JP7789620B2 - Installation method for thermal energy storage system - Google Patents
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Description
本発明は、蓄熱エネルギー利用システムの施工方法に関する。 The present invention relates to a method for constructing a thermal storage energy utilization system.
各種施設やサイトにおいて、液体を収容する大型のタンクが利用され、例えば、製油所等の大量の化石燃料を使用する施設にあっては、化石燃料を貯留するタンクが複数設置されている(特許文献1参照)。また、かかるタンクを有する大型施設にあっては、商用電力を利用する他、自家発電設備が設置される場合が多く、自家発電設備による電力と商用電力との両方によって施設が稼働される。 Large tanks for storing liquids are used at various facilities and sites. For example, facilities that use large amounts of fossil fuels, such as oil refineries, have multiple tanks for storing fossil fuels (see Patent Document 1). Furthermore, in addition to using commercial electricity, large facilities with such tanks often have private power generation equipment installed, and the facility is operated using both electricity from the private power generation equipment and commercial electricity.
ところで、近年では、太陽光や風力等の再生可能エネルギーを利用した発電システムの導入が拡大している。このため、化石燃料を使用する施設は規模縮小の傾向があり、タンクの未使用期間が長くなったり、多数のタンクが未使用になったりし、施設の稼働率が低下する、という問題がある。 In recent years, the introduction of power generation systems that utilize renewable energy sources such as solar and wind power has been expanding. As a result, facilities that use fossil fuels tend to downsize, resulting in problems such as tanks being left unused for longer periods of time or many tanks going unused, resulting in a decline in facility utilization rates.
また、再生可能エネルギーの利用にあっては、調整電力を供給できる設備を確保することが求められている。一方、世界的な脱炭素社会の要請のもと、大型となる既存の火力発電プラントは規模の縮小や退出を余儀なくされている現状となっている。よって、既存の大型火力発電プラントを縮小しつつ調整電力の供給能力を確保可能とする必要がある。このため、既存の発電設備を有する施設にて、施設外等への電力供給の促進を図るよう、設備コストや運用コストを低減することが求められている。 In addition, when using renewable energy, it is necessary to secure facilities that can supply regulated power. Meanwhile, in response to global demands for a decarbonized society, existing large-scale thermal power plants are being forced to downsize or be phased out. Therefore, it is necessary to ensure the ability to supply regulated power while downsizing existing large-scale thermal power plants. For this reason, there is a demand to reduce equipment and operating costs at facilities with existing power generation equipment in order to promote the supply of power to outside facilities, etc.
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、既存の施設の稼働率向上を図りつつ、既存の施設での設備コストや運用コストを低減することができる蓄熱エネルギー利用システムの施工方法を提供することを目的の一つとする。 The present invention has been made in consideration of the above points, and one of its objects is to provide a construction method for a thermal storage energy utilization system that can reduce equipment costs and operating costs at existing facilities while improving the operating rate of the existing facilities.
本発明における一態様の蓄熱エネルギー変換システムの施工方法は、液体を貯留していた少なくとも2基のタンクから液体を排出して空にする液体排出ステップと、前記タンクの内面側に断熱層を設け、少なくとも1基の前記タンクを高温の蓄熱材を貯留する高温蓄熱槽とし、他の少なくとも1基の前記タンクを前記高温の蓄熱材より低温の蓄熱材を貯留する低温蓄熱槽とする断熱処理ステップと、前記高温蓄熱槽と前記低温蓄熱槽との間にて前記蓄熱材が流れる熱交換器を設置する熱交換器設置ステップと、熱媒体を加熱する高温熱媒体供給部と、高温の前記熱媒体を利用して出力を行う負荷部との間にて循環する前記熱媒体が流れるラインと前記熱交換器とを接続するライン接続ステップと、を行うことを特徴とする。 One aspect of the present invention is a method for constructing a thermal storage energy conversion system, which includes the steps of: a liquid discharge step of draining and emptying at least two tanks that have stored liquid; an insulating treatment step of providing an insulating layer on the inner surface of the tanks, thereby making at least one of the tanks a high-temperature heat storage tank that stores high-temperature heat storage material and at least one other tank a low-temperature heat storage tank that stores heat storage material that is lower in temperature than the high-temperature heat storage material; a heat exchanger installation step of installing a heat exchanger between the high-temperature heat storage tank and the low-temperature heat storage tank, through which the heat storage material flows; and a line connection step of connecting the heat exchanger to a line through which the heat medium circulates between a high-temperature heat medium supply unit that heats the heat medium and a load unit that produces output using the high-temperature heat medium.
本発明によれば、断熱層を設けて既設のタンクを蓄熱槽に転用するので、タンクが未使用状態になることを抑制して施設の稼働率を向上でき、また、蓄熱槽を利用する施設としての設備投資等の建設コストを低減することができる。更に、蓄熱槽を導入したシステムとすることで、高温蓄熱槽に蓄えられた熱エネルギーを必要な時に利用して負荷部の出力変化に対応でき、効率的にエネルギーを出力可能として運用コストを低減することができる。 According to the present invention, an insulating layer is installed to convert an existing tank into a thermal storage tank, which prevents the tank from going unused, improving the facility's availability rate and reducing construction costs, such as capital investment, for a facility that uses a thermal storage tank. Furthermore, by incorporating a thermal storage tank into the system, the thermal energy stored in the high-temperature thermal storage tank can be used when needed to respond to changes in the load's output, enabling efficient energy output and reducing operating costs.
以下、本発明の一実施の形態に係る蓄熱エネルギー利用システムの施工方法について、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。まず、実施の形態に係る施工方法を実施する前のシステム構成について、図1を参照して説明する。図1は、実施の形態に係る施工方法の実施前におけるシステムの概略構成図である。図1に示される施設には、発電システム10と、2基(複数)のタンク40とが設置されている。図1の施設としては、発電システム10を自家発電設備として稼働し、タンク40に化石燃料を貯留する製油所等を例示することができる。 The following describes in detail a construction method for a thermal storage energy utilization system according to one embodiment of the present invention, with reference to the accompanying drawings. First, the system configuration before the construction method according to the embodiment is implemented will be described with reference to FIG. 1. FIG. 1 is a schematic diagram of the system before the construction method according to the embodiment is implemented. The facility shown in FIG. 1 is equipped with a power generation system 10 and two (or more) tanks 40. An example of the facility shown in FIG. 1 is an oil refinery that operates the power generation system 10 as a private power generation facility and stores fossil fuels in the tanks 40.
発電システム10は、本実施の形態では火力発電システムとされる。発電システム10は、水・蒸気(熱媒体)STを加熱するボイラ(高温熱媒体供給部)20と、高温の水・蒸気STを利用して出力を行う負荷部30とを備えている。 In this embodiment, the power generation system 10 is a thermal power generation system. The power generation system 10 includes a boiler (high-temperature heat medium supply unit) 20 that heats water/steam (heat medium) ST, and a load unit 30 that generates output using the high-temperature water/steam ST.
ボイラ20の筐体22には熱源23により加熱される伝熱管25が収容されている。熱源23は火力発電用の燃料の燃焼熱を発生するものであり、前記燃料としては、石炭・石油・天然ガス等の化石燃料、各種バイオマス燃料、水素燃料、アンモニア燃料等を使用することができる。 The housing 22 of the boiler 20 houses heat transfer tubes 25 that are heated by a heat source 23. The heat source 23 generates heat from the combustion of fuel for thermal power generation, and the fuel can be fossil fuels such as coal, oil, or natural gas, various biomass fuels, hydrogen fuel, ammonia fuel, etc.
伝熱管25は、熱源23の燃焼熱を受けて下端部の低温部ライン26から流入する低温の水・蒸気STを加熱し、高温の水・蒸気STに変換して上端部の高温部ライン27から流出させる。高温部ライン27を介して高温の水・蒸気STは負荷部30内の蒸気タービン31に流入する。 The heat transfer tubes 25 receive the combustion heat from the heat source 23 and heat the low-temperature water/steam ST flowing in from the low-temperature section line 26 at the lower end, converting it into high-temperature water/steam ST, which flows out from the high-temperature section line 27 at the upper end. The high-temperature water/steam ST flows via the high-temperature section line 27 into the steam turbine 31 in the load section 30.
負荷部30は、蒸気タービン発電機を構成しており、高圧・高温の水・蒸気STが供給される蒸気タービン31と、出力軸32と、出力軸32の回転により発電する発電機Gとを備えている。蒸気タービン31の下方には、熱エネルギーを吸収されて低温になった水・蒸気STを回収する復水器33が設けられている。この復水器33内の低温の水・蒸気STは、循環ポンプ35の駆動により、低温部ライン26を介してボイラ20内の伝熱管25に流入する。なお、図示されていないが、低温部ライン26の経路内にドレン設備や熱交換器等を設けてもよい。 The load section 30 constitutes a steam turbine generator and includes a steam turbine 31 to which high-pressure, high-temperature water and steam ST is supplied, an output shaft 32, and a generator G that generates electricity through the rotation of the output shaft 32. A condenser 33 is provided below the steam turbine 31 to recover the water and steam ST that has been cooled by absorbing thermal energy. The low-temperature water and steam ST in the condenser 33 flows into the heat transfer tubes 25 in the boiler 20 via the low-temperature section line 26 by driving the circulation pump 35. Although not shown, drainage equipment, a heat exchanger, etc. may be provided in the path of the low-temperature section line 26.
以上のように、循環ポンプ35を駆動することにより、水・蒸気STは、低温部ライン26及び高温部ライン27を介してボイラ20と負荷部30との間で循環しつつ、低温→高温→低温→…と変化してエネルギーの放出、吸収を繰り返す。 As described above, by driving the circulation pump 35, the water/steam ST circulates between the boiler 20 and the load section 30 via the low-temperature section line 26 and the high-temperature section line 27, changing temperature from low temperature to high temperature to low temperature, etc., repeatedly releasing and absorbing energy.
タンク40にあっては、図1に示す施設にて複数設置されるが、ここでは、そのうちの2基を用いる場合を説明する。実施の形態に係る施工方法の実施前において、タンク40には化石燃料(液体)Fが大気圧下で貯留される。 Multiple tanks 40 are installed in the facility shown in Figure 1, but here we will explain the use of two of them. Before carrying out the construction method of the embodiment, fossil fuel (liquid) F is stored in tank 40 under atmospheric pressure.
図2Aは、実施の形態に係る蓄熱エネルギー利用システムの施工方法の実施前のタンクを示す説明用断面図である。図2Aでは、一般に、各種の施設で利用される構造のタンク40を一例として図示している。タンク40は、円筒状の周壁41と、周壁41の下部に設けられる底壁42とを備え、内部に化石燃料Fの貯留空間が形成される。貯留空間に貯留された化石燃料Fの液面上には浮き板44が設けられ、浮き板44の上面と周壁41の上端との間にはラダー45が設けられる。周壁41及び底壁42は構造用鋼板により構成され、構造用鋼板としては、強度低下が小さく、一般的な炭素鋼(例えば、SM490A)を例示できる。 Figure 2A is an explanatory cross-sectional view showing a tank before implementation of the construction method for a thermal storage energy utilization system according to an embodiment. Figure 2A illustrates a tank 40, which has a structure commonly used in various facilities, as an example. The tank 40 has a cylindrical peripheral wall 41 and a bottom wall 42 attached to the lower part of the peripheral wall 41, forming a storage space for fossil fuel F inside. A floating plate 44 is provided above the liquid surface of the fossil fuel F stored in the storage space, and a ladder 45 is provided between the upper surface of the floating plate 44 and the upper end of the peripheral wall 41. The peripheral wall 41 and bottom wall 42 are made of structural steel plate, and an example of structural steel plate is a general carbon steel (e.g., SM490A) which has little loss of strength.
次いで、本実施の形態に係る施工方法について、以下に説明する。本実施の形態に係る施工方法は、液体排出ステップ、断熱処理ステップ、熱交換器設置ステップ、及びライン接続ステップを実施する。 Next, the construction method according to this embodiment will be described below. The construction method according to this embodiment includes a liquid discharge step, an insulation treatment step, a heat exchanger installation step, and a line connection step.
図1に示す施設は、本実施の形態に係る施工方法を実施する前にて、稼働している施設とする。液体排出ステップは、少なくとも2基のタンク40にて、貯留していた化石燃料Fを排出して空にする。また、図2Aに示すような浮き板44やラダー45がある場合には、それらを撤去する。なお、施設の稼働中にタンク40が空になって未使用状態である場合は、未使用になる直前の空にする作業や工程が液体排出ステップとなる。 The facility shown in Figure 1 is an operating facility before the construction method of this embodiment is carried out. The liquid discharge step involves emptying at least two tanks 40 by discharging the fossil fuel F stored therein. In addition, if there are floating plates 44 or ladders 45 as shown in Figure 2A, they are also removed. Note that if the tanks 40 are emptied and unused while the facility is in operation, the liquid discharge step is the work or process of emptying them immediately before they become unused.
液体排出ステップを実施した後、断熱処理ステップを実施する。図2Bは、断熱処理ステップの中途段階のタンクを示す説明用断面図である。図2Cは、断熱処理ステップの実施後のタンクを示す説明用断面図である。 After the liquid discharge step is performed, the insulation step is performed. Figure 2B is an explanatory cross-sectional view showing the tank midway through the insulation step. Figure 2C is an explanatory cross-sectional view showing the tank after the insulation step has been performed.
断熱処理ステップでは、図2Bに示すように、タンク40における周壁41及び底壁42それぞれの内面側に断熱層46を設ける。次いで、断熱層46の内面側をライナー47によって被覆する。断熱層46及びライナー47の機能や材質等については後述する。 In the insulation treatment step, as shown in Figure 2B, an insulating layer 46 is provided on the inner surface of each of the peripheral wall 41 and bottom wall 42 of the tank 40. Next, the inner surface of the insulating layer 46 is covered with a liner 47. The functions and materials of the insulating layer 46 and liner 47 will be described later.
更に、断熱処理ステップでは、図2Cに示すように、タンク40における周壁41の上部を覆うように屋根48を設置する。屋根48の形状は、タンク40内が所定の閉塞性を有していれば特に限定されるものでない。屋根48は、図2Cではドーム状に形成された構成を例示したが、錘状に形成したり、水勾配を有するフラット形状にする等、種々の変更が可能である。 Furthermore, in the insulation treatment step, as shown in Figure 2C, a roof 48 is installed to cover the upper part of the peripheral wall 41 of the tank 40. The shape of the roof 48 is not particularly limited as long as it provides a predetermined level of closure within the tank 40. While Figure 2C shows an example of a dome-shaped roof 48, various modifications are possible, such as forming it into a cone shape or a flat shape with a water gradient.
屋根48の内面側にも断熱層46を設ける。なお、屋根48においてはライナー47の形成が省略される。図3は、断熱処理ステップの実施後の状態を示す図1と同様の概略構成図である。図3に示す2基のタンク40に断熱層46、ライナー47及び屋根48が設けられ、図3中上側に図示したタンク40を高温蓄熱槽51とし、同図中下側に図示したタンク40を低温蓄熱槽52とする。各蓄熱槽51、52は後述する蓄熱材HSを貯留するために用いられる。 An insulating layer 46 is also provided on the inner surface of the roof 48. Note that the formation of a liner 47 is omitted on the roof 48. Figure 3 is a schematic diagram similar to Figure 1, showing the state after the insulation treatment step has been carried out. The two tanks 40 shown in Figure 3 are provided with an insulating layer 46, liner 47, and roof 48, with the tank 40 shown on the upper side of Figure 3 being a high-temperature heat storage tank 51 and the tank 40 shown on the lower side being a low-temperature heat storage tank 52. Each heat storage tank 51, 52 is used to store the heat storage material HS, which will be described later.
断熱処理ステップを実施した後、熱交換器設置ステップを実施する。図4は、熱交換器設置ステップの実施後の状態を示す図1と同様の概略構成図である。図4に示すように、熱交換器設置ステップは、高温蓄熱槽51と低温蓄熱槽52との間にて蓄熱材HSが流れる熱交換器54を設置する。また、熱交換器54の設置に前後して、蓄熱材HSが流れる高温蓄熱槽用配管61及び低温蓄熱槽用配管62を設置する。熱交換器54、高温蓄熱槽51、低温蓄熱槽52及び各配管61、62によって蓄熱システム50が構成される。 After the heat insulation treatment step is performed, the heat exchanger installation step is performed. Figure 4 is a schematic diagram similar to Figure 1, showing the state after the heat exchanger installation step has been performed. As shown in Figure 4, in the heat exchanger installation step, a heat exchanger 54 is installed between the high-temperature heat storage tank 51 and the low-temperature heat storage tank 52, through which the heat storage material HS flows. Also, before and after the installation of the heat exchanger 54, a high-temperature heat storage tank piping 61 and a low-temperature heat storage tank piping 62, through which the heat storage material HS flows, are installed. The heat exchanger 54, the high-temperature heat storage tank 51, the low-temperature heat storage tank 52, and the respective piping 61, 62 constitute the heat storage system 50.
ここで、熱交換器54は、熱交換に適した形状(例えばコイル状)をなす伝熱管55と、伝熱管55及び蓄熱材HSを収容する容器56とを備えた構成が例示できる。伝熱管55には、ライン接続ステップ後に水・蒸気STが流れる。 Here, the heat exchanger 54 can be configured, for example, to include a heat transfer tube 55 having a shape suitable for heat exchange (e.g., a coil shape) and a container 56 that contains the heat transfer tube 55 and the heat storage material HS. After the line connection step, water/steam ST flows through the heat transfer tube 55.
高温蓄熱槽用配管61の設置によって、高温蓄熱槽51と熱交換器54の容器56の上部とが接続される。低温蓄熱槽用配管62の設置によって、低温蓄熱槽52と熱交換器54の容器56の下部とが接続される。 The installation of the high-temperature heat storage tank piping 61 connects the high-temperature heat storage tank 51 to the upper part of the container 56 of the heat exchanger 54. The installation of the low-temperature heat storage tank piping 62 connects the low-temperature heat storage tank 52 to the lower part of the container 56 of the heat exchanger 54.
高温蓄熱槽用配管61は供給管61a及び回収管61bに分岐し、高温蓄熱槽51への接続箇所が2箇所となるよう設置する。低温蓄熱槽用配管62は供給管62a及び回収管62bに分岐し、低温蓄熱槽52への接続箇所が2箇所となるよう設置する。各供給管61a、62aは、蓄熱材HSを熱交換器54の容器56に供給する際に利用され、各回収管61b、62bは、蓄熱材HSを熱交換器54の容器56から回収する際に利用される。 The high-temperature heat storage tank piping 61 branches into a supply pipe 61a and a recovery pipe 61b, and is installed so that there are two connection points to the high-temperature heat storage tank 51. The low-temperature heat storage tank piping 62 branches into a supply pipe 62a and a recovery pipe 62b, and is installed so that there are two connection points to the low-temperature heat storage tank 52. Each supply pipe 61a, 62a is used to supply the heat storage material HS to the container 56 of the heat exchanger 54, and each recovery pipe 61b, 62b is used to recover the heat storage material HS from the container 56 of the heat exchanger 54.
高温蓄熱槽用配管61の供給管61aには、蓄熱材HSを高温蓄熱槽51から熱交換器54側に送出するポンプ61cを設ける。高温蓄熱槽用配管61の回収管61bには、蓄熱材HSの流れを遮断及び許容する弁61dを設ける。 A pump 61c is provided in the supply pipe 61a of the high-temperature heat storage tank piping 61 to send the heat storage material HS from the high-temperature heat storage tank 51 to the heat exchanger 54. A valve 61d is provided in the recovery pipe 61b of the high-temperature heat storage tank piping 61 to block and allow the flow of the heat storage material HS.
低温蓄熱槽用配管62の供給管62aには、蓄熱材HSを低温蓄熱槽52から熱交換器54側に送出するポンプ62cを設ける。低温蓄熱槽用配管62の回収管62bには、蓄熱材HSの流れを遮断及び許容する弁62dを設ける。 A pump 62c is provided in the supply pipe 62a of the low-temperature heat storage tank piping 62 to send the heat storage material HS from the low-temperature heat storage tank 52 to the heat exchanger 54. A valve 62d is provided in the recovery pipe 62b of the low-temperature heat storage tank piping 62 to block and allow the flow of the heat storage material HS.
熱交換器54の設置後、熱交換器設置ステップまたはライン接続ステップにて、高温蓄熱槽51及び低温蓄熱槽52に蓄熱材HSを貯留する。ここで、蓄熱材HSとしては、例えば、化学的に不活性で流動性の高い溶融塩等が使用される。高温蓄熱槽51に貯留する蓄熱材HSより低温蓄熱槽52に貯留する蓄熱材HSの方が低温とされ、例えば、高温蓄熱槽51に貯留する蓄熱材HSが約600[℃]、低温蓄熱槽52に貯留する蓄熱材HSが約300[℃]とされる。 After the heat exchanger 54 is installed, the heat storage material HS is stored in the high-temperature heat storage tank 51 and the low-temperature heat storage tank 52 in the heat exchanger installation step or line connection step. Here, for example, a chemically inert, highly fluid molten salt is used as the heat storage material HS. The heat storage material HS stored in the low-temperature heat storage tank 52 is set to a lower temperature than the heat storage material HS stored in the high-temperature heat storage tank 51; for example, the heat storage material HS stored in the high-temperature heat storage tank 51 is set to approximately 600°C, and the heat storage material HS stored in the low-temperature heat storage tank 52 is set to approximately 300°C.
熱交換器設置ステップを実施した後、ライン接続ステップを実施する。図5及び図6は、ライン接続ステップの実施後の状態を示す図1と同様の概略構成図である。図5は蓄熱システム50が蓄熱している状態を示し、図6は蓄熱システム50が放熱している状態を示す。図5に示すように、ライン接続ステップは、低温接続ライン64及び高温接続ライン65を介して熱交換器54と低温部ライン26及び高温部ライン27とを接続する。 After the heat exchanger installation step is performed, the line connection step is performed. Figures 5 and 6 are schematic diagrams similar to Figure 1, showing the state after the line connection step is performed. Figure 5 shows the state in which the heat storage system 50 is storing heat, and Figure 6 shows the state in which the heat storage system 50 is releasing heat. As shown in Figure 5, the line connection step connects the heat exchanger 54 to the low-temperature section line 26 and the high-temperature section line 27 via the low-temperature connection line 64 and the high-temperature connection line 65.
低温接続ライン64は、低温部ライン26の中間部を分岐するように設置され、熱交換器54の伝熱管55の一端(下端)に連通するよう接続される。高温接続ライン65は、高温部ライン27の中間部を分岐するように設置され、熱交換器54の伝熱管55の他端(上端)に連通するよう接続される。図6にも示すように、低温部ライン26と低温接続ライン64との間で低温の水・蒸気STが流入出し、高温部ライン27と高温接続ライン65との間で高温の水・蒸気STが流入出するようになる。 The low-temperature connection line 64 is installed so as to branch off from the middle of the low-temperature section line 26 and is connected so as to communicate with one end (lower end) of the heat transfer tube 55 of the heat exchanger 54. The high-temperature connection line 65 is installed so as to branch off from the middle of the high-temperature section line 27 and is connected so as to communicate with the other end (upper end) of the heat transfer tube 55 of the heat exchanger 54. As shown in Figure 6, low-temperature water/steam ST flows in and out between the low-temperature section line 26 and the low-temperature connection line 64, and high-temperature water/steam ST flows in and out between the high-temperature section line 27 and the high-temperature connection line 65.
低温接続ライン64及び高温接続ライン65を上記のように接続することで、本実施の形態の蓄熱エネルギー利用システム1の施工が完了する。 By connecting the low-temperature connection line 64 and the high-temperature connection line 65 as described above, the construction of the thermal storage energy utilization system 1 of this embodiment is completed.
上述した各ポンプ35、61c、62c及び各弁61d、62dは、制御部70によって動作が制御される。制御部70は、記憶部及び通信部を有する装置として、プログラマブルコントローラ(PLC)やパーソナルコンピュータ(PC)を例示することができる。制御部70は、中央処理装置(CPU)等からなり、蓄熱エネルギー利用システム1の各部の制御を介して全体を制御する。 The operation of the pumps 35, 61c, 62c and valves 61d, 62d described above is controlled by a control unit 70. The control unit 70 is a device having a memory unit and a communication unit, and examples of such a device include a programmable logic controller (PLC) or a personal computer (PC). The control unit 70 is made up of a central processing unit (CPU) and other components, and controls the entire thermal storage energy utilization system 1 by controlling each component.
次に、本実施の形態の蓄熱エネルギー利用システム1における出力調整方法について、図5及び図6に加えて図7を参照して説明する。図7Aは、ボイラの熱出力及び負荷部の出力の時間変化を示すグラフであり、図7Bは、各蓄熱槽における蓄熱材の貯蔵量の時間変化を示すグラフである。 Next, the output adjustment method in the thermal storage energy utilization system 1 of this embodiment will be described with reference to Figure 7 in addition to Figures 5 and 6. Figure 7A is a graph showing the time change in the thermal output of the boiler and the output of the load section, and Figure 7B is a graph showing the time change in the amount of thermal storage material stored in each thermal storage tank.
蓄熱エネルギー利用システム1の運転にて、ボイラ20は、図7Aに示すように、定格運転として一日中、熱出力が一定となる条件とする。また、負荷部30については、昼間(6時~18時)の方が夜間(18時~6時)に比べて相対的に要求出力(発電量)が少ない場合を想定する。なお、図7Aに示す負荷部30の出力変化は一例に過ぎないものであり、昼夜の出力を逆にしたり、漸次増減したりする場合も同様に対応可能である。 When operating the thermal storage energy utilization system 1, the boiler 20 is operated at rated power, with a constant thermal output throughout the day, as shown in Figure 7A. It is also assumed that the required output (power generation amount) for the load section 30 is relatively lower during the day (6:00 AM to 6:00 PM) than at night (6:00 PM to 6:00 AM). Note that the output change for the load section 30 shown in Figure 7A is merely one example, and it is equally possible to reverse the daytime and nighttime output, or to gradually increase or decrease it.
上記の条件のもとで、制御部70は循環ポンプ35を駆動させ、負荷部30から低温部ライン26を経てボイラ20に流入する水・蒸気STの量を所定量に制御する。ここで、負荷部30の要求出力が少ない昼間は、夜間に比べて少なくなる昼間の出力に応じ、負荷部30の出力を減らしつつ蓄熱システム50に熱エネルギーを蓄熱する。かかる熱エネルギーの蓄熱は、図5に示すように、高温部ライン27から高温接続ライン65を経て熱交換器54の伝熱管55に高温の水・蒸気STが通過し、容器56内を流れる蓄熱材HSと熱交換する。このとき、制御部70によって各ポンプ61c、62cの駆動及び各弁61d、62dの開閉が以下のように制御される。 Under the above conditions, the control unit 70 drives the circulation pump 35 and controls the amount of water/steam ST flowing from the load unit 30 through the low-temperature section line 26 into the boiler 20 to a predetermined amount. Here, during the daytime when the required output of the load unit 30 is low, thermal energy is stored in the thermal storage system 50 while reducing the output of the load unit 30 in accordance with the daytime output, which is lower than at night. As shown in Figure 5, this thermal energy is stored when high-temperature water/steam ST passes from the high-temperature section line 27 through the high-temperature connection line 65 and into the heat transfer tube 55 of the heat exchanger 54, where it exchanges heat with the thermal storage material HS flowing within the container 56. At this time, the control unit 70 controls the operation of each pump 61c, 62c and the opening and closing of each valve 61d, 62d as follows.
制御部70における昼間の制御は、低温蓄熱槽用配管62のポンプ62cを駆動し、低温蓄熱槽52から供給管62aを経て熱交換器54の容器56に蓄熱材HSを送出する。更に、高温蓄熱槽用配管61の弁61dを開放し、容器56内の蓄熱材HSが回収管61bを経て高温蓄熱槽51に流入することを許容する。なお、低温蓄熱槽用配管62の弁62dは閉塞し、高温蓄熱槽用配管61のポンプ61cは駆動を停止するよう制御する。 During the daytime, the control unit 70 drives the pump 62c of the low-temperature heat storage tank piping 62 to send the heat storage material HS from the low-temperature heat storage tank 52 through the supply pipe 62a to the container 56 of the heat exchanger 54. Furthermore, the valve 61d of the high-temperature heat storage tank piping 61 is opened to allow the heat storage material HS in the container 56 to flow into the high-temperature heat storage tank 51 through the recovery pipe 61b. The valve 62d of the low-temperature heat storage tank piping 62 is closed, and the pump 61c of the high-temperature heat storage tank piping 61 is controlled to stop operating.
上記の制御によって、図7Bに示すように、高温蓄熱槽51では高温となる蓄熱材HSの貯蔵量が次第に増加し、かつ、低温蓄熱槽52では低温となる蓄熱材HSの貯蔵量が次第に減少する。よって、蓄熱システム50としては全体の蓄熱エネルギーが増加することとなる。 As a result of the above control, as shown in Figure 7B, the amount of high-temperature heat storage material HS stored in the high-temperature heat storage tank 51 gradually increases, and the amount of low-temperature heat storage material HS stored in the low-temperature heat storage tank 52 gradually decreases. As a result, the overall heat storage energy of the heat storage system 50 increases.
また、熱交換器54にて熱エネルギーが吸収された水・蒸気STは、低温接続ライン64を経て低温部ライン26に流入する。発電システム10においては、ボイラ20の出力が一定の場合、蓄熱システム50にて増加した蓄熱エネルギーに応じ、負荷部30の出力が減少する。 In addition, the water/steam ST whose thermal energy has been absorbed in the heat exchanger 54 flows into the low-temperature section line 26 via the low-temperature connection line 64. In the power generation system 10, when the output of the boiler 20 is constant, the output of the load section 30 decreases in response to the increased thermal energy stored in the thermal storage system 50.
一方、負荷部30の要求出力が大きくなる夜間は、昼間に比べて大きくなる夜間の出力に応じ、蓄熱システム50に蓄熱した熱エネルギーを用いて出力を増加させる運転を行う。かかる運転では、図6に示すように、低温部ライン26から低温接続ライン64を経て熱交換器54の伝熱管55に低温の水・蒸気STが通過し、容器56内を流れる蓄熱材HSと熱交換する。このとき、制御部70によって各ポンプ61c、62cの駆動及び各弁61d、62dの開閉が以下のように制御される。 On the other hand, at night, when the required output of the load section 30 is greater, the system operates to increase output using the thermal energy stored in the heat storage system 50 in response to the higher nighttime output compared to daytime. During this operation, as shown in FIG. 6, low-temperature water/steam ST passes from the low-temperature section line 26 through the low-temperature connection line 64 and into the heat transfer tube 55 of the heat exchanger 54, exchanging heat with the heat storage material HS flowing within the container 56. At this time, the control unit 70 controls the operation of each pump 61c, 62c and the opening and closing of each valve 61d, 62d as follows:
制御部70における夜間の制御は、高温蓄熱槽用配管61のポンプ61cを駆動し、高温蓄熱槽51から供給管61aを経て熱交換器54の容器56に蓄熱材HSを送出する。
更に、低温蓄熱槽用配管62の弁62dを開放し、容器56内の蓄熱材HSが回収管62bを経て低温蓄熱槽52に流入することを許容する。なお、高温蓄熱槽用配管61の弁61dは閉塞し、低温蓄熱槽用配管62のポンプ62cは駆動を停止するよう制御する。
The control unit 70 controls the high-temperature heat storage tank piping 61 at night by driving the pump 61c to send the heat storage material HS from the high-temperature heat storage tank 51 to the container 56 of the heat exchanger 54 via the supply pipe 61a.
Furthermore, the valve 62d of the low-temperature heat storage tank piping 62 is opened to allow the heat storage material HS in the container 56 to flow into the low-temperature heat storage tank 52 through the recovery pipe 62b. The valve 61d of the high-temperature heat storage tank piping 61 is closed, and the pump 62c of the low-temperature heat storage tank piping 62 is controlled to stop driving.
上記の制御によって、図7Bに示すように、高温蓄熱槽51では高温となる蓄熱材HSの貯蔵量が次第に減少し、かつ、低温蓄熱槽52では低温となる蓄熱材HSの貯蔵量が次第に増加する。よって、蓄熱システム50としては全体の蓄熱エネルギーが減少することとなる。 As a result of the above control, as shown in Figure 7B, the amount of high-temperature heat storage material HS stored in the high-temperature heat storage tank 51 gradually decreases, and the amount of low-temperature heat storage material HS stored in the low-temperature heat storage tank 52 gradually increases. As a result, the overall heat storage energy of the heat storage system 50 decreases.
また、熱交換器54にて熱エネルギーを吸収した水・蒸気STは、高温接続ライン65を経て高温部ライン27に流入し、負荷部30にてエネルギーを放出する。よって、発電システム10は、ボイラ20の出力が一定の場合、蓄熱システム50より放出した蓄熱エネルギーに応じ、負荷部30の出力が増大する。 In addition, the water/steam ST that has absorbed thermal energy in the heat exchanger 54 flows into the high-temperature section line 27 via the high-temperature connection line 65 and releases the energy in the load section 30. Therefore, in the power generation system 10, when the output of the boiler 20 is constant, the output of the load section 30 increases in accordance with the stored thermal energy released by the thermal storage system 50.
以上のように、本実施の形態によれば、既設のタンク40に断熱層46を設けて蓄熱システム50を構成する高温蓄熱槽51及び低温蓄熱槽52に転用している。これにより、施設の規模縮小等で既存のタンク40が未使用になることを回避でき、施設の稼働率を向上することができる。更には、既設のタンク40を活用できるので、各蓄熱槽51、52を新設する場合に比べて設備投資、建設コストを低減することができる。 As described above, according to this embodiment, an insulating layer 46 is provided on an existing tank 40, which is then repurposed as the high-temperature heat storage tank 51 and low-temperature heat storage tank 52 that make up the heat storage system 50. This prevents the existing tank 40 from going unused due to facility downsizing, etc., and improves the facility's operating rate. Furthermore, because the existing tank 40 can be utilized, capital investment and construction costs can be reduced compared to when new heat storage tanks 51 and 52 are constructed.
また、蓄熱システム50にて蓄熱したエネルギー量の放出を制御することで、要求負荷に応じて負荷部30の出力を変化することができる。これにより、既存の発電システム10を有する施設において、ボイラ20及び負荷部30を効率良く出力可能として運用コストを低減することができる。このように、建設コストだけでなく運用コストも低減できるので、施設外等にも電力供給できる設備へと促進可能となり、ひいては、調整電力を供給できる設備を増やして再生可能エネルギーの利用促進を図ることができる。 Furthermore, by controlling the release of the amount of energy stored in the thermal storage system 50, the output of the load section 30 can be changed according to the required load. This allows the boiler 20 and load section 30 to output more efficiently in facilities with existing power generation systems 10, reducing operating costs. In this way, not only construction costs but also operating costs can be reduced, making it possible to promote facilities that can supply power outside the facility, etc., and ultimately increasing the number of facilities that can supply regulated power and promoting the use of renewable energy.
ここで、蓄熱槽51、52による断熱層46とライナー47について、以下に説明する。 Here, the insulating layer 46 and liner 47 formed by the heat storage tanks 51 and 52 will be explained below.
断熱層46は、断熱機能と、溶融塩からなる蓄熱材HSによる内圧を周壁41及び底壁42へ伝達する支持機能とを有する。 The insulating layer 46 has a thermal insulation function and a support function that transmits the internal pressure caused by the heat storage material HS, which is made of molten salt, to the peripheral wall 41 and bottom wall 42.
断熱機能は、周壁41、底壁42及び蓄熱槽51、52を支持する基礎スラブの表面温度を一定温度に留め、かつ蓄熱材HSを保温するものである。周壁41、底壁42及び基礎スラブの表面温度を一定温度に留めることで、それらの強度低下を抑制する。これにより、周壁41及び底壁42の構造用鋼板の必要板厚を合理化することができる。 The heat insulating function maintains a constant surface temperature for the peripheral walls 41, bottom wall 42, and foundation slab supporting the thermal storage tanks 51, 52, while also keeping the heat storage material HS warm. Maintaining a constant surface temperature for the peripheral walls 41, bottom wall 42, and foundation slab prevents their strength from decreasing. This allows for a rationalization of the required thickness of the structural steel plates for the peripheral walls 41 and bottom wall 42.
支持機能は、蓄熱材HSによる内圧をライナー47、断熱層46を介して周壁41及び底壁42に伝達する機能である。ライナー47、断熱層46、周壁41または底壁42が密着していれば、内圧を面外力として伝達することができる。断熱層46は、内部からの圧力に対して十分な圧縮強度を有し、また変形によりライナー47が損傷しないよう剛性が十分大きい材料とする。 The support function is to transmit the internal pressure caused by the heat storage material HS to the peripheral wall 41 and bottom wall 42 via the liner 47 and insulating layer 46. If the liner 47, insulating layer 46, peripheral wall 41, or bottom wall 42 are in close contact, the internal pressure can be transmitted as an out-of-plane force. The insulating layer 46 has sufficient compressive strength against internal pressure and is made of a material with sufficient rigidity so that deformation will not damage the liner 47.
断熱層46の形状は、円筒状の周壁41のアール形状を施した縦長の短冊形状とし、割り付けることで、内圧による割れを防止する。断熱層46は周壁41または底壁42で支持され、その支持箇所は、熱道を少なくすべく可能な限り大きな板状として、少なくすることが好ましい。 The insulating layer 46 is shaped like a vertically long strip, with the curved shape of the cylindrical peripheral wall 41, and by dividing it into strips, it prevents cracks due to internal pressure. The insulating layer 46 is supported by the peripheral wall 41 or the bottom wall 42, and it is preferable to minimize the number of support points by using as large a plate shape as possible to minimize heat paths.
断熱層46に例えば珪酸カルシウム系の断熱板(断熱材)を用いることで、高温下においても上記断熱機能及び支持機能を両立することができる。 By using, for example, a calcium silicate-based insulating board (thermal insulation material) for the insulating layer 46, it is possible to achieve both the above-mentioned insulating and support functions even at high temperatures.
ライナー47の機能は、蓄熱材(溶融塩)HSの腐食に耐えることと、蓄熱材HSの液密性の発揮とがある。ライナー47は高耐食鋼材(例えば、SUS316等のステンレス鋼)で構成する層である。 The function of the liner 47 is to resist corrosion of the heat storage material (molten salt) HS and to ensure the liquid-tightness of the heat storage material HS. The liner 47 is a layer made of highly corrosion-resistant steel (for example, stainless steel such as SUS316).
蓄熱材HSの腐食に耐えるため、ライナー47の板厚は供用期間中の腐食に耐えられる板厚とする。蓄熱材HSの液密性を確保するため、ライナー47は漏洩のないよう閉じた層とする。 To withstand corrosion of the heat storage material HS, the thickness of the liner 47 must be thick enough to withstand corrosion during its service life. To ensure the liquid-tightness of the heat storage material HS, the liner 47 must be a closed layer to prevent leakage.
ここで、ライナー47は断熱層46より高温とされるため、ライナー47の熱ひずみは断熱層46より大きく、ライナー47には弛みが生じる。この弛みによって、ライナー47には蓄熱材HSの内圧による膜力が生じない。以上から、ライナー47は応力の負担を考慮せず、腐食に耐えるための必要最小板厚とできる。 Here, because the liner 47 is heated to a higher temperature than the insulating layer 46, the thermal strain of the liner 47 is greater than that of the insulating layer 46, causing the liner 47 to slacken. Due to this slack, the liner 47 does not experience membrane stress due to the internal pressure of the heat storage material HS. For these reasons, the liner 47 can be made the minimum thickness necessary to withstand corrosion, without considering the stress burden.
本発明の実施の形態は上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の趣旨を逸脱しない範囲において様々に変更、置換、変形されてもよい。さらには、技術の進歩又は派生する別技術によって、本発明の技術的思想を別の仕方で実現することができれば、その方法を用いて実施されてもよい。したがって、特許請求の範囲は、本発明の技術的思想の範囲内に含まれ得る全ての実施態様をカバーしている。 The embodiments of the present invention are not limited to the above-described embodiments, and may be modified, substituted, or altered in various ways without departing from the spirit of the technical concept of the present invention. Furthermore, if technological advances or derived technologies allow the technical concept of the present invention to be realized in a different way, the present invention may be implemented using that method. Therefore, the claims cover all embodiments that may fall within the scope of the technical concept of the present invention.
上記実施の形態の施工方法にて、ライン接続ステップを実施した後、図8に示すように、交換ステップを実施してもよい。図8は、交換ステップの実施後の状態を示す図5と同様の概略構成図である。交換ステップは、ボイラ20(図5参照)と電熱変換装置80を交換して設置し、電熱変換装置80に低温部ライン26及び高温部ライン27を接続する。電熱変換装置80は、施設の外部から電力供給される商用電源によって作動するヒータ等によって構成される。電熱変換装置80は、ボイラ20と同様に、低温部ライン26から流入する低温の水・蒸気STを加熱し、高温の水・蒸気STに変換して高温部ライン27から流出させる。 In the construction method of the above embodiment, after the line connection step has been performed, a replacement step may be performed as shown in Figure 8. Figure 8 is a schematic diagram similar to Figure 5, showing the state after the replacement step has been performed. In the replacement step, the boiler 20 (see Figure 5) and electrothermal converter 80 are replaced and installed, and the low-temperature line 26 and high-temperature line 27 are connected to the electrothermal converter 80. The electrothermal converter 80 is composed of a heater or the like that operates using commercial power supplied from outside the facility. Like the boiler 20, the electrothermal converter 80 heats the low-temperature water/steam ST that flows in from the low-temperature line 26, converts it into high-temperature water/steam ST, and outputs it from the high-temperature line 27.
交換ステップの実施によって、例えば、再生可能エネルギー施設が大量に導入された将来にて、昼間電力で電熱変換装置80によって高温蓄熱槽51の蓄熱材HSに蓄熱するエネルギー量を増大することができる。一方、夜間は、蓄熱材HSに蓄熱したエネルギー量の放出を制御することで、要求負荷に応じた負荷部30の出力変化を実現でき、調整電力としてより良く利用することが可能となる。 By carrying out the replacement step, for example, in the future when a large number of renewable energy facilities are introduced, it will be possible to increase the amount of energy stored in the heat storage material HS of the high-temperature heat storage tank 51 by the electrothermal converter 80 using daytime electricity. Meanwhile, by controlling the release of the amount of energy stored in the heat storage material HS at night, it will be possible to change the output of the load section 30 in accordance with the required load, enabling better use of the energy as regulated power.
また、高温熱媒体供給部は、種々の変更が可能であり、例えば、ガスタービン発電機の排熱を回収して熱媒体を加熱する排熱回収ボイラによって構成してもよい。この構成では、ガスタービン発電機の排熱を、配管を介して排熱回収ボイラ内の伝熱管に供給して水・蒸気STを加熱することにより、以後は上記実施の形態と同様の動作によって負荷部30の蒸気タービン発電機を駆動できる。 The high-temperature heat transfer medium supply unit can also be modified in various ways. For example, it can be configured as a heat recovery boiler that recovers exhaust heat from the gas turbine generator to heat the heat transfer medium. In this configuration, the exhaust heat from the gas turbine generator is supplied via piping to the heat transfer tubes in the heat recovery boiler to heat the water/steam ST, and the steam turbine generator in the load unit 30 can then be driven by the same operation as in the above embodiment.
また、上記実施の形態の施工方法が実施される施設は、製油所に限定されるものでない。製油所で用いるタンク40と同様のタンクと、上記と同様の発電システム10とを備えていれば様々な施設に上記実施の形態の施工方法を実施することができる。 Furthermore, the facilities in which the construction method of the above embodiment is implemented are not limited to refineries. The construction method of the above embodiment can be implemented in various facilities as long as they are equipped with a tank similar to the tank 40 used in refineries and a power generation system 10 similar to that described above.
また、施設に既存のタンク40は、高温蓄熱槽51に転用するタンク40が少なくとも1基と、低温蓄熱槽52に転用するタンク40が少なくとも1基あればよく、タンク40が3基以上ある場合に高温蓄熱槽51及び低温蓄熱槽52を複数としてもよい。 Furthermore, of the existing tanks 40 in the facility, at least one tank 40 may be converted into a high-temperature heat storage tank 51 and at least one tank 40 may be converted into a low-temperature heat storage tank 52. If there are three or more tanks 40, there may be multiple high-temperature heat storage tanks 51 and multiple low-temperature heat storage tanks 52.
また、上記実施の形態では、施設に既存のタンク40を転用して高温蓄熱槽51及び低温蓄熱槽52を設置したが、これに限られるものでない。既存のタンク40を用いることなく、上述と同構造の高温蓄熱槽51及び低温蓄熱槽52を新たに設置してもよい。 In addition, in the above embodiment, the high-temperature heat storage tank 51 and the low-temperature heat storage tank 52 were installed by repurposing an existing tank 40 in the facility, but this is not limited to this. It is also possible to install new high-temperature heat storage tanks 51 and low-temperature heat storage tanks 52 with the same structure as described above without using the existing tank 40.
上記実施の形態では、水・蒸気STを熱媒体としたが、該熱媒体として、蒸気以外のヘリウムガス等のガスを用いてもよい。 In the above embodiment, water/steam ST was used as the heat transfer medium, but gases other than steam, such as helium gas, may also be used as the heat transfer medium.
また、熱交換器54の構成は、上記実施の形態と同様に熱交換を行える限りにおいて、伝熱管55を用いた構成とは異なる構成としてもよい。 Furthermore, the configuration of the heat exchanger 54 may be different from that using the heat transfer tube 55, as long as it can perform heat exchange in the same manner as in the above embodiment.
更に、負荷部30は、蒸気タービン31を用いた構成に限られず、高温熱媒体供給部から供給される熱媒体から熱エネルギーを取り出し可能な他の熱利用装置としてもよい。 Furthermore, the load section 30 is not limited to a configuration using a steam turbine 31, but may be another heat utilization device capable of extracting thermal energy from the heat medium supplied from the high-temperature heat medium supply section.
また、循環ポンプ35の駆動による水・蒸気STの送出量は一定としても適宜変化させてもよいが、一定とした方が制御を簡略化できる点で有利となる。 Furthermore, the amount of water/steam ST delivered by the circulation pump 35 may be constant or may be varied as appropriate, but keeping it constant is advantageous in that it simplifies control.
更に、発電システム10は、少なくとも一部として、ボイラ20等の高温熱媒体供給部及び負荷部30を含んで構成されていればよく、上述した構成以外のポンプや熱交換器を備えた構成としてもよい。 Furthermore, the power generation system 10 only needs to be configured to include, at least in part, a high-temperature heat medium supply section such as a boiler 20 and a load section 30, and may also be configured to include pumps and heat exchangers other than those described above.
1 :蓄熱エネルギー利用システム
10 :発電システム
20 :ボイラ(高温熱媒体供給部)
23 :熱源
26 :低温部ライン(ライン)
27 :高温部ライン(ライン)
30 :負荷部
40 :タンク
41 :周壁
42 :底壁
46 :断熱層
47 :ライナー
48 :屋根
51 :高温蓄熱槽
52 :低温蓄熱槽
54 :熱交換器
64 :低温接続ライン
65 :高温接続ライン
80 :電熱変換装置
F :化石燃料(液体)
HS :蓄熱材
ST :水・蒸気(熱媒体)
1: Thermal storage energy utilization system 10: Power generation system 20: Boiler (high-temperature heat medium supply section)
23: Heat source 26: Low temperature line (line)
27: High temperature line (line)
30: Load section 40: Tank 41: Peripheral wall 42: Bottom wall 46: Heat insulating layer 47: Liner 48: Roof 51: High-temperature heat storage tank 52: Low-temperature heat storage tank 54: Heat exchanger 64: Low-temperature connection line 65: High-temperature connection line 80: Electrothermal conversion device F: Fossil fuel (liquid)
HS: Heat storage material ST: Water/steam (heat medium)
Claims (6)
前記タンクの内面側に断熱層を設け、少なくとも1基の前記タンクを高温の蓄熱材を貯留する高温蓄熱槽とし、他の少なくとも1基の前記タンクを前記高温の蓄熱材より低温の蓄熱材を貯留する低温蓄熱槽とする断熱処理ステップと、
前記高温蓄熱槽と前記低温蓄熱槽との間にて前記蓄熱材が流れる熱交換器を設置する熱交換器設置ステップと、
熱媒体を加熱する高温熱媒体供給部と、高温の前記熱媒体を利用して出力を行う負荷部との間にて循環する前記熱媒体が流れるラインと前記熱交換器とを接続するライン接続ステップと、を行うことを特徴とする蓄熱エネルギー利用システムの施工方法。 a liquid draining step of draining and emptying the liquid from at least two tanks that have stored the liquid;
a heat insulating treatment step of providing a heat insulating layer on the inner surface side of the tanks, making at least one of the tanks a high-temperature heat storage tank for storing a high-temperature heat storage material, and making at least one other of the tanks a low-temperature heat storage tank for storing a heat storage material that is lower in temperature than the high-temperature heat storage material;
a heat exchanger installation step of installing a heat exchanger through which the heat storage material flows between the high-temperature heat storage tank and the low-temperature heat storage tank;
a line connecting step of connecting the heat exchanger to a line through which the heat medium circulates between a high-temperature heat medium supply unit that heats a heat medium and a load unit that produces output using the high-temperature heat medium.
前記ライン接続ステップを実施した後、外部電力によって前記熱媒体を加熱可能な電熱変換装置を前記高温熱媒体供給部と交換する交換ステップを行うことを特徴とする請求項1に記載の蓄熱エネルギー利用システムの施工方法。 the high-temperature heat medium supply unit heats and supplies the heat medium using combustion heat of fuel for thermal power generation or exhaust heat from external equipment as a heat source;
2. The method for constructing a thermal storage energy utilization system according to claim 1, wherein after the line connection step is performed, an exchange step is performed in which an electrothermal conversion device capable of heating the heat medium using external power is replaced with the high-temperature heat medium supply unit.
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013518243A (en) | 2010-01-29 | 2013-05-20 | ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシー | Thermal energy storage |
| JP2013224343A (en) | 2012-04-19 | 2013-10-31 | Ihi Corp | Heat storage material, and heat storage system |
| JP2013545063A (en) | 2010-09-29 | 2013-12-19 | ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア | Device containing hot liquid acting on corrosivity and use of the device |
| CN209101590U (en) | 2018-08-09 | 2019-07-12 | 山东睿冠电能热力有限公司 | A kind of high-temperature molten salt heat-accumulator tank tank bottom attemperator |
| JP2022139945A (en) | 2021-03-12 | 2022-09-26 | 富士電機株式会社 | Steam generation system combined with heat storage and power generation system combined with heat storage |
-
2022
- 2022-04-28 JP JP2022074165A patent/JP7789620B2/en active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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