the reheater 37 and output again from the boiler 3 .

再熱器37から出力される蒸気は、第5蒸気配管15を介して、中圧蒸気タービン71へ供給される。中圧蒸気タービン71へ供給された蒸気は、中圧蒸気タービン71を回転駆動させ、中圧蒸気タービン71から排出される。中圧蒸気タービン71から排出された蒸気は、第6蒸気配管16を介して低圧蒸気タービン72へ供給される。低圧蒸気タービン72へ供給された蒸気は、低圧蒸気タービン72を回転させ、低圧蒸気タービン72から排出される。低圧蒸気タービン72から排出された蒸気は、第7蒸気配管17を介して復水器73へ供給される。復水器73へ供給された蒸気は、冷却されることで凝縮する。凝縮した蒸気(すなわち水)は給水となって、復水ポンプ20aへ導入される。 Steam output from the reheater 37 is supplied to the intermediate pressure steam turbine 71 via the fifth steam pipe 15 . The steam supplied to the intermediate pressure steam turbine 71 rotates the intermediate pressure steam turbine 71 and is discharged from the intermediate pressure steam turbine 71 . Steam discharged from the intermediate pressure steam turbine 71 is supplied to the low pressure steam turbine 72 via the sixth steam pipe 16 . The steam supplied to the low pressure steam turbine 72 rotates the low pressure steam turbine 72 and is discharged from the low pressure steam turbine 72 . Steam discharged from the low-pressure steam turbine 72 is supplied to the condenser 73 via the seventh steam pipe 17 . The steam supplied to the condenser 73 is cooled and condensed. The condensed steam (that is, water) becomes feed water and is introduced into the condensate pump 20a.

次に、本実施形態における熱媒の流れについて説明する。
熱媒ポンプ53から吐出された熱媒は、循環流路50を流通し、太陽熱集熱器51へ導入される。太陽熱集熱器51では、太陽光を集光することにより発生するエネルギから、熱媒を加熱する(熱媒加熱工程)。太陽熱集熱器51から排出された熱媒は、循環流路50を流通し、太陽熱利用給水加熱器52へ導入される。太陽熱利用給水加熱器52では、熱媒と給水とを熱交換する(熱交換工程)。この時の熱媒温度Toは、320~350℃程度(温度は本実施形態での一例であり、これに限定されない)まで昇温されている。太陽熱利用給水加熱器52から排出された熱媒は、熱媒ポンプ53へ供給される。
Next, the flow of the heat medium in this embodiment will be described.
The heat medium discharged from the heat medium pump 53 flows through the circulation flow path 50 and is introduced into the solar heat collector 51 . The solar heat collector 51 heats the heat medium from the energy generated by concentrating the sunlight (heat medium heating step). The heat medium discharged from the solar heat collector 51 flows through the circulation flow path 50 and is introduced into the solar heat utilization feed water heater 52 . In the solar heat-utilizing feed water heater 52, heat is exchanged between the heat medium and the feed water (heat exchange step). At this time, the heat medium temperature To is raised to approximately 320 to 350° C. (the temperature is an example in the present embodiment and is not limited to this). The heat medium discharged from the solar water heater 52 is supplied to the heat medium pump 53 .

本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。 According to this embodiment, the following effects are obtained.

日射量の変化に応じて、太陽熱集熱器51で集光することにより発生するエネルギの量は変化する。太陽熱集熱器51で発生するエネルギの量が変化すると、太陽熱集熱器51における熱媒の加熱量も変化する。また、熱媒の加熱量が変化することで、循環する熱媒の温度が変化するため、太陽熱利用給水加熱器52において熱媒と給水とが交換する熱の量も変化する。したがって、第4給水配管23からボイラ3に供給される給水の温度も変化する。従来のボイラでは、ボイラ3に供給される給水の温度が変化することで、ボイラ3で生成される蒸気の温度も変化する。このように、日射量に変化が生じると、それに応じて、従来のボイラ3では、生成される蒸気の温度も変化する。 The amount of energy generated by collecting light with the solar heat collector 51 changes according to changes in the amount of solar radiation. When the amount of energy generated by the solar heat collector 51 changes, the heating amount of the heat medium in the solar heat collector 51 also changes. Moreover, since the temperature of the circulating heat medium changes due to the change in the heating amount of the heat medium, the amount of heat exchanged between the heat medium and the water supply in the solar water heater 52 also changes. Therefore, the temperature of the water supplied to the boiler 3 from the fourth water supply pipe 23 also changes. In a conventional boiler, the temperature of the steam generated by the boiler 3 changes as the temperature of the feed water supplied to the boiler 3 changes. In this way, when the amount of solar radiation changes, the temperature of the steam generated in the conventional boiler 3 also changes accordingly.

本実施形態では、制御装置によって、最終過熱低減器35に供給されるスプレイ水の量及びボイラ3に投入される燃料の供給量の両方を調整することで、ボイラ3で生成される蒸気の温度を時間遅れの発生を抑制して調整している。
ボイラ3で生成される蒸気の温度は、最終過熱低減器35に供給されるスプレイ水の量による制御で、時間遅れが少なく応答性に優れて制御される。スプレイ水の量が増加すると、上流側過熱器34へ導入される蒸気流量が減少して最終過熱低減器35入口の蒸気温度も変動するため、最終的にはボイラ3に投入される燃料の供給量の調整を行うことで、ボイラ3での本質的な熱バランスが行なわれ、生成される蒸気温度を長期的なバランス変動を制御して実施することができる。
これにより、日射量に変化が生じて、ボイラ3に供給される給水の温度が変化した場合であっても、ボイラ3で生成される蒸気の温度を迅速に所望の温度にして、ボイラ3から出力することができる。また、蒸気の温度を所望の温度とすることができるので、ボイラ3で生成される蒸気の圧力も所望の圧力で安定させることができる。
また、本実施形態では、ボイラ3で生成される蒸気の温度及び圧力を所望の温度及び圧力にすることができるので、発電機8で発電する発電量を所望の発電量とすることができる。また、発電機8での発電量を一定とすることができるので、電力を安定的に供給することができる。すなわち、太陽光の日射量の変化が発生しても、発電プラント100から出力する電力を所望の電力量で安定して供給することができる。
In this embodiment, the control device adjusts both the amount of spray water supplied to the final desuperheater 35 and the amount of fuel supplied to the boiler 3, so that the temperature of the steam generated in the boiler 3 is adjusted by suppressing the occurrence of time delay.
The temperature of the steam generated in the boiler 3 is controlled by the amount of spray water supplied to the final desuperheater 35, and is controlled with little time delay and excellent responsiveness. When the amount of spray water increases, the flow rate of steam introduced into the upstream superheater 34 decreases and the steam temperature at the inlet of the final desuperheater 35 also fluctuates. Quantitative adjustments provide an inherent heat balance in the boiler 3, and the steam temperature produced can be implemented with controlled long-term balance fluctuations.
As a result, even when the temperature of the feed water supplied to the boiler 3 changes due to a change in the amount of solar radiation, the temperature of the steam generated in the boiler 3 is quickly brought to the desired temperature, and the steam is discharged from the boiler 3. can be output. Moreover, since the temperature of the steam can be set to the desired temperature, the pressure of the steam generated in the boiler 3 can also be stabilized at the desired pressure.
In addition, in this embodiment, the temperature and pressure of the steam generated by the boiler 3 can be set to the desired temperature and pressure, so the power generation amount generated by the generator 8 can be set to the desired power generation amount. In addition, since the amount of power generated by the generator 8 can be kept constant, power can be stably supplied. That is, even if the amount of solar radiation changes, the power output from the power plant 100 can be stably supplied at a desired amount.

また、本実施形態では、最終過熱低減器35に供給されるスプレイ水の量及びボイラ3に投入される燃料の供給量を調整することで、ボイラ3で生成される蒸気の温度を調整している。すなわち、ボイラ3で生成される蒸気の温度を調整する調整手段が、ボイラ3に設けられている。換言すれば、太陽熱利用加熱部5には、熱媒の温度を調整する調整手段が設けられていなく、熱媒の循環流量は所定の一定流量としてもよい。これにより、太陽熱利用加熱部5には、太陽光を集光させて発生するエネルギで熱媒を加熱して、熱媒の温度を積極的に低減させるなど調整する構成等が存在しない構成となるため、太陽光から得た熱の略全部をボイラ3へ供給される給水の加熱に利用することができる。このように、太陽光の日射量の変化が生じても、太陽光を集光させて発生するエネルギから熱媒を加熱して得た熱の略全部を給水の加熱に利用することができる。このため、太陽光から得た熱を積極的に低減させる装置等を設ける構成等の、温度を調整する構成等を設ける構成と比較して、ボイラ3へ供給する給水への伝熱量を多くして、給水の温度を高くすることができる。よって、ボイラ3において給水を加熱するために用いられる燃料を低減することができる。
なお、太陽光から得た熱を積極的に低減させる装置等を設ける構成等の、温度を調整する構成等を設ける構成とは、例えば、日射量の変化が生じた際に太陽光から得たエネルギを積極的に低減させて熱媒の加熱後の温度を維持する構成等を設けて太陽光から得た熱を積極的に低減させる構成等が挙げられる。また、例えば、熱媒の循環流量を変化させて熱媒の温度を調整する調整手段を設ける構成や、熱媒と熱交換する給水量を調整する調整手段を設ける構成が挙げられる。
Further, in this embodiment, the temperature of the steam generated in the boiler 3 is adjusted by adjusting the amount of spray water supplied to the final desuperheater 35 and the amount of fuel supplied to the boiler 3. there is That is, the boiler 3 is provided with adjusting means for adjusting the temperature of the steam generated by the boiler 3 . In other words, the solar heat utilization heating unit 5 is not provided with an adjusting means for adjusting the temperature of the heat medium, and the circulation flow rate of the heat medium may be a predetermined constant flow rate. As a result, the solar heat utilization heating unit 5 is configured to heat the heat medium with the energy generated by condensing the sunlight and to actively reduce the temperature of the heat medium. Therefore, substantially all of the heat obtained from sunlight can be used for heating the feed water supplied to the boiler 3 . In this way, almost all of the heat obtained by heating the heat medium from the energy generated by condensing the sunlight can be used to heat the feed water even if the amount of sunlight changes. For this reason, the amount of heat transferred to the feed water supplied to the boiler 3 is increased compared to a configuration in which a configuration for adjusting the temperature is provided, such as a configuration in which a device for actively reducing the heat obtained from sunlight is provided. can increase the temperature of the feed water. Therefore, the fuel used for heating the feed water in the boiler 3 can be reduced.
Note that the configuration in which a configuration for adjusting the temperature, such as a configuration in which a device is provided to actively reduce the heat obtained from sunlight, for example, is a configuration in which heat obtained from sunlight changes when the amount of solar radiation changes. Examples include a configuration for actively reducing the heat obtained from the sunlight by providing a configuration for actively reducing the energy to maintain the temperature of the heat medium after heating. Further, for example, there is a configuration in which adjusting means is provided to adjust the temperature of the heat medium by changing the circulation flow rate of the heat medium, and a configuration in which an adjusting means is provided to adjust the amount of water supply for heat exchange with the heat medium.

本実施形態では、節炭器38へ供給される直前の給水の温度Thに基づいて、燃料の供給量を先行制御している。節炭器38は、最終過熱器36や上流側過熱器34よりも、上記流れにおいて、上流側に設けられている。すなわち、節炭器38は、最終過熱器36や上流側過熱器34よりも、太陽熱利用給水加熱器52に近い位置に設けられている。これにより、節炭器38に供給される給水は、日射量が変化した際に、下流側に設けられた熱交換器に供給される給水や蒸気よりも、早く温度変化が発生する。したがって、節炭器38へ供給される直前の給水の温度Thに基づいて燃料の供給量を先行制御することで、より迅速に日射量の変化に対応することができる。よって、最終過熱低減器35に供給されるスプレイ水の量及びボイラ3に投入される燃料の供給量の両方を調整することで、ボイラ3で生成される蒸気の温度を調整する前に燃料の供給量を先行制御することができる。したがって、より正確かつ迅速に、全体制御系の時定数による整定への時間遅れを抑制して、ボイラ3で生成される蒸気温度Tmが所望の温度となるように燃料の供給量を制御することができる。 In this embodiment, the fuel supply amount is preliminarily controlled based on the temperature Th of the water supply just before it is supplied to the economizer 38 . The economizer 38 is provided upstream of the final superheater 36 and the upstream superheater 34 in the flow. That is, the economizer 38 is provided closer to the solar feed water heater 52 than the final superheater 36 and the upstream superheater 34 . As a result, the temperature of the water supplied to the economizer 38 changes faster than the water and steam supplied to the heat exchanger provided downstream when the amount of solar radiation changes. Therefore, by pre-controlling the fuel supply amount based on the temperature Th of the water supply immediately before being supplied to the economizer 38, it is possible to respond more quickly to changes in the amount of solar radiation. Therefore, by adjusting both the amount of spray water supplied to the final desuperheater 35 and the amount of fuel supplied to the boiler 3, it is possible to reduce the amount of fuel before adjusting the temperature of the steam generated by the boiler 3. The feed rate can be pre-controlled. Therefore, it is possible to more accurately and quickly control the amount of fuel supply so that the steam temperature Tm generated in the boiler 3 reaches a desired temperature by suppressing the time delay to settling due to the time constant of the overall control system. can be done.

なお、燃料の供給量の先行制御は、太陽熱集熱器51から太陽熱利用給水加熱器52へ供給される熱媒の温度Tоに基づいて行ってもよい。
太陽光の日射量が変化すると、太陽熱集熱器51での熱媒の加熱量が変化する。このため、太陽熱集熱器51から太陽熱利用給水加熱器52へ供給される熱媒温度Tоも変化する。よって、熱媒温度Toは、日射量の変化に対して迅速に変化する。したがって、熱媒温度Tоに基づいて燃料の供給量を先行制御することで、さらに迅速に日射量の変化に対応することができる。よって、全体制御系の時定数による整定にさらに時間的余裕を持たせることができるので、さらに正確に、整定への時間遅れを抑制してボイラ3で生成される蒸気温度Tmが所望の温度となるように燃料の供給量を制御することができる。
The preliminary control of the fuel supply amount may be performed based on the temperature To of the heat medium supplied from the solar heat collector 51 to the solar water heater 52 .
When the amount of solar radiation changes, the heating amount of the heat medium in the solar heat collector 51 changes. Therefore, the heat medium temperature To supplied from the solar heat collector 51 to the solar water heater 52 also changes. Therefore, the heat medium temperature To changes quickly with changes in the amount of solar radiation. Therefore, by preliminarily controlling the amount of fuel supply based on the heat medium temperature To, it is possible to more quickly respond to changes in the amount of solar radiation. Therefore, it is possible to provide a further time margin for settling by the time constant of the overall control system, so that the time delay to settling can be suppressed and the steam temperature Tm generated in the boiler 3 can be more accurately adjusted to the desired temperature. The amount of fuel supplied can be controlled so that

本実施形態では、給水温度Thが第1所定値よりも低い場合、または、熱媒温度Tоが第2所定値よりも低い場合に、バイパス配管43に給水が流入しないように第1給水開閉弁23a及び第2給水開閉弁43aを制御している。すなわち、給水温度Thまたは熱媒温度Tоが所定値よりも低い場合には、太陽熱利用給水加熱器52へ給水が供給されないようになっている。これにより、熱媒により好適に給水を加熱できない場合に、太陽熱利用給水加熱器52へと給水が供給されないようにすることができる。したがって、太陽熱利用給水加熱器52で熱媒による給水の冷却を抑制することができる。なお、バイパス配管43に給水が流入しないようにしても、給水ヒータ40、41、42において、給水の加熱を行うとともに、ボイラ3にて出力される蒸気の温度制御を行うことができるので、ボイラ3の運転を継続することができる。 In this embodiment, when the feed water temperature Th is lower than the first predetermined value, or when the heat medium temperature To is lower than the second predetermined value, the first feed water opening/closing valve is operated so that the feed water does not flow into the bypass pipe 43. 23a and the second water supply opening/closing valve 43a. That is, when the feed water temperature Th or the heat medium temperature To is lower than a predetermined value, feed water is not supplied to the solar feed water heater 52 . Accordingly, when the heat medium cannot suitably heat the water, the water is not supplied to the solar water heater 52 . Therefore, it is possible to suppress the cooling of the water supply by the heating medium in the solar water supply heater 52 . Even if the feed water is prevented from flowing into the bypass pipe 43, the feed water heaters 40, 41, and 42 can heat the feed water and control the temperature of the steam output from the boiler 3. 3 operation can be continued.

また、本実施形態では、太陽熱利用部を循環する熱媒として、温度上昇しても液相を維持し相変化し難い熱媒として、例えば油系熱媒を用いている。これにより、熱媒の循環加圧を低くすることができるので、太陽熱集熱器51の集熱管などの耐圧要求が低くなるため、太陽熱集熱器51等の製造コストを抑制することができる。 In addition, in the present embodiment, as the heat medium circulating in the solar heat utilization unit, for example, an oil-based heat medium is used as a heat medium that maintains a liquid phase and does not undergo a phase change even when the temperature rises. As a result, the circulating pressurization of the heat medium can be reduced, so that the pressure resistance required for the heat collection pipes of the solar heat collector 51 can be reduced, so that the manufacturing cost of the solar heat collector 51 and the like can be suppressed.

〔第2実施形態〕
次に、本実施形態に係る第2実施形態について図4を用いて説明する。
第2実施形態に係る発電プラント200は、バイパス配管を設ける位置等が第1実施形態と相違している。したがって、第1実施形態と同様の構成については、同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。
[Second embodiment]
Next, a second embodiment according to this embodiment will be described with reference to FIG.
The power plant 200 according to the second embodiment is different from the first embodiment in the position of providing the bypass pipe. Therefore, configurations similar to those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed descriptions thereof are omitted.

本実施形態に係るボイラシステム81のバイパス配管(第2バイパス流路)82は、上流端が、給水ポンプ21aと中圧給水ヒータ41との間の第2給水配管21に接続されている。すなわち、バイパス配管82は、給水ポンプ21aの後流側から中圧給水ヒータ(第2熱交換部)41及び高圧給水ヒータ(第2熱交換部)42をバイパスするように設けられている。 A bypass pipe (second bypass flow path) 82 of the boiler system 81 according to the present embodiment is connected at its upstream end to the second feed water pipe 21 between the feed water pump 21 a and the intermediate pressure feed water heater 41 . That is, the bypass pipe 82 is provided so as to bypass the intermediate pressure water heater (second heat exchange section) 41 and the high pressure water heater (second heat exchange section) 42 from the downstream side of the water supply pump 21a.

また、本実施形態では、第1給水開閉弁83が、バイパス配管82の分岐部分と中圧給水ヒータ41との間に設けられている。また、第1給水開閉弁83は、開閉弁である。また、バイパス配管82には、開閉弁である第2給水開閉弁43aと、流量調整弁である第3給水流量調整弁84とが設けられている。第3給水流量調整弁84は、第2給水開閉弁43aよりも下流側に設けられている。また、第3給水流量調整弁84は、開度を調整することで、バイパス配管82の内部を流通する給水の流量を調整することができる。
第3給水流量調整弁84の開度は、バイパス配管82に流入する給水の量が、全体給水の流量に対して、本実施形態では例えば、10%から50%程度となるように設定されている。すなわち、本実施形態では、中圧給水ヒータ41及び高圧給水ヒータ42と、太陽熱利用給水加熱器52とが並列に設けられており、どちらでも給水を加熱している。
Further, in this embodiment, the first water supply opening/closing valve 83 is provided between the branched portion of the bypass pipe 82 and the intermediate pressure water supply heater 41 . Also, the first water supply opening/closing valve 83 is an opening/closing valve. In addition, the bypass pipe 82 is provided with a second water supply opening/closing valve 43a as an opening/closing valve and a third water supply flow rate adjustment valve 84 as a flow rate adjustment valve. The third water supply flow control valve 84 is provided downstream of the second water supply opening/closing valve 43a. Further, the third water supply flow rate adjustment valve 84 can adjust the flow rate of water supply flowing through the inside of the bypass pipe 82 by adjusting the degree of opening.
The degree of opening of the third water supply flow rate adjusting valve 84 is set so that the amount of water flowing into the bypass pipe 82 is, for example, about 10% to 50% of the total water supply flow rate in this embodiment. there is That is, in this embodiment, the medium-pressure water heater 41, the high-pressure water heater 42, and the solar water heater 52 are provided in parallel, and both of them heat the water.

本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
本実施形態では、中圧給水ヒータ41及び高圧給水ヒータ42と、太陽熱利用給水加熱器52とが並列に設けられており、どちらでも給水を加熱している。これにより、中圧給水ヒータ41及び高圧給水ヒータ42で加熱する給水量を低減させることができるので、中圧蒸気タービン71の第2抽気配管26を介して抽気する蒸気の量及び高圧蒸気タービン70の第3抽気配管27を介して抽気する蒸気の量を低減させることができる。したがって、蒸気タービン7で得られるエネルギを増加させることができ、蒸気タービン7へ供給する蒸気量を減少させることができ、ボイラ3において給水を加熱するために用いられる燃料を低減することができる。
According to this embodiment, the following effects are obtained.
In this embodiment, a medium-pressure water heater 41, a high-pressure water heater 42, and a solar water heater 52 are provided in parallel, and both heat water. As a result, the amount of water to be heated by the medium-pressure feedwater heater 41 and the high-pressure feedwater heater 42 can be reduced. The amount of steam extracted through the third extraction pipe 27 can be reduced. Therefore, the energy obtained by the steam turbine 7 can be increased, the amount of steam supplied to the steam turbine 7 can be decreased, and the fuel used to heat the feedwater in the boiler 3 can be reduced.

〔第3実施形態〕
次に、本発明に係る第3実施形態について図5を用いて説明する。
第3実施形態に係る発電プラント300では、太陽熱利用加熱部の構成が第1実施形態と相違している。したがって、第1実施形態と同様の構成については、同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG.
A power plant 300 according to the third embodiment differs from the first embodiment in the configuration of the solar heat utilization heating unit. Therefore, configurations similar to those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed descriptions thereof are omitted.

本実施形態に係る太陽熱利用加熱部91は、熱媒として水を用いている。また、太陽熱利用加熱部91は、太陽熱集熱器51及び太陽熱利用給水加熱器52のほかに、太陽熱集熱器51と太陽熱利用給水加熱器52との間に設けられる気水分離器92と、太陽熱利用給水加熱器52と熱媒ポンプ53(以下、「第1熱媒ポンプ53」という。)との間に設けられる凝縮器93と、気水分離器92と循環流路50とを接続する水配管94と、を備えている。水配管94には、第2熱媒ポンプ95が設けられている。
気水分離器92は、太陽熱集熱器51で加熱されて気液二相となった熱媒を水と蒸気とに分離する。また、分離した蒸気を、循環流路50を介して太陽熱利用給水加熱器52へ供給する。また、分離した水を、水配管94を介して、第1熱媒ポンプ53と太陽熱集熱器51との間の循環流路50へ供給する。凝縮器93は、太陽熱利用給水加熱器52で給水を加熱した熱媒(蒸気)を凝縮させて、水にする。
The solar heating unit 91 according to this embodiment uses water as a heat medium. In addition to the solar heat collector 51 and the solar feed water heater 52, the solar heat utilization heating unit 91 includes a steam separator 92 provided between the solar heat collector 51 and the solar heat feed water heater 52, A condenser 93 provided between a solar feed water heater 52 and a heat medium pump 53 (hereinafter referred to as a "first heat medium pump 53"), a steam separator 92, and a circulation flow path 50 are connected. a water pipe 94; A second heat medium pump 95 is provided in the water pipe 94 .
The steam-water separator 92 separates the heat medium, which has been heated by the solar heat collector 51 and turned into a gas-liquid two-phase, into water and steam. Also, the separated steam is supplied to the solar water heater 52 through the circulation flow path 50 . Also, the separated water is supplied to the circulation flow path 50 between the first heat medium pump 53 and the solar heat collector 51 via the water pipe 94 . The condenser 93 condenses the heat medium (steam) heated by the solar water heater 52 into water.

本実施形態によれば以下の作用効果を奏する。
本実施形態では、熱媒として安価な水または蒸気を用いている。したがって、熱媒のコストを低減することができる。また、気水分離器92を設け、気水分離器92から蒸気のみを太陽熱利用給水加熱器52へ供給している。これにより、太陽熱利用給水加熱器52で、高温の蒸気のみによって給水を加熱することができるので、好適にバイパス配管43から供給する給水を加熱することができる。
According to this embodiment, the following effects are obtained.
In this embodiment, inexpensive water or steam is used as the heat medium. Therefore, the cost of the heat medium can be reduced. Also, a steam separator 92 is provided, and only steam is supplied from the steam separator 92 to the solar water heater 52 . As a result, the solar water supply heater 52 can heat the water only with high-temperature steam, so that the water supplied from the bypass pipe 43 can be suitably heated.

なお、本発明は、上記各実施形態にかかる発明に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、適宜変形が可能である。
例えば、上記各実施形態では、節炭器38へ供給される直前の給水の温度Thの温度変化に基づいて、燃料供給量の先行制御を行ったが、本発明はこれに限定されない。例えば、節炭器38から排出された給水の温度Teの温度変化に基づいて、燃料供給量の先行制御を行ってもよい。
It should be noted that the present invention is not limited to the inventions according to the above embodiments, and can be modified as appropriate without departing from the scope of the invention.
For example, in each of the embodiments described above, the fuel supply amount is preliminarily controlled based on the change in the temperature Th of the feed water immediately before being supplied to the economizer 38, but the present invention is not limited to this. For example, the fuel supply amount may be preliminarily controlled based on the temperature change of the temperature Te of the feed water discharged from the economizer 38 .

1 :ボイラシステム
2 :発電部
3 :ボイラ
4 :給水予熱部(第2熱交換部)
5 :太陽熱利用加熱部
7 :蒸気タービン
8 :発電機
11 :第1蒸気配管
11a :第1蒸気温度計測器
12 :第2蒸気配管
13 :第3蒸気配管
13a :第3蒸気温度計測器
13b :蒸気圧力計測器
13c :蒸気流量調整弁
14 :第4蒸気配管
15 :第5蒸気配管
16 :第6蒸気配管
17 :第7蒸気配管
20 :第1給水配管
20a :復水ポンプ
21 :第2給水配管
21a :給水ポンプ
22 :第3給水配管
23 :第4給水配管(給水流路)
23a :第1給水開閉弁(切替手段)
23b :第1給水温度計測器(給水温度計側手段)
24 :第5給水配管
24a :第2給水温度計測器
25 :第1抽気配管
26 :第2抽気配管
27 :第3抽気配管
30 :火炉
31 :バーナ
32 :煙道
33 :燃料配管(燃料供給路)
33a :燃料流量調整弁(燃料調整手段)
34 :上流側過熱器(上流過熱器)
35 :最終過熱低減器(過熱低減器)
36 :最終過熱器(下流過熱器)
37 :再熱器
38 :節炭器(給水加熱器)
39 :スプレイ水配管(スプレイ水供給流路)
39a :スプレイ水量調整弁(スプレイ水調整手段)
40 :低圧給水ヒータ
41 :中圧給水ヒータ
42 :高圧給水ヒータ
43 :バイパス配管(第1バイパス流路)
43a :第2給水開閉弁(切替手段)
50 :循環流路
51 :太陽熱集熱器(太陽熱加熱部)
52 :太陽熱利用給水加熱器(第1熱交換部)
53 :熱媒ポンプ
54 :熱媒温度計測器(熱媒温度計測手段)
70 :高圧蒸気タービン(蒸気タービン)
71 :中圧蒸気タービン
72 :低圧蒸気タービン
73 :復水器
74 :回転軸
81 :ボイラシステム
82 :バイパス配管(第2バイパス流路)
83 :第1給水開閉弁
84 :第3給水流量調整弁
91 :太陽熱利用加熱部
92 :気水分離器
93 :凝縮器
94 :水配管
95 :第2熱媒ポンプ
100 :発電プラント
200 :発電プラント
300 :発電プラント
1: Boiler system 2: Power generation unit 3: Boiler 4: Feed water preheating unit (second heat exchange unit)
5: Solar heat utilization heating unit 7: Steam turbine 8: Generator 11: First steam pipe 11a: First steam temperature measuring device 12: Second steam pipe 13: Third steam pipe 13a: Third steam temperature measuring device 13b: Steam pressure measuring instrument 13c: Steam flow control valve 14: Fourth steam pipe 15: Fifth steam pipe 16: Sixth steam pipe 17: Seventh steam pipe 20: First water supply pipe 20a: Condensate pump 21: Second water supply Pipe 21a: water supply pump 22: third water supply pipe 23: fourth water supply pipe (water supply flow path)
23a: first water supply opening/closing valve (switching means)
23b: First feed water temperature measuring instrument (feed water thermometer side means)
24 : Fifth water supply pipe 24a : Second water supply temperature measuring instrument 25 : First bleed pipe 26 : Second bleed pipe 27 : Third bleed pipe 30 : Furnace 31 : Burner 32 : Flue 33 : Fuel pipe (fuel supply passage )
33a: Fuel flow control valve (fuel control means)
34: upstream superheater (upstream superheater)
35: final desuperheater (desuperheater)
36: final superheater (downstream superheater)
37: Reheater 38: Economizer (feed water heater)
39: Spray water pipe (spray water supply channel)
39a: Spray water volume control valve (spray water control means)
40: Low-pressure water supply heater 41: Medium-pressure water supply heater 42: High-pressure water supply heater 43: Bypass piping (first bypass flow path)
43a: Second water supply opening/closing valve (switching means)
50: circulation flow path 51: solar heat collector (solar heat heating unit)
52: Solar-powered feed water heater (first heat exchange section)
53: heat medium pump 54: heat medium temperature measuring instrument (heat medium temperature measuring means)
70: High pressure steam turbine (steam turbine)
71 : Intermediate-pressure steam turbine 72 : Low-pressure steam turbine 73 : Condenser 74 : Rotating shaft 81 : Boiler system 82 : Bypass piping (second bypass flow path)
83: 1st water supply opening/closing valve 84: 3rd water supply flow control valve 91: Heating unit using solar heat 92: Steam separator 93: Condenser 94: Water pipe 95: Second heat medium pump 100: Power plant 200: Power plant 300: Power plant

Claims (13)

バーナで燃料を燃焼することで給水から蒸気を生成するボイラと、
前記ボイラに供給される前記給水が流通する給水流路と、
太陽光を集光させて発生する熱を利用して熱媒を加熱する太陽熱加熱部と、
前記太陽熱加熱部が設けられ、前記熱媒を所定の一定流量で循環させる循環流路と、
前記給水流路を流通する前記給水と、前記循環流路を流通する前記熱媒とを熱交換する第1熱交換部と、
前記ボイラに設けられ、前記太陽熱加熱部に対する日射量に応じて該ボイラで生成される前記蒸気の温度を調整する調整手段と、を備え
前記ボイラは、前記バーナに燃料を供給する燃料供給路を備え、
前記調整手段は、前記燃料供給路に設けられて前記バーナに供給する燃料の量を調整する燃料調整手段を有するボイラシステム。
a boiler that generates steam from feed water by burning fuel with a burner ;
a water supply channel through which the water supplied to the boiler flows;
a solar heating unit that heats a heat medium using heat generated by condensing sunlight;
a circulation flow path provided with the solar heating unit and circulating the heat medium at a predetermined constant flow rate;
a first heat exchange unit that exchanges heat between the water supply flowing through the water supply flow path and the heat medium flowing through the circulation flow path;
an adjustment means provided in the boiler for adjusting the temperature of the steam generated in the boiler according to the amount of solar radiation to the solar heating unit ,
The boiler includes a fuel supply passage that supplies fuel to the burner,
The boiler system , wherein the adjustment means includes fuel adjustment means provided in the fuel supply passage for adjusting the amount of fuel supplied to the burner .
前記循環流路では、前記太陽熱加熱部で加熱された前記熱媒のすべてが前記第1熱交換部へ供給され、前記第1熱交換部で熱交換した前記熱媒のすべてが前記太陽熱加熱部へ供給される請求項1に記載のボイラシステム。 In the circulation flow path, all of the heat medium heated in the solar heating section is supplied to the first heat exchange section, and all of the heat medium heat-exchanged in the first heat exchange section is supplied to the solar heating section. 2. The boiler system of claim 1, wherein the boiler system is supplied to. 前記ボイラは、前記蒸気を過熱する下流過熱器と、前記下流過熱器よりも上流側に設けられ前記蒸気を過熱する上流過熱器と、前記下流過熱器と前記上流過熱器との間に設けられて供給された前記蒸気の温度を低減させる過熱低減器と、前記上流過熱器よりも上流側の前記給水を抽水して前記過熱低減器へ供給するスプレイ水供給流路と、を備え、
前記スプレイ水供給流路には、前記過熱低減器に供給する前記給水の量を調整するスプレイ水調整手段が設けられ
記調整手段は、前記スプレイ水調整手段を有する請求項1または請求項2に記載のボイラシステム。
The boiler includes a downstream superheater that superheats the steam, an upstream superheater that is provided upstream of the downstream superheater and superheats the steam, and is provided between the downstream superheater and the upstream superheater. a desuperheater that reduces the temperature of the steam supplied by the superheater, and a spray water supply flow path that extracts the feed water upstream of the upstream superheater and supplies it to the desuperheater,
The spray water supply channel is provided with spray water adjusting means for adjusting the amount of the water supply to be supplied to the desuperheater ,
3. The boiler system according to claim 1, wherein said adjusting means comprises said spray water adjusting means .
前記ボイラは、前記上流過熱器よりも上流側に設けられて供給された前記給水を加熱する給水加熱部と、前記給水加熱部に供給される前記給水の温度を計測する給水温度計側手段と、を備え、
前記給水温度計側手段が計測する前記給水の温度に基づいて、前記燃料調整手段を制御する請求項3に記載のボイラシステム。
The boiler includes a feed water heating unit that is provided upstream of the upstream superheater and heats the supplied feed water, and a feed water thermometer side means that measures the temperature of the feed water supplied to the feed water heating unit. , and
4. The boiler system according to claim 3, wherein the fuel adjustment means is controlled based on the temperature of the feed water measured by the feed water thermometer side means.
前記太陽熱加熱部から前記第1熱交換部へ供給される前記熱媒の温度を計測する熱媒温度計測手段を備え、
前記熱媒温度計測手段が計測する前記熱媒の温度に基づいて、前記燃料調整手段を制御する請求項3または請求項4に記載のボイラシステム。
Heat medium temperature measuring means for measuring the temperature of the heat medium supplied from the solar heating unit to the first heat exchange unit,
5. The boiler system according to claim 3, wherein the fuel adjustment means is controlled based on the temperature of the heat medium measured by the heat medium temperature measuring means.
前記給水流路からバイパスする第1バイパス流路と、
前記給水が前記給水流路を流通するか前記第1バイパス流路を流通するかを切り替える切替手段と、
前記太陽熱加熱部から前記第1熱交換部へ供給される前記熱媒の温度を計測する熱媒温度計測手段と、を備え、
前記第1熱交換部は、前記第1バイパス流路に設けられ、
前記熱媒温度計測手段が計測した前記熱媒の温度が所定の値よりも低い場合に、前記給水が前記第1バイパス流路に流入しないように、前記切替手段を制御する請求項1から請求項5のいずれかに記載のボイラシステム。
a first bypass channel that bypasses the water supply channel;
a switching means for switching whether the water supply flows through the water supply channel or through the first bypass channel;
a heat medium temperature measuring means for measuring the temperature of the heat medium supplied from the solar heating unit to the first heat exchange unit;
The first heat exchange section is provided in the first bypass flow path,
The switching means is controlled so that the feed water does not flow into the first bypass flow path when the temperature of the heat medium measured by the heat medium temperature measuring means is lower than a predetermined value. Item 6. The boiler system according to any one of items 5.
前記給水流路に設けられ、前記ボイラで生成された前記蒸気によって駆動する蒸気タービンから抽気した前記蒸気と前記給水とを熱交換させる第2熱交換部と、
前記第2熱交換部をバイパスするように設けられ、前記第1熱交換部が設けられる第2バイパス流路と、を備え、
前記第2バイパス流路には、前記ボイラに供給される前記給水の一部が流通する請求項1から請求項5のいずれかに記載のボイラシステム。
a second heat exchange unit provided in the feed water flow path for exchanging heat between the steam extracted from a steam turbine driven by the steam generated in the boiler and the feed water;
A second bypass flow path provided to bypass the second heat exchange section and provided with the first heat exchange section,
6. The boiler system according to any one of claims 1 to 5, wherein a portion of the feed water supplied to the boiler flows through the second bypass passage.
前記太陽熱加熱部と前記第1熱交換部との間に設けられる気水分離器を備え、
前記熱媒は、水または蒸気であって、
前記気水分離器は、供給された水と蒸気とを分離するとともに、分離した蒸気を前記第1熱交換部へ供給する請求項1から請求項7のいずれかに記載のボイラシステム。
A steam separator provided between the solar heating unit and the first heat exchange unit,
The heat medium is water or steam,
The boiler system according to any one of claims 1 to 7, wherein the steam separator separates supplied water and steam and supplies the separated steam to the first heat exchange section.
請求項1から請求項8のいずれかに記載のボイラシステムと、
前記ボイラで生成した前記蒸気によって発電を行う発電部と、を備えた発電プラント。
a boiler system according to any one of claims 1 to 8;
and a power generation unit that generates power using the steam generated by the boiler.
バーナで燃料を燃焼することで、ボイラにおいて、給水流路を介して供給された給水から蒸気を生成する蒸気生成工程と、
太陽光を集光させて発生する熱を利用して熱媒を加熱する太陽熱加熱部によって、循環流路を所定の一定流量で循環する熱媒を加熱する熱媒加熱工程と、
前記給水流路を流通する前記給水と、前記循環流路を流通する前記熱媒とを熱交換する熱交換工程と、
前記ボイラに設けられた調整手段によって、前記太陽熱加熱部に対する日射量に応じて前記ボイラで生成される前記蒸気の温度を調整する調整工程と、を備え
前記調整工程は、前記バーナに燃料を供給する燃料供給路に設けられて前記バーナに供給する燃料の量を調整する燃料調整手段によって前記蒸気の温度を調整するボイラシステムの運転方法。
a steam generating step of generating steam from feed water supplied through a feed water channel in a boiler by burning fuel with a burner ;
a heat medium heating step of heating a heat medium circulating in a circulation channel at a predetermined constant flow rate by a solar heating unit that heats the heat medium using heat generated by condensing sunlight;
a heat exchange step of exchanging heat between the water supply flowing through the water supply flow path and the heat medium flowing through the circulation flow path;
an adjusting step of adjusting the temperature of the steam generated in the boiler according to the amount of solar radiation to the solar heating unit by adjusting means provided in the boiler ;
The adjusting step includes adjusting the temperature of the steam by means of fuel adjusting means provided in a fuel supply passage for supplying fuel to the burner and adjusting the amount of fuel supplied to the burner.
給水から蒸気を生成するボイラと、a boiler for generating steam from feed water;
前記ボイラに供給される前記給水が流通する給水流路と、a water supply channel through which the water supplied to the boiler flows;
太陽光を集光させて発生する熱を利用して熱媒を加熱する太陽熱加熱部と、a solar heating unit that heats a heat medium using heat generated by condensing sunlight;
前記太陽熱加熱部が設けられ、前記熱媒を所定の一定流量で循環させる循環流路と、a circulation flow path provided with the solar heating unit and circulating the heat medium at a predetermined constant flow rate;
前記給水流路を流通する前記給水と、前記循環流路を流通する前記熱媒とを熱交換する第1熱交換部と、a first heat exchange unit that exchanges heat between the water supply flowing through the water supply flow path and the heat medium flowing through the circulation flow path;
前記ボイラに設けられ、前記太陽熱加熱部に対する日射量に応じて該ボイラで生成される前記蒸気の温度を調整する調整手段と、を備え、an adjustment means provided in the boiler for adjusting the temperature of the steam generated in the boiler according to the amount of solar radiation to the solar heating unit,
前記ボイラは、前記蒸気を過熱する下流過熱器と、前記下流過熱器よりも上流側に設けられ前記蒸気を過熱する上流過熱器と、前記下流過熱器と前記上流過熱器との間に設けられて供給された前記蒸気の温度を低減させる過熱低減器と、前記上流過熱器よりも上流側の前記給水を抽水して前記過熱低減器へ供給するスプレイ水供給流路と、バーナに燃料を供給する燃料供給路と、を備え、The boiler includes a downstream superheater that superheats the steam, an upstream superheater that is provided upstream of the downstream superheater and superheats the steam, and is provided between the downstream superheater and the upstream superheater. a desuperheater for reducing the temperature of the steam supplied by the superheater, a spray water supply passage for extracting the feed water upstream of the upstream superheater and supplying it to the desuperheater, and supplying fuel to the burner and a fuel supply path for
前記スプレイ水供給流路には、前記過熱低減器に供給する前記給水の量を調整するスプレイ水調整手段が設けられ、The spray water supply channel is provided with spray water adjusting means for adjusting the amount of the water supply to be supplied to the desuperheater,
前記燃料供給路には、前記バーナに供給する燃料の量を調整する燃料調整手段が設けられ、The fuel supply path is provided with fuel adjustment means for adjusting the amount of fuel supplied to the burner,
前記調整手段は、前記スプレイ水調整手段及び前記燃料調整手段を有するボイラシステム。A boiler system in which the adjustment means includes the spray water adjustment means and the fuel adjustment means.
給水から蒸気を生成するボイラと、a boiler for generating steam from feed water;
前記ボイラに供給される前記給水が流通する給水流路と、a water supply channel through which the water supplied to the boiler flows;
太陽光を集光させて発生する熱を利用して熱媒を加熱する太陽熱加熱部と、a solar heating unit that heats a heat medium using heat generated by condensing sunlight;
前記太陽熱加熱部が設けられ、前記熱媒を所定の一定流量で循環させる循環流路と、a circulation flow path provided with the solar heating unit and circulating the heat medium at a predetermined constant flow rate;
前記給水流路を流通する前記給水と、前記循環流路を流通する前記熱媒とを熱交換する第1熱交換部と、a first heat exchange unit that exchanges heat between the water supply flowing through the water supply flow path and the heat medium flowing through the circulation flow path;
前記ボイラに設けられ、前記太陽熱加熱部に対する日射量に応じて該ボイラで生成される前記蒸気の温度を調整する調整手段と、adjustment means provided in the boiler for adjusting the temperature of the steam generated in the boiler according to the amount of solar radiation to the solar heating unit;
前記給水流路からバイパスする第1バイパス流路と、a first bypass channel that bypasses the water supply channel;
前記給水が前記給水流路を流通するか前記第1バイパス流路を流通するかを切り替える切替手段と、a switching means for switching whether the water supply flows through the water supply channel or through the first bypass channel;
前記太陽熱加熱部から前記第1熱交換部へ供給される前記熱媒の温度を計測する熱媒温度計測手段と、を備え、a heat medium temperature measuring means for measuring the temperature of the heat medium supplied from the solar heating unit to the first heat exchange unit;
前記第1熱交換部は、前記第1バイパス流路に設けられ、The first heat exchange section is provided in the first bypass flow path,
前記熱媒温度計測手段が計測した前記熱媒の温度が所定の値よりも低い場合に、前記給水が前記第1バイパス流路に流入しないように、前記切替手段を制御するボイラシステム。 A boiler system that controls the switching means so that the feed water does not flow into the first bypass flow path when the temperature of the heat medium measured by the heat medium temperature measuring means is lower than a predetermined value.
給水から蒸気を生成するボイラと、a boiler for generating steam from feedwater;
前記ボイラに供給される前記給水が流通する給水流路と、a water supply channel through which the water supplied to the boiler flows;
太陽光を集光させて発生する熱を利用して熱媒を加熱する太陽熱加熱部と、a solar heating unit that heats a heat medium using heat generated by condensing sunlight;
前記太陽熱加熱部が設けられ、前記熱媒を所定の一定流量で循環させる循環流路と、a circulation flow path provided with the solar heating unit and circulating the heat medium at a predetermined constant flow rate;
前記給水流路を流通する前記給水と、前記循環流路を流通する前記熱媒とを熱交換する第1熱交換部と、a first heat exchange unit that exchanges heat between the water supply flowing through the water supply flow path and the heat medium flowing through the circulation flow path;
前記ボイラに設けられ、前記太陽熱加熱部に対する日射量に応じて該ボイラで生成される前記蒸気の温度を調整する調整手段と、adjustment means provided in the boiler for adjusting the temperature of the steam generated in the boiler according to the amount of solar radiation to the solar heating unit;
前記給水流路に設けられ、前記ボイラで生成された前記蒸気によって駆動する蒸気タービンから抽気した前記蒸気と前記給水とを熱交換させる第2熱交換部と、a second heat exchange unit provided in the feed water flow path for exchanging heat between the steam extracted from a steam turbine driven by the steam generated in the boiler and the feed water;
前記第2熱交換部をバイパスするように設けられ、前記第1熱交換部が設けられる第2バイパス流路と、を備え、A second bypass flow path provided to bypass the second heat exchange section and provided with the first heat exchange section,
前記第2バイパス流路には、前記ボイラに供給される前記給水の一部が流通するボイラシステム。A boiler system in which part of the feed water supplied to the boiler flows through the second bypass flow path.
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