(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料を燃焼して蒸気を生成して排ガスを発生させるボイラーと、
発電機に連結され、前記ボイラーから蒸気が供給されて回転駆動する第１タービンと、
前記ボイラーから前記排ガスが供給され、この排ガスに含まれる二酸化炭素を吸収液に吸収させる吸収塔と、
前記吸収塔から二酸化炭素を吸収した吸収液が供給され、この吸収液から二酸化炭素ガスを放出させ、この二酸化炭素ガスを排出する再生塔と、
前記再生塔からの吸収液を加熱し、発生させた蒸気を前記再生塔に供給するリボイラーと、
冷却媒体を用いて、前記再生塔から排出された二酸化炭素ガスから水分を凝縮させて除去する凝縮器と、
前記凝縮器により水分が除去された二酸化炭素ガスを圧縮するコンプレッサと、
前記コンプレッサを駆動する第２タービンと、
前記第２タービンからの排気蒸気を冷却及び凝縮して前記冷却媒体を生成する復水器と、を備え、
前記冷却媒体が前記凝縮器において前記二酸化炭素ガスから熱を回収することで生成される蒸気が前記第１タービン又は前記第２タービンに供給されることを特徴とする二酸化炭素回収型汽力発電システム。
【請求項２】
燃料を燃焼して蒸気を生成して排ガスを発生させるボイラーと、
発電機に連結され、前記ボイラーから蒸気が供給されて回転駆動する第１タービンと、
前記ボイラーから前記排ガスが供給され、この排ガスに含まれる二酸化炭素を吸収液に吸収させる吸収塔と、
前記吸収塔から二酸化炭素を吸収した吸収液が供給され、この吸収液から二酸化炭素ガスを放出させ、この二酸化炭素ガスを排出する再生塔と、
前記再生塔からの吸収液を加熱し、発生させた蒸気を前記再生塔に供給するリボイラーと、
冷却媒体を用いて、前記再生塔から排出された二酸化炭素ガスから水分を凝縮させて除去する凝縮器と、
前記凝縮器により水分が除去された二酸化炭素ガスを圧縮するコンプレッサと、
前記コンプレッサを駆動する第２タービンと、
前記第１タービンからの蒸気を減温して前記リボイラーに供給する減温器と、
を備え、
前記冷却媒体が前記凝縮器において前記二酸化炭素ガスから熱を回収することで生成される蒸気が前記第１タービン又は前記第２タービンに供給され、
前記冷却媒体が前記凝縮器において前記二酸化炭素ガスから熱を回収した後、前記減温器において前記第１タービンからの蒸気から熱を回収することを特徴とする二酸化炭素回収型汽力発電システム。
【請求項３】
前記減温器により減温された蒸気の温度を測定し、測定結果に基づいて、前記凝縮器に供給される前記冷却媒体の流量を制御する制御部をさらに備えることを特徴とする請求項２に記載の二酸化炭素回収型汽力発電システム。
【請求項４】
燃料を燃焼して蒸気を生成して排ガスを発生させるボイラーと、
発電機に連結され、前記ボイラーから蒸気が供給されて回転駆動する第１タービンと、
前記ボイラーから前記排ガスが供給され、この排ガスに含まれる二酸化炭素を吸収液に吸収させる吸収塔と、
前記吸収塔から二酸化炭素を吸収した吸収液が供給され、この吸収液から二酸化炭素ガスを放出させ、この二酸化炭素ガスを排出する再生塔と、
前記再生塔からの吸収液を加熱し、発生させた蒸気を前記再生塔に供給するリボイラーと、
冷却媒体を用いて、前記再生塔から排出された二酸化炭素ガスから水分を凝縮させて除去する凝縮器と、
前記凝縮器により水分が除去された二酸化炭素ガスを圧縮するコンプレッサと、
前記コンプレッサを駆動する第２タービンと、
前記冷却媒体の一部が供給され、前記コンプレッサにより圧縮された二酸化炭素ガスを冷却する冷却器と、
を備え、
前記冷却媒体が前記凝縮器において前記二酸化炭素ガスから熱を回収することで生成される蒸気が前記第１タービン又は前記第２タービンに供給され、
前記冷却器における二酸化炭素ガスの冷却により生成される蒸気が前記第２タービンに供給されることを特徴とする二酸化炭素回収型汽力発電システム。
【請求項５】
燃料を燃焼して蒸気を生成して排ガスを発生させるボイラーと、
発電機に連結され、前記ボイラーから蒸気が供給されて回転駆動する第１タービンと、
前記ボイラーから前記排ガスが供給され、この排ガスに含まれる二酸化炭素を吸収液に吸収させる吸収塔と、
前記吸収塔から二酸化炭素を吸収した吸収液が供給され、この吸収液から二酸化炭素ガスを放出させ、この二酸化炭素ガスを排出する再生塔と、
前記再生塔からの吸収液を加熱し、発生させた蒸気を前記再生塔に供給するリボイラーと、
冷却媒体を用いて、前記再生塔から排出された二酸化炭素ガスから水分を凝縮させて除去する凝縮器と、
前記凝縮器により水分が除去された二酸化炭素ガスを圧縮するコンプレッサと、
前記コンプレッサを駆動する第２タービンと、
を備え、
前記冷却媒体が前記凝縮器において前記二酸化炭素ガスから熱を回収することで生成される蒸気が前記第１タービン又は前記第２タービンに供給され、
前記ボイラーは主蒸気を発生させる過熱器及び再熱蒸気を発生させる再熱器を有し、
前記第１タービンは、前記主蒸気が供給されて回転駆動する高圧タービン、前記再熱蒸気が供給されて回転駆動する中圧タービン、及び前記中圧タービンからの排気蒸気が供給されて回転駆動する低圧タービンを有し、
前記冷却媒体は、前記低圧タービンからの排気蒸気を冷却及び凝縮して生成された復水の一部であり、
前記凝縮器において生成される蒸気は前記低圧タービンに供給されることを特徴とする二酸化炭素回収型汽力発電システム。
【請求項６】
燃料を燃焼して蒸気を生成して排ガスを発生させるボイラーと、
発電機に連結され、前記ボイラーから蒸気が供給されて回転駆動する第１タービンと、
前記ボイラーから前記排ガスが供給され、この排ガスに含まれる二酸化炭素を吸収液に吸収させる吸収塔と、
前記吸収塔から二酸化炭素を吸収した吸収液が供給され、この吸収液から二酸化炭素ガスを放出させ、この二酸化炭素ガスを排出する再生塔と、
前記再生塔からの吸収液を加熱し、発生させた蒸気を前記再生塔に供給するリボイラーと、
冷却媒体を用いて、前記再生塔から排出された二酸化炭素ガスから水分を凝縮させて除去する凝縮器と、
前記凝縮器により水分が除去された二酸化炭素ガスを圧縮するコンプレッサと、
前記コンプレッサを駆動する第２タービンと、
を備え、
前記冷却媒体が前記凝縮器において前記二酸化炭素ガスから熱を回収することで生成される蒸気が前記第１タービン又は前記第２タービンに供給され、
前記冷却媒体は、前記第１タービンからの排気蒸気を冷却及び凝縮して生成された復水の一部であり、
前記凝縮器において生成される蒸気は前記第２タービンに供給されることを特徴とする二酸化炭素回収型汽力発電システム。
【請求項７】
前記第１タービンからの蒸気を減温して前記リボイラーに供給する減温器をさらに備え、
前記冷却水が前記凝縮器において前記二酸化炭素ガスから熱を回収した後、前記減温器において前記第１タービンからの蒸気から熱を回収することを特徴とする請求項１に記載の二酸化炭素回収型汽力発電システム。
【請求項８】
前記減温器により減温された蒸気の温度を測定し、測定結果に基づいて、前記凝縮器に供給される前記冷却水の流量を制御する制御部をさらに備えることを特徴とする請求項７に記載の二酸化炭素回収型汽力発電システム。
【請求項９】
前記冷却水の一部が供給され、前記コンプレッサにより圧縮された二酸化炭素ガスを冷却する冷却器をさらに備え、
前記冷却器における二酸化炭素ガスの冷却により生成される蒸気が前記第２タービンに供給されることを特徴とする請求項１〜３、７および８のいずれか１項に記載の二酸化炭素回収型汽力発電システム。
【請求項１０】
前記ボイラーは主蒸気を発生させる過熱器及び再熱蒸気を発生させる再熱器を有し、
前記第１タービンは、前記主蒸気が供給されて回転駆動する高圧タービン、前記再熱蒸気が供給されて回転駆動する中圧タービン、及び前記中圧タービンからの排気蒸気が供給されて回転駆動する低圧タービンを有し、
前記冷却水は、前記低圧タービンからの排気蒸気を冷却及び凝縮して生成された復水の一部であり、
前記凝縮器において生成される蒸気は前記低圧タービンに供給されることを特徴とする請求項１〜４および７〜９のいずれか１項に記載の二酸化炭素回収型汽力発電システム。
【請求項１１】
前記冷却水は、前記第１タービンからの排気蒸気を冷却及び凝縮して生成された復水の一部であり、
前記凝縮器において生成される蒸気は前記第２タービンに供給されることを特徴とする請求項１〜４および７〜９のいずれか１項に記載の二酸化炭素回収型汽力発電システム。
【請求項１２】
燃料を燃焼させてタービンを駆動する蒸気を生成すると共に排ガスを発生させる工程と、
前記排ガスに含まれる二酸化炭素を吸収液に吸収させる工程と、
二酸化炭素を吸収した前記吸収液を加熱して二酸化炭素ガスを放出させ、この二酸化炭素ガスを排出する工程と、
排出された前記二酸化炭素ガスを冷却媒体により冷却し、当該二酸化炭素ガスから水分を凝縮させて除去する工程と、
水分の除去された前記二酸化炭素ガスをコンプレッサにより圧縮する工程と、
前記二酸化炭素ガスから水分を凝縮させる工程で前記冷却媒体が熱を回収して生成される蒸気を、前記コンプレッサを駆動する駆動タービン又は前記タービンに供給する工程と、
前記駆動タービンからの排気蒸気を冷却及び凝縮して前記冷却媒体を生成する工程と、を備えることを特徴とする二酸化炭素回収方法。
【請求項１３】
燃料を燃焼させてタービンを駆動する蒸気を生成すると共に排ガスを発生させる工程と、
前記排ガスに含まれる二酸化炭素を吸収液に吸収させる工程と、
二酸化炭素を吸収した前記吸収液を加熱して二酸化炭素ガスを放出させ、この二酸化炭素ガスを排出する工程と、
排出された前記二酸化炭素ガスを冷却媒体により冷却し、当該二酸化炭素ガスから水分を凝縮させて除去する工程と、
水分の除去された前記二酸化炭素ガスをコンプレッサにより圧縮する工程と、
前記二酸化炭素ガスから水分を凝縮させる工程で前記冷却媒体が熱を回収して生成される蒸気を、前記コンプレッサを駆動する駆動タービン又は前記タービンに供給する工程と、
とを備え、
前記タービンからの蒸気を、前記吸収液、および前記水分を凝縮させる工程で前記冷却媒体が熱を回収して生成される蒸気の加熱源として用いることを特徴とする二酸化炭素回収方法。
【請求項１４】
前記減温器により減温された蒸気の温度を測定する工程と、
前記温度の測定結果に基づいて、前記冷却媒体の流量を制御する工程と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１３に記載の二酸化炭素回収方法。
【請求項１５】
燃料を燃焼させてタービンを駆動する蒸気を生成すると共に排ガスを発生させる工程と、
前記排ガスに含まれる二酸化炭素を吸収液に吸収させる工程と、
二酸化炭素を吸収した前記吸収液を加熱して二酸化炭素ガスを放出させ、この二酸化炭素ガスを排出する工程と、
排出された前記二酸化炭素ガスを冷却媒体により冷却し、当該二酸化炭素ガスから水分を凝縮させて除去する工程と、
水分の除去された前記二酸化炭素ガスをコンプレッサにより圧縮する工程と、
前記二酸化炭素ガスから水分を凝縮させる工程で前記冷却媒体が熱を回収して生成される蒸気を、前記コンプレッサを駆動する駆動タービン又は前記タービンに供給する工程と、
前記冷却媒体の一部を用いて、前記コンプレッサにより圧縮された二酸化炭素ガスを冷却する工程と、
を備えることを特徴とする二酸化炭素回収方法。
【請求項１６】
燃料を燃焼させてタービンを駆動する蒸気を生成すると共に排ガスを発生させる工程と、
前記排ガスに含まれる二酸化炭素を吸収液に吸収させる工程と、
二酸化炭素を吸収した前記吸収液を加熱して二酸化炭素ガスを放出させ、この二酸化炭素ガスを排出する工程と、
排出された前記二酸化炭素ガスを冷却媒体により冷却し、当該二酸化炭素ガスから水分を凝縮させて除去する工程と、
水分の除去された前記二酸化炭素ガスをコンプレッサにより圧縮する工程と、
前記二酸化炭素ガスから水分を凝縮させる工程で前記冷却媒体が熱を回収して生成される蒸気を、前記コンプレッサを駆動する駆動タービン又は前記タービンに供給する工程と、
を備え、
前記冷却媒体は、前記タービンからの排気蒸気を冷却及び凝縮して生成された復水の一部であり、
前記水分を凝縮させる工程で前記冷却媒体が熱を回収して生成される蒸気は前記タービンに供給されることを特徴とする二酸化炭素回収方法。
【請求項１７】
燃料を燃焼させてタービンを駆動する蒸気を生成すると共に排ガスを発生させる工程と、
前記排ガスに含まれる二酸化炭素を吸収液に吸収させる工程と、
二酸化炭素を吸収した前記吸収液を加熱して二酸化炭素ガスを放出させ、この二酸化炭素ガスを排出する工程と、
排出された前記二酸化炭素ガスを冷却媒体により冷却し、当該二酸化炭素ガスから水分を凝縮させて除去する工程と、
水分の除去された前記二酸化炭素ガスをコンプレッサにより圧縮する工程と、
前記二酸化炭素ガスから水分を凝縮させる工程で前記冷却媒体が熱を回収して生成される蒸気を、前記コンプレッサを駆動する駆動タービン又は前記タービンに供給する工程と、
を備え、
前記冷却媒体は、前記タービンからの排気蒸気を冷却及び凝縮して生成された復水の一部であり、
前記水分を凝縮させる工程で前記冷却媒体が熱を回収して生成される蒸気は前記駆動タービンに供給されることを特徴とする二酸化炭素回収方法。
【請求項１８】
前記タービンからの蒸気を、前記吸収液、および前記水分を凝縮させる工程で前記冷却水が熱を回収して生成される蒸気の加熱源として用いることを特徴とする請求項１２に記載の二酸化炭素回収方法。
【請求項１９】
前記減温器により減温された蒸気の温度を測定する工程と、
前記温度の測定結果に基づいて、前記冷却水の流量を制御する工程と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１８に記載の二酸化炭素回収方法。
【請求項２０】
前記冷却水の一部を用いて、前記コンプレッサにより圧縮された二酸化炭素ガスを冷却する工程をさらに備えることを特徴とする請求項１２〜１４、１８および１９のいずれか１項に記載の二酸化炭素回収方法。
【請求項２１】
前記冷却水は、前記タービンからの排気蒸気を冷却及び凝縮して生成された復水の一部であり、
前記水分を凝縮させる工程で前記冷却水が熱を回収して生成される蒸気は前記タービンに供給されることを特徴とする請求項１２〜１４および１８〜２０のいずれか１項に記載の二酸化炭素回収方法。
【請求項２２】
前記冷却水は、前記タービンからの排気蒸気を冷却及び凝縮して生成された復水の一部であり、
前記水分を凝縮させる工程で前記冷却水が熱を回収して生成される蒸気は前記駆動タービンに供給されることを特徴とする請求項１２〜１４および１８〜２１のいずれか１項に記載の二酸化炭素回収方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二酸化炭素回収方法及び二酸化炭素回収型汽力発電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
大量の化石燃料を使用する火力発電所等の発電システムでは、地球の温暖化現象の原因の１つである二酸化炭素を除去回収する方法として、アミン吸収法が採用されている（例えば、特許文献１参照）。しかし、アミン吸収法では、二酸化炭素を吸収した吸収液を再生するために、多大な低圧（例えば約０．３ＭＰａ）蒸気による熱エネルギーを必要とする。
【０００３】
この熱エネルギーを補償するために、タービン復水系統から分岐させた復水を、吸収された二酸化炭素が持つ熱量及び二酸化炭素を地中に圧入するために高圧（例えば約８ＭＰａ）に圧縮することによって発生する熱量と熱交換して、脱気器に合流させる方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
しかし、二酸化炭素の有する全熱量を回収しようとすると、復水量が不足するという問題があった。また、結果的に、低圧ヒータに流れる復水量が減少し、タービンからの抽気量が減少して復水器へ捨てられる熱が増え、従来持っている再生サイクル効果が減るために、回収した熱量に対してタービン出力がさほど増えないという問題があった。
【０００５】
また、回収した二酸化炭素を地中に圧入するにあたり、二酸化炭素を高圧に圧縮する必要があるが、このような圧縮の動力源を確保するためには、発電所の膨大な出力低下が避けられなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平８−２５７３５５号公報
【特許文献２】特開２００４−３２３３３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、熱エネルギーを効率良く回収し、高い熱効率を有する二酸化炭素回収方法及び二酸化炭素回収型汽力発電システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様による二酸化炭素回収型汽力発電システムは、燃料を燃焼して蒸気を生成して排ガスを発生させるボイラーと、発電機に連結され、前記ボイラーから蒸気が供給されて回転駆動する第１タービンと、前記ボイラーから前記排ガスが供給され、この排ガスに含まれる二酸化炭素を吸収液に吸収させる吸収塔と、前記吸収塔から二酸化炭素を吸収した吸収液が供給され、この吸収液から二酸化炭素ガスを放出させ、この二酸化炭素ガスを排出する再生塔と、前記再生塔からの吸収液を加熱し、発生させた蒸気を前記再生塔に供給するリボイラーと、冷却水を用いて、前記再生塔から排出された二酸化炭素ガスから水分を凝縮させて除去する凝縮器と、前記凝縮器により水分が除去された二酸化炭素ガスを圧縮するコンプレッサと、前記コンプレッサを駆動する第２タービンと、を備え、前記冷却水が前記凝縮器において前記二酸化炭素ガスから熱を回収することで生成される蒸気が前記第１タービン又は前記第２タービンに供給されるものである。
【０００９】
本発明の一態様による二酸化炭素回収方法は、燃料を燃焼させてタービンを駆動する蒸気を生成すると共に排ガスを発生させる工程と、前記排ガスに含まれる二酸化炭素を吸収液に吸収させる工程と、二酸化炭素を吸収した前記吸収液を加熱して二酸化炭素ガスを放出させ、この二酸化炭素ガスを排出する工程と、排出された前記二酸化炭素ガスを冷却水により冷却し、当該二酸化炭素ガスから水分を凝縮させて除去する工程と、水分の除去された前記二酸化炭素ガスをコンプレッサにより圧縮する工程と、前記二酸化炭素ガスから水分を凝縮させる工程で前記冷却水が熱を回収して生成される蒸気を、前記コンプレッサを駆動する駆動タービン又は前記タービンに供給する工程と、を備えるものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、熱エネルギーを効率良く回収し、高い熱効率を有する二酸化炭素回収方法及び二酸化炭素回収型汽力発電システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る二酸化炭素回収型汽力発電システムの概略構成図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る二酸化炭素回収型汽力発電システムの概略構成図である。
【図３】本発明の第３の実施形態に係る二酸化炭素回収型汽力発電システムの概略構成図である。
【図４】本発明の第４の実施形態に係る二酸化炭素回収型汽力発電システムの概略構成図である。
【図５】変形例による二酸化炭素回収型汽力発電システムの概略構成図である。
【図６】本発明の第５の実施形態に係る二酸化炭素回収型汽力発電システムの概略構成図である。
【図７】本発明の第６の実施形態に係る二酸化炭素回収型汽力発電システムの概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（第１の実施形態）図１に本発明の第１の実施形態に係る二酸化炭素回収型汽力発電システムの全体構成を示す。二酸化炭素回収型汽力発電システム１は、燃料を燃焼してタービン蒸気４を生成し、タービンを回転駆動させて発電を行う汽力発電プラント１ａと、ボイラー６において生成された排ガス５から、この排ガス５に含まれる二酸化炭素を吸収する吸収液を用いて二酸化炭素を回収する二酸化炭素回収プラント１ｂとから構成されている。
【００１３】
ボイラー６には燃料及び燃焼用空気が供給され、火炉において燃料が燃焼し、タービン蒸気４が生成されるとともに、排ガス５が発生する。ボイラー６は、火炉における燃焼によりタービン蒸気４を加熱し主蒸気を発生させる過熱器９と、過熱器９に隣接して設けられ、過熱器９から後述する高圧蒸気タービン２１を介して供給されるタービン蒸気４を再加熱して再熱蒸気とする再熱器１０とを有する。
【００１４】
汽力発電プラント１ａは、ボイラー６の過熱器９から供給されるタービン蒸気４（主蒸気）により回転駆動する高圧蒸気タービン（高圧タービン）２１と、この高圧タービン２１にタービン軸２０を介して連結され、高圧タービン２１からボイラー６の再熱器１０を介して供給されるタービン蒸気４（再熱蒸気）により回転駆動する中圧蒸気タービン（中圧タービン）２２とを有している。また、この中圧タービン２２にタービン軸２０を介して低圧蒸気タービン（低圧タービン）２３が連結され、この低圧タービン２３は中圧タービン２２から供給されるタービン蒸気４（中圧タービン２２からの排気蒸気（中圧排気蒸気））により回転駆動するように構成されている。さらに、タービン軸２０に、タービン軸２０の回転により発電を行う発電機２４が連結されている。
【００１５】
なお、本実施形態では、高圧タービン２１、中圧タービン２２、低圧タービン２３、及び発電機２４の回転軸が連結されて１つのタービン軸２０を構成する形としているが、このような構成に限定されず、それぞれ少なくとも１つの蒸気タービンを備える２軸以上のタービン軸と、各タービン軸に連結された複数の発電機により汽力発電プラント１ａを構成してもよい。
【００１６】
低圧タービン２３の下部に、低圧タービン２３から排出されるタービン蒸気（低圧タービン２３からの排気蒸気（低圧排気蒸気））を冷却し凝縮させて復水２７とする復水器２６が設けられている。復水器２６から排出された復水２７は、復水ポンプ３１によりライン２８の下流側へ送られ、給水ポンプ３４によりライン３３を介してボイラー６へ送られる。
【００１７】
図１に示すように、二酸化炭素回収プラント１ｂには、ボイラー６から排ガス５が供給され、この排ガス５に含まれる二酸化炭素を分離して回収する公知の二酸化炭素分離回収装置４０が設けられている。二酸化炭素分離回収装置４０は、排ガス５に含まれる二酸化炭素を二酸化炭素吸収液に吸収させる吸収塔（図示せず）と、吸収塔から二酸化炭素を吸収した吸収液（リッチ液）が供給され、リッチ液から二酸化炭素ガスを放出させて水蒸気を含む二酸化炭素ガス４２を排出するとともに、吸収液を再生する再生塔（図示せず）とを備える。再生塔において再生された吸収液は、吸収塔に供給される。
【００１８】
二酸化炭素を吸収するために用いる吸収液は、アミン化合物を水に溶かしたアミン化合物水溶液を用いることができる。
【００１９】
再生塔にはリボイラー４１が設けられている。リボイラー４１は、再生塔に貯留されているリーン液（二酸化炭素の含有量の少ない再生された吸収液）の一部を加熱してその温度を上昇させて蒸気を生成し、再生塔に供給する。リボイラー４１においてリーン液を加熱する際、リーン液から二酸化炭素ガスが放出され、吸収液蒸気とともに再生塔に供給される。この吸収液蒸気は、再生塔内を上昇し、リッチ液を加熱する。これによりリッチ液から二酸化炭素ガスが放出される。
【００２０】
リボイラー４１には、高圧タービン２１、中圧タービン２２、又は低圧タービン２３から抽気又は排気された蒸気１８が、減温器４４により二酸化炭素吸収液を加温するのに適切な温度まで減温されて、供給される。高圧タービン２１、中圧タービン２２、低圧タービン２３のうち、いずれからの蒸気を用いるかは、弁３７〜３９により切り替えることができる。
【００２１】
リボイラー４１から排出された蒸気は、ドレンとして復水ポンプ３１と給水ポンプ３４との間におけるライン２８の適切な位置に合流される。
【００２２】
図１に示すように、二酸化炭素分離回収装置４０の再生塔の頂部から排出される水蒸気含有二酸化炭素ガス４２はＣＯ２コンデンサ（凝縮器）５１へ供給される。ＣＯ２コンデンサ５１によって凝縮された水蒸気（水分）は、二酸化炭素分離回収装置４０の再生塔へ戻される（図示せず）。
【００２３】
ＣＯ２コンデンサ５１により水蒸気（水分）が除去されて純度が高められた二酸化炭素５２は、コンプレッサ５３、５４により、地中への圧入に適した高圧状態（例えば約８ＭＰａ）に圧縮される。コンプレッサ５３により圧縮された二酸化炭素５２は中間冷却器５５により冷却された後、コンプレッサ５４により圧縮される。また、コンプレッサ５４に圧縮された二酸化炭素５２は出口冷却器５６により冷却される。このように、中間冷却器５５、出口冷却器５６を設けることで、圧縮効率の向上を図ると共に、圧縮に伴い昇温した二酸化炭素５２から熱を回収することができる。
【００２４】
コンプレッサ５３、５４は、コンプレッサ５３、５４を駆動するタービン（駆動タービン）５７及びモータ５８と同軸上に連結されている。モータ５８は、例えば発電機２４により発電された電力が供給される。タービン５７には、ＣＯ２コンデンサ５１において冷却水６１が水蒸気含有二酸化炭素ガス４２と熱交換することにより発生する蒸気６２が供給され、タービン５７を駆動するために使用される。従って、ＣＯ２コンデンサ５１で回収した熱をタービン５７の動力として使用し、コンプレッサ５３、５４の動力の一部を補うことができる。
【００２５】
タービン５７から排出される蒸気は、復水器６３により復水され、ポンプ６４により冷却水６１としてＣＯ２コンデンサ５１へ送られる。
【００２６】
このように、本実施形態は、二酸化炭素分離回収装置４０の再生塔から放出された二酸化炭素４２の熱エネルギーを回収し、発生した蒸気をコンプレッサ駆動タービン５７に供給することで、コンプレッサ５３、５４の動力の一部を補うことができる。そのため、二酸化炭素回収型汽力発電システム１は、熱エネルギーを効率良く回収し、高い熱効率を実現することができる。また、二酸化炭素圧縮の動力源の確保に伴う汽力発電プラント１ａの出力低下を抑制することができる。
【００２７】
（第２の実施形態）図２に本発明の第２の実施形態に係る二酸化炭素回収型汽力発電システムの概略構成を示す。本実施形態は、図１に示す第１の実施形態と比較して、冷却水６１が、水蒸気含有二酸化炭素ガス４２及びリボイラー加熱用の蒸気１８と熱交換を行う点が異なる。図２において、図１に示す第１の実施形態と同一部分には同一符号を付して説明を省略する。
【００２８】
図２に示すように、冷却水６１が、ＣＯ２コンデンサ５１において水蒸気含有二酸化炭素ガス４２と熱交換し、その後、減温器４４においてリボイラー４１の熱源となる蒸気１８と熱交換する。水蒸気含有二酸化炭素ガス４２及び蒸気１８との熱交換により発生する蒸気６２がタービン５７に供給され、コンプレッサ５３、５４の動力の一部を補う。すなわち、本実施形態においては、高圧タービン２１、中圧タービン２２、又は低圧タービン２３から抽気又は排気された蒸気１８が、リボイラー４１に導かれて二酸化炭素を吸収するために用いる吸収液の加熱源となるだけでなく、タービン５７を駆動する蒸気６２の加熱源としても用いられている。
【００２９】
このように、本実施形態に係る二酸化炭素回収型汽力発電システム１は、リボイラー加熱用の蒸気１８からも熱回収を行うことで、熱エネルギーをさらに効率良く回収し、さらに高い熱効率を実現することができる。
【００３０】
（第３の実施形態）図２に本発明の第３の実施形態に係る二酸化炭素回収型汽力発電システムの概略構成を示す。本実施形態は、図２に示す第２の実施形態と比較して、冷却水６１の流量を調整する弁７１と、減温器４４により減温された蒸気１８の温度を測定し、弁７１の開度を制御する制御部７２とを備える点が異なる。図３において、図２に示す第２の実施形態と同一部分には同一符号を付して説明を省略する。
【００３１】
弁７１はポンプ６４とＣＯ２コンデンサ５１との間に設けられており、その開度に応じて、ＣＯ２コンデンサ５１及び減温器４４に供給される冷却水６１の流量、言い換えれば水蒸気含有二酸化炭素ガス４２及び蒸気１８と熱交換を行う冷却水６１の流量を変更することができる。
【００３２】
制御部７２は、減温器４４を通過した蒸気１８の温度を測定し、リボイラー４１に供給される蒸気１８の温度が、二酸化炭素分離回収装置４０の再生塔において吸収液から二酸化炭素を放出するために必要な温度となるように、弁７１の開度を制御する。
【００３３】
具体的には、蒸気１８の測定温度が必要な温度より高い場合は、弁７１の開度を大きくして冷却水６１の流量を増加させることで、減温器４４において蒸気１８と熱交換する冷却水６１の量を増やし、リボイラー４１に供給される蒸気１８の温度を下げる。
【００３４】
一方、蒸気１８の測定温度が必要な温度より低い場合は、弁７１の開度を小さくして冷却水６１の流量を減少させることで、減温器４４において蒸気１８と熱交換する冷却水６１の量を減らし、リボイラー４１に供給される蒸気１８の温度を上げる。
【００３５】
このように、水蒸気含有二酸化炭素ガス４２及び蒸気１８と熱交換を行う冷却水６１の流量を調整することで、水蒸気含有二酸化炭素ガス４２及びリボイラー加熱用の蒸気１８から熱回収を行うとともに、リボイラー４１に供給される蒸気１８を所望の温度に設定することができる。
【００３６】
（第４の実施形態）図４に本発明の第４の実施形態に係る二酸化炭素回収型汽力発電システムの概略構成を示す。本実施形態は、図２に示す第２の実施形態と比較して、冷却水６１の一部を分岐させて、中間冷却器５５において二酸化炭素５２と熱交換をして発生した蒸気８２をタービン５７に供給する点が異なる。図４において、図２に示す第２の実施形態と同一部分には同一符号を付して説明を省略する。
【００３７】
ポンプ６４から送り出された冷却水６１は分岐し、一方はＣＯ２コンデンサ５１に供給され、他方は中間冷却器５５に供給される。中間冷却器５５に供給される冷却水６１の流量は弁８１により調整することができる。
【００３８】
中間冷却器５５に供給される冷却水６１が、コンプレッサ５３により圧縮された高温（例えば２００〜２５０℃程度）の二酸化炭素５２と熱交換を行うことで、蒸気８２が発生する。この蒸気８２はタービン５７に供給され、タービン５７を駆動するために使用される。従って、中間冷却器５５で回収した熱をタービン５７の動力として使用し、コンプレッサ５３、５４の動力の一部を補うことができる。
【００３９】
このように、圧縮された二酸化炭素５２からも熱回収を行うことで、熱エネルギーを効率良く回収し、高い熱効率を実現することができる。
【００４０】
図４に示す構成では、分岐した冷却水６１が、中間冷却器５５においてコンプレッサ５３により圧縮された二酸化炭素５２と熱交換を行っていたが、出口冷却器５６においてコンプレッサ５４により圧縮された二酸化炭素５２と熱交換を行ってもよい。また、出口冷却器５６で熱交換を行った後、中間冷却器５５で熱交換を行うようにしてもよい。
【００４１】
なお、本実施形態に係る二酸化炭素回収型汽力発電システムに、上記第３の実施形態で説明した弁７１及び制御部７２をさらに設けてもよい。このような構成を図５に示す。さらに、制御部７２が、弁８１の開度を制御できるようにしてもよい。
【００４２】
上記第１〜第４の実施形態では、冷却水６１を用いて水蒸気含有二酸化炭素ガス４２やリボイラー加熱用の蒸気１８から熱回収を行っていたが、アンモニア等の低沸点媒体を使用してもよい。
【００４３】
（第５の実施形態）図６に本発明の第５の実施形態に係る二酸化炭素回収型汽力発電システムの概略構成を示す。本実施形態は、図１に示す第１の実施形態と比較して、復水２７の一部を用いて水蒸気含有二酸化炭素ガス４２と熱交換を行い、発生した蒸気９１を低圧タービン２３に供給する点が異なる。図６において、図１に示す第１の実施形態と同一部分には同一符号を付して説明を省略する。また、図６ではコンプレッサ５３、５３を駆動するタービン５７の図示も省略する。
【００４４】
図６に示すように、復水ポンプ３１の下流側においてライン２８から分岐させた冷却水（復水２７）が、ＣＯ２コンデンサ５１にて水蒸気含有二酸化炭素ガス４２の熱を回収することで蒸気９１となり、この蒸気９１が低圧タービン２３に供給される。低圧タービン２３に供給された蒸気９１は、低圧タービン２３の駆動用蒸気として利用される。二酸化炭素分離回収装置４０の再生塔から放出された水蒸気含有二酸化炭素ガス４２が有する熱エネルギーを、低圧タービン２３の駆動エネルギーに利用することで、汽力発電プラント１ａの出力を増加させることができる。
【００４５】
このように、本実施形態によれば、復水２７の一部を用いて水蒸気含有二酸化炭素ガス４２と熱交換を行い、発生した蒸気９１を低圧タービン２３の駆動用蒸気の一部として利用できる。従って、熱エネルギーを効率良く回収し、高い熱効率を実現することができる。
【００４６】
（第６の実施形態）図７に本発明の第６の実施形態に係る二酸化炭素回収型汽力発電システムの概略構成を示す。本実施形態は、図６に示す第５の実施形態と比較して、コンプレッサ５３、５４を駆動するタービン５７に蒸気９１を供給する点が異なる。図７において、図６に示す第５の実施形態と同一部分には同一符号を付して説明を省略する。
【００４７】
図７に示すように、ＣＯ２コンデンサ５１において復水２７の一部が水蒸気含有二酸化炭素ガス４２と熱交換することにより発生する蒸気９１が、タービン５７に供給される。蒸気９１は、タービン５７を駆動するために使用される。従って、ＣＯ２コンデンサ５１で回収した熱をタービン５７の動力として使用し、コンプレッサ５３、５４の動力の一部を補うことができる。
【００４８】
タービン５７から排出される蒸気は、ドレンとして復水ポンプ３１と給水ポンプ３４との間におけるライン２８の適切な位置に合流される。
【００４９】
このように、本実施形態は、二酸化炭素分離回収装置４０の再生塔から放出された二酸化炭素４２の熱エネルギーを回収し、発生した蒸気をコンプレッサ駆動タービン５７に供給することで、コンプレッサ５３、５４の動力の一部を補うことができる。そのため、二酸化炭素回収型汽力発電システム１は、熱エネルギーを効率良く回収し、高い熱効率を実現することができる。また、二酸化炭素圧縮の動力源の確保に伴う汽力発電プラント１ａの出力低下を抑制することができる。
【００５０】
上記第１〜第６の実施形態では、二酸化炭素を圧縮するコンプレッサ及び圧縮された二酸化炭素を冷却する冷却器をそれぞれ２つ設ける構成を示したが、これらはそれぞれ１つでも良いし、３つ以上でもよい。
【００５１】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００５２】
１  二酸化炭素回収型汽力発電システム
１ａ  汽力発電プラント
１ｂ  二酸化炭素回収プラント
４  タービン蒸気
５  排ガス
６  ボイラー
９  過熱器
１０  再熱器
２０  タービン軸
２１  高圧タービン
２２  中圧タービン
２３  低圧タービン
２４  発電機
２６  復水器
２７  復水
３１  復水ポンプ
３４  給水ポンプ
３７〜３９  弁
４０  二酸化炭素分離回収装置
４１  リボイラー
４２  水蒸気含有二酸化炭素ガス
４４  減温器
５１  ＣＯ２コンデンサ
５２  二酸化炭素
５３、５４  コンプレッサ
５５  中間冷却器
５６  出口冷却器
５７  コンプレッサ駆動用タービン
５８  コンプレッサ駆動用モータ
６１  冷却水
６２  蒸気
６３  復水器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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