(57)【要約】ガス・蒸気・コンバインドサイクル発電所の運転方法、並びに、ガス・蒸気・コンバインドサイクル発電所。本発明は、ガス・蒸気・コンバインドサイクル発電所（１０）の運転方法に関し、ガスタービン（１２）の排ガスにより高温の蒸気が発生され、この高温蒸気を用いて少なくとも１つのタービン装置（２２）を介して、電気を供給するための少なくとも１台の発電機が駆動される方法において、前記蒸気に含まれている熱の少なくとも一部が、吸熱化学反応を惹き起こすために利用される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス・蒸気・コンバインドサイクル発電所（１０）の運転方法であって、ガスタービン（１２）の排ガスにより高温の蒸気が発生され、この高温蒸気を用いて少なくとも１つのタービン装置（２２）を介して、電流を供給するための少なくとも１台の発電機が駆動される方法において、前記蒸気に含まれている熱の少なくとも一部が、吸熱化学反応を惹き起こすために利用されることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記吸熱化学反応の生成物を用いて発熱化学反応が行われ、その際に熱が解放され、この熱により前記ガス・蒸気・コンバインドサイクル発電所（１０）の少なくとも一部が温められる、ないし、保温されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記発熱化学反応で解放された熱により蒸気が発生され、この蒸気を用いて前記ガス・蒸気・コンバインドサイクル発電所（１０）の前記少なくとも一部が温められる、ないし、保温されることを特徴とする、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
少なくとも１つの熱交換器（４４）が設けられ、これを介して、前記解放された熱の少なくとも一部が前記ガス・蒸気・コンバインドサイクル発電所（１０）の前記部分、又は、媒体、特に液体もしくは気体、又は、前記ガス・蒸気・コンバインドサイクル発電所（１０）の構成部分（４０）に伝達されることを特徴とする、請求項２又は３に記載の方法。
【請求項５】
前記ガス・蒸気・コンバインドサイクル発電所（１０）の通常運転中に前記蒸気に含まれている熱の少なくとも一部が前記吸熱化学反応を惹き起こすために利用され、この通常運転中に発電機（３０）が駆動され、この発電機（３０）により電流が供給されることを特徴とする、請求項１から４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記通常運転の後で保温運転が行われ、この保温運転において前記ガス・蒸気・コンバインドサイクル発電所（１０）が前記解放された熱により温められ、又は、保温され、一方で、前記発電機（３０）による電流の供給、特に前記タービン装置（２２）による前記発電機（３０）の駆動が停止されることを特徴とする、請求項２から４のいずれか１項に基づく請求項５に記載の方法。
【請求項７】
少なくとも１つの熱交換器（３８）が設けられ、これを用いて、前記蒸気に含まれている熱の少なくとも一部が前記吸熱化学反応の反応物に伝達されることを特徴とする、請求項１から６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
少なくとも１つのタービン装置（２２）と、電流を供給するために前記タービン装置（２２）により駆動可能な少なくとも１つの発電機（３０）と、少なくとも１つのガスタービン（１２）とを備えたガス・蒸気・コンバインドサイクル発電所（１０）であって、高温の蒸気を発生するための排ガスを前記ガスタービン（１２）により供給可能であり、前記高温蒸気により前記タービン装置（２２）、及び、このタービン装置を介して前記発電機（３０）を駆動することができるガス・蒸気・コンバインドサイクル発電所において、少なくとも１つの反応装置（３４）が設けられており、この反応装置に前記蒸気に含まれている熱の少なくとも一部を供給可能であり、その結果、前記蒸気から得られて供給されたこの熱により前記反応装置（３４）内で吸熱化学反応が惹き起こされることを特徴とする、ガス・蒸気・コンバインドサイクル発電所。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前文によるガス・蒸気・コンバインドサイクル発電所の運転方法、並びに、請求項８の前文によるガス・蒸気・コンバインドサイクル発電所に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガス・蒸気・コンバインドサイクル発電所のこのような運転方法、並びに、このようなガス・蒸気・コンバインドサイクル発電所（GuD-Kraftwerk）は一般的な従来技術から既によく知られている。ガス・蒸気・発電所はコンバインドサイクル発電所とも呼ばれ、少なくとも１つのタービン装置、電気を供給するためにこのタービン装置で駆動される少なくとも１つの発電機、及び、少なくとも１つのガスタービンを含んでいる。発電機がタービン装置で駆動されると、発電機は機械エネルギーを電気エネルギーすなわち電流に変換し、この電気エネルギーすなわち電流を供給する。この電流は次に例えば電力系統に供給される。
【０００３】
この場合、ガスタービンは排ガスを供給し、この排ガスにより高温の蒸気が発生される。例えば、ガスタービンには燃料、特に例えば天然ガスのようなガス燃料が供給され、この燃料がガスタービンにより燃焼される。特に、ガスタービンには燃料に加えて酸素ないし空気が供給されるので、空気と燃料から燃料・空気・混合気が生成される。この燃料・空気・混合気が燃焼され、その結果、ガスタービンの排ガスが生じる。この排ガスを用いて例えば液体、特に水が加熱され、蒸発し、その結果、高温蒸気が生成される。このことは、ガスタービンの排ガスを用いて、ガスタービンの高温排ガスにより液体、例えば水が蒸発して高温蒸気が発生される、ことを意味する。
【０００４】
この蒸気がタービン装置に供給されるので、このタービン装置はこの蒸気により駆動される。既述したように、タービン装置を介して、すなわち、タービン装置により、発電機が駆動される。ガス・蒸気・コンビ発電所とも呼ばれるガス・蒸気・コンバインドサイクル発電所は、ガスタービン発電所と蒸気発電所の原理が組み合わされた発電所である。この場合、ガスタービンないしその排ガスは後置接続された蒸気発生器の熱源として働き、この蒸気発生器によりタービン装置用の、すなわち、タービン装置を駆動するための、蒸気が発生される。すなわち、このタービン装置は蒸気タービンとして形成されている。
【０００５】
このようなガス・蒸気・コンバインドサイクル発電所（GuD-Kraftwerk）は、特に電力需要に応じて運転を停止しなければならないことが判っており、その結果、発電機は電気を供給せず、例えば駆動されず、さらにその結果、ガス・蒸気・コンバインドサイクル発電所から電力系統へは電気が供給されない。この運転停止の結果、ガス・蒸気・コンバインドサイクル発電所はクールダウンし、その結果、ガス・蒸気・コンバインドサイクル発電所の再運転投入ないし出力アップには特に長い時間と特に大きなエネルギーが必要となる。そこで通常は、ガス・蒸気・コンバインドサイクル発電所が運転停止されている期間は、そのガス・蒸気・コンバインドサイクル発電所を保温するように構成されている。この場合、ガス・蒸気・コンバインドサイクル発電所は蒸気を用いて保温される。保温のための蒸気は通常はボイラーにより、特にガスボイラーにより発生される。ボイラーにより、例えば水のような液体が蒸発され、このために燃料が使用される。このボイラーにより発生された蒸気はガス・蒸気・コンバインドサイクル発電所を保温すべく、ないし、温めるべく、そのガス・蒸気・コンバインドサイクル発電所の少なくとも一部を通って導かれる。次にこのガス・蒸気・コンバインドサイクル発電所は、その運転停止後に、ホットスタート運転で起動することができる。というのは、このガス・蒸気・コンバインドサイクル発電所は既に、スタート可能な十分に高い温度となっているからである。
【０００６】
しかし、ガス・蒸気・コンバインドサイクル発電所が運転停止されている時間が長くなるにつれて、この発電所は徐々にクールダウンするので、保温ないし加温のための蒸気量を増やす必要がある。運転停止されたガス・蒸気・コンバインドサイクル発電所を保温ないし加熱するための蒸気の発生ないし供給は、通常はエネルギーを非常に多く消費する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで本発明の課題は、冒頭に記載した種類の方法、及び、ガス・蒸気・コンバインドサイクル発電所をさらに改善して、ガス・蒸気・コンバインドサイクル発電所を特に効率よく温める、ないし、保温できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この課題は請求項１の特徴を備えた方法、並びに、請求項８の特徴を備えたガス・蒸気・コンバインドサイクル発電所により解決される。本発明の合目的的な改善を有する好適な形態は従属請求項に記載されている。
【０００９】
請求項１の前文に記載された様式の方法を改善して、このガス・蒸気・コンバインドサイクル発電所を特に効率よく温める、ないし、保温できるようにするために、本発明によれば、ガスタービンにより発生された蒸気に含まれている熱の少なくとも一部が、吸熱化学反応、すなわち、熱を吸収する化学反応、を惹き起こすために利用されるように構成されている。簡単でより判りやすくするために、以下においては、ガス・蒸気・コンバインドサイクル発電所をＧｕＤ発電所、又は、単に発電所と呼ぶ。
【００１０】
吸熱化学反応を惹き起こすために、蒸気に含まれている熱を利用することによって、吸熱化学反応の生成物に、この吸熱化学反応を惹き起こすために利用される熱の少なくとも一部を蓄えることが可能である。この場合、この蓄えられた熱は例えば後の時点で、発電所の少なくとも一部すなわち部分領域を温める、ないし、保温するために利用することができる。こうして吸熱化学反応を利用することによって、熱変換して、又は、熱変換せずに、有効に且つ効率よく蓄えることができるので、特に運転停止中に発電所を例えば保温することができる。特に、様々なコンポーネントないし構成部分を、発電所が運転停止されている期間が長くなっても、温める、ないし、保温することができるので、発電所の運転停止の後で発電所をホットスタートさせることができる。これにより、発電所を急速に且つエネルギー効率よく作動ないし運転投入することができる。
【００１１】
吸熱化学反応を利用することによって、ボイラー、特にガスボイラーにより発電所を保温するための蒸気を発生させるよりも、本質的に効率よく発電所を保温する、ないし、温めることができることが判った。このようなガスボイラーはガスバーナーであり、これにより、燃料、特に気体燃料を用いて、発電所を保温ないし加温するための蒸気が発生される。
【００１２】
本発明の基になる考えは次の通りである。すなわち；発電所の運転中に、すなわち、発電所が運転投入されている期間中に、ガスタービンの排ガスにより発生された蒸気にいずれにせよ含まれている熱の少なくとも一部が分岐され、吸熱化学反応を惹き起こすために利用され、その結果、この吸熱化学反応の生成物にエネルギーすなわち熱が蓄えられ、この熱を後で、発電所が運転停止されている間に、発電所の保温のために使用することができる。
【００１３】
こうして、熱化学的な蓄熱器が使用され、その中で例えば吸熱化学反応が行われる。この吸熱反応の生成物に蓄えられた熱を、この蓄熱器に蓄えることができ、後の諸目的のために有効に且つ効率よく利用することができる。
【００１４】
好適な一実施形態では、この吸熱化学反応の生成物を用いて発熱化学反応が行われ、その際に熱が解放され、この熱によりガス・蒸気・コンバインドサイクル発電所の少なくとも一部が温められる、又は、保温されるように構成されている。吸熱反応は例えば吸熱反応装置内で行われる。発熱反応は例えば発熱反応装置内で行われ、この反応装置を用いて発熱反応で解放された熱が少なくとも間接的に利用され、発電所を、運転停止の間、保温する。
【００１５】
好適な一実施形態では、発熱化学反応で解放された熱を用いて蒸気が発生され、この蒸気を用いてガス・蒸気・コンバインドサイクル発電所の少なくとも一部が温められるか、保温されるように構成されている。
【００１６】
好適な一実施形態では、少なくとも１つの熱交換器が設けられ、この熱交換器を介して、発熱反応で解放された熱の少なくとも一部がガス・蒸気・コンバインドサイクル発電所の一部、又は、媒体、特に液体もしくは気体、又は、ガス・蒸気・コンバインドサイクル発電所の構成部分に伝達されるように構成されている。
【００１７】
この媒体は例えば、発電所を保温するために利用される。この媒体は例えば水であり、解放される熱によりこの水を蒸発することができる。この媒体は、例えば、発熱反応の反応物及び／又は生成物と直接に接触する、特に、衝突して流れる、ないし、周りを流れることができ、その結果、この媒体を加熱し、それによって、例えば蒸発させることができる。前記構成部分は例えば熱交換器であり、これを介して、解放される熱が例えば媒体に伝達され、その結果、この媒体を加熱する、特に蒸発させることができる。熱交換器を使用することにより、媒体を発熱反応の反応物及び／又は生成物から空間的に分離することができるので、この媒体は発熱反応の反応物及び／又は生成物と直接には接触しない。
【００１８】
好適な一実施形態では、ガスタービンの排ガスにより発生された蒸気に含まれている熱の少なくとも一部がガス・蒸気・コンバインドサイクル発電所の通常運転中に吸熱化学反応を惹き起こすために利用され、この通常運転中に発電機が駆動され、この発電機により電流が供給されるように構成されている。
【００１９】
好適な一実施形態では、通常運転の後で保温運転が行われ、この保温運転ではガス・蒸気・コンバインドサイクル発電所が解放された熱により温められ、または、保温され、一方、発電機により生じる電流の供給、特に、タービン装置による発電機の駆動は行われないように構成されている。すなわち、保温運転中はこの発電所は運転停止されている。
【００２０】
好適な一実施形態では、少なくとも１つの熱交換器が設けられ、この熱交換器により、ガスタービンの排ガスにより発生された蒸気に含まれている熱の少なくとも一部が吸熱化学反応の反応物に伝達されるように構成されている。
【００２１】
この分岐された蒸気は吸熱反応の反応物に例えば直接に接触する、すなわち、衝突して流れる、または、周りを流れる、ことができ、その結果、蒸気から吸熱反応の反応物への熱伝達を実現することができる。熱交換器を使用することにより、この発生された蒸気を吸熱反応の反応物から空間的に分離することができるので、発生された蒸気は吸熱反応の反応物に直接には接触しない。
【００２２】
請求項８の前文に記載された様式のガス・蒸気・コンバインドサイクル発電所をさらに改善して、このガス・蒸気・コンバインドサイクル発電所を特に効率よく、すなわち、エネルギー的に有利に、保温する、ないし、温めることができるようにするために、本発明によれば、少なくとも１つの反応装置が設けられており、この反応装置にガスタービンにより発生された蒸気に含まれている熱の少なくとも一部を供給可能であり、その結果、供給された、蒸気に含まれる熱によりこの反応装置内で吸熱化学反応を惹き起こすことができる。本発明による方法の好適な形態は本発明によるガス・蒸気・コンバインドサイクル発電所の好適な実施形態と見做すことができ、逆に、本発明によるガス・蒸気・コンバインドサイクル発電所の好適な形態は本発明による方法の好適な実施形態と見做すことができる。
【００２３】
本発明のさらなるメリット、特徴及び詳細について、好適な実施例に関する下記明細書の記載並びに図面に基づき説明する。本明細書において上述した諸特徴、及び、特徴の組合わせ、並びに、以下に図面の説明において以下に記載された諸特徴及び特徴の組合わせ、及び／又は、この唯一の図面においてのみ示された、諸特徴及び特徴の組合わせは、その都度記載された組合せにおいてだけでなく、他の組合せにおいても、又は、単独でも、本発明の範囲を逸脱することなく、利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】ガス・蒸気・コンバインドサイクル発電所を模式的に示す唯一の図であり、このガス・蒸気・コンバインドサイクル発電所は、吸熱化学反応を利用することにより特にエネルギー効率よく保温することができる。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
唯一の図面である図１は、全体として符号１０を付したガス・蒸気・コンバインドサイクル発電所の模式図であり、この発電所はＧｕＤ発電所とも、又は、読み易くするために発電所とも呼ばれる。この発電所は少なくとも１つのガスタービン１２を含み、このガスタービンには例えば、発電所を運転するための一環として燃料が供給される。ガスタービン１２への燃料供給は図では方向付き矢印１４で示されている。この燃料は特に、例えば天然ガスのようなガス燃料である。さらに、ガスタービン１２には空気が供給され、これは図では方向付き矢印１６で示されている。この燃料はガスタービン１２により燃焼され、その結果、ガスタービン１２の排ガスが発生する。こうしてガスタービン１２は排ガスを供給し、このことが図では方向付き矢印１８で示されている。ガスタービン１２の内部で例えば、燃料と空気とから成る混合気が形成され、この混合気が燃焼される。その結果、ガスタービン１２の排ガスが発生する。
【００２６】
方向付き矢印１８から判るように、この排ガスが発電所の蒸気発生器２０に供給される。この蒸気発生器２０はボイラー又は蒸発器とも呼ばれる。さらに、蒸気発生器２０には特に水の形態の液体が供給される。ここで、ガスタービン１２の排ガスから水への熱伝達が行われ、これによりこの水が加熱され蒸発する。こうして、水から蒸気が生成される。このことは、ガスタービン１２の排ガスおよび蒸気発生器２０を用いて、蒸気発生器２０に供給された水（液体）から蒸気が発生されることを示す。排ガスから水へのこの熱伝達の結果、排ガスは冷却されるので、この排ガスは例えば第１の温度Ｔ１で蒸気発生器２０から排出される。この第１の温度Ｔ１は例えば少なくともほゞ９０℃（摂氏）である。
【００２７】
この発電所はさらに、全体を符号２２で示されたタービン装置を含み、このタービン装置はここでは第１タービン２４及び第２タービン２６を含んでいる。この第１タービンは例えば高圧タービンとして形成されており、第２タービンは中圧及び低圧タービンとして形成されている。ガスタービン１２の排ガスおよび蒸気発生器２０を用いて発生された蒸気がタービン装置２２に供給され、その結果、タービン装置２２、特にタービン２４および２６が発生された高温蒸気により駆動される。タービン装置２２により、この高温蒸気に含まれているエネルギーが機械エネルギーに変換され、この機械エネルギーがシャフト２８を介して供給される。タービン装置２２は例えば、図面に詳細には示されていないタービンホイールを含み、このタービンホイールに蒸気が供給される。これによってこのタービンホイールが蒸気により駆動される。これらのタービンホイールは例えばシャフト２８に回り止めして結合されているので、タービンホイールが蒸気で駆動されると、シャフト２８がタービンホイールにより駆動される。
【００２８】
この発電所はさらに少なくとも１つの発電機３０を含んでおり、この発電機はタービン装置２２のシャフト２８を介して駆動することができる、ないし、駆動される。こうして、発電機３０にシャフト２８を介して機械エネルギーが供給され、この発電機３０によって、供給された機械エネルギーの少なくとも一部が電気エネルギーすなわち電流に変換される。この発電機３０はこの電流を供給することができ、この電流は例えば電力系統に供給することができる。
【００２９】
前記蒸気はタービン装置２２から排出されて、コンデンサーとして機能する、ないし、形成されている熱交換器３２に供給される。この熱交換器３２によりこの蒸気が冷却され、それによりこの蒸気は凝縮する。こうして、この蒸気は再び上述した水となり、この水を蒸気発生器２０に再び供給することができる。
【００３０】
前記蒸気を熱交換器３２で冷却するために、熱交換器３２には例えば冷媒、特に冷却液が供給される。この場合、蒸気から冷却液への熱伝達が起こり、これによって蒸気が冷却され、その結果、凝縮する。
【００３１】
この発電所は、図面に詳細には示されていない多数の配管を有し、これらの配管を通って、ガスタービン１２の排ガスにより発生された蒸気がそれぞれ流れる。これらの流れの温度は異っている。図面にはガスタービン１２の排ガスにより発生された蒸気の異なる温度Ｔ２、Ｔ３及びＴ４が示されており、ここでは、温度Ｔ２は例えば５９５℃、温度Ｔ３は３６０°、そして、温度Ｔ４は２４０℃である。水は例えば４０℃の温度Ｔ５でコンデンサーから流出する。
【００３２】
電力需要に応じて、すなわち、電力系統から供給すべき電流の量に応じて、発電所は作動され、すなわち、運転に投入され、及び、作動停止され、すなわち、運転を停止される。例えば、この発電所は小さい電力需要時にのみ運転停止される。電力需要が大きくなると、発電所は運転停止後に再び運転に投入される。時間的に発電所の運転停止後に行われるこの運転投入がホットスタートとして行われると好適であり、これによって発電所を急速に且つエネルギー効率よく運転に投入することができる。このホットスタートを実現するために、特にエネルギー効率のよいホットスタートを実現するために、運転停止後、発電所が運転停止されている期間、発電所の過剰なクールダウンないし冷却を避けるために、発電所は保温される、ないし、温められる。
【００３３】
さて、発電所を特にエネルギー効率よく保温する、ないし、温めるために、ガスタービン１２により発生された蒸気に含まれている熱の少なくとも一部が、吸熱化学反応を惹き起こすために利用される。このために、発電所は少なくとも１つの反応装置３４を有し、この反応装置内で吸熱化学反応が行われる。
【００３４】
例えば、ガスタービン１２の排ガスにより発生された蒸気、ないし、前述した複数の流れの１つ、又は、ガスタービン１２の排ガスにより発生された蒸気の前述した複数の流れの１つの少なくとも一部が前述した複数の配管の少なくとも１つから分岐される。ガスタービン１２の排ガスにより発生され、分岐されたこの蒸気は、例えば発電所の配管３６を通って流れ、この配管３６により反応装置３４に導かれる。配管３６を通って流れる蒸気に含まれている熱の少なくとも一部が、反応装置３４内で吸熱化学反応を惹き起こすために利用される。
【００３５】
このために、配管３６を通って流れる蒸気の熱が吸熱化学反応の反応物に供給される。吸熱化学反応とは、エネルギーないし熱を吸収する反応である。すなわち、この熱は配管３６を通って流れる蒸気に由来する。特に、反応装置３４に供給された蒸気は例えば熱交換器３８を貫流し、この熱交換器により、熱交換器３８を貫流する蒸気に含まれている熱の少なくとも一部が吸熱化学反応の反応物に伝達される。この吸熱化学反応によって、その反応物から吸熱化学反応の生成物が生成される。この生成物に、この吸熱化学反応を惹き起こすために利用される熱の少なくとも一部が蓄えられる。
【００３６】
この吸熱化学反応は化学平衡反応の例えば正反応である。この化学平衡反応には例えば逆反応が含まれており、この逆反応が発熱化学反応である。この逆反応においては吸熱化学反応（正反応）の生成物が逆反応の反応物であり、正反応の反応物は逆反応の生成物である。
【００３７】
この逆反応（発熱化学反応）の一環として熱が解放される。この解放された熱は少なくとも一部を、発電所を、特に運転停止中の発電所を、保温するために使用することができる。このことは、吸熱化学反応の生成物によって発熱化学反応（逆反応）が行われ、この逆反応時に熱が解放される、ことを意味する。この解放された熱を用いて、発電所の少なくとも一部が温められる、又は、保温される。こうして、熱化学的な蓄熱器が得られ、発電所の運転中にこの蓄熱器に熱が蓄えられる。この蓄えられた熱は、発電所の運転停止中に、この発電所を温める、又は、保温するために使用される。このことは、この熱化学的な蓄熱器は発電所運転中に蓄熱され、発電所停止中に放熱する、ことを意味する。
【００３８】
特に、発熱化学反応で解放された熱により蒸気を発生するように構成することができる。このために、例えば、蒸気発生器２０とは別の、これに追加して設けられた蒸気発生器４０が設けられており、この蒸気発生器４０に逆反応で解放された熱の少なくとも一部が供給される。蒸気発生器４０に供給された熱により、液体、特に水が加熱され、その結果、蒸発し、このことにより、蒸気発生器４０により蒸気が発生される。そこで、液体、特に水が蒸気発生器４０に供給される。解放された熱により蒸気発生器４０を用いて発生された蒸気は蒸気発生器４０から排出され、このことが図面において方向付き矢印４２で示されている。蒸気発生器４０から排出された蒸気は例えば、発電所の少なくとも一部に供給され、その結果、発電所のこの少なくとも一部を、解放された熱により蒸気発生器４０を用いて発生された蒸気により、保温する、ないし、温めることができる。
【００３９】
この場合、この発電所は例えばもう１つの熱交換器４４を有し、これを介して、発熱化学反応で解放された熱の少なくとも一部が発電所の保温すべき部分に、又は、発電所を保温するための媒体に、又は、発電所の構成部分に伝達される。上記媒体は例えば、蒸気発生器４０に供給される水である。
【００４０】
上記構成部分は好適には前記蒸気発生器４０であり、この蒸気発生器４０に熱交換器４４を介して、発熱化学反応で解放された熱が供給される。このことが図面において方向付き矢印４６で示されている。その結果、発熱化学反応の一環として解放された熱により、蒸気発生器４０を用いて、上述したように蒸気が発生され、次にこの蒸気を用いて発電所の少なくとも一部を保温することができる。熱交換器４４は例えば蒸気発生器４０内に配設され、その結果、逆反応で解放された熱を蒸気発生器４０に供給された水に供給することができ、これにより、蒸気発生器４０に供給された水が蒸発する。
【００４１】
特に、ガス・蒸気・コンバインドサイクル発電所１０の複数のコンポーネントないし複数の部品を、発電所が運転停止されている間、保温する、ないし、温める、ことが可能である。これによって、この発電所は所望の運転投入時に十分に高い好適な温度を有し、その結果、この発電所をホットスタートにより再び作動する、ないし、運転投入することができる。
【００４２】
この発電所についての基本的な考えは、発電所の運転中に複数の熱源、特にいずれにせよ利用可能な複数の熱源、例えばガスタービン１２の排ガスにより発生された蒸気、を利用して、これから熱を取り出し、この熱を吸熱化学反応を用いて蓄えることができる、ということにある。
【００４３】
この場合、発電所の通常運転中にガスタービン１２により発生された蒸気に含まれている熱の少なくとも一部が、吸熱化学反応を惹き起こすために利用されるように構成されており、この通常運転中に発電機３０が駆動されるので、この通常運転中に発電機３０により電流が供給される。
【００４４】
発電所の運転停止により通常運転は終了する。発電所の過剰なクールダウンを避けるために、通常運転の後、発電所の運転停止を以て保温運転が行われ、この保温運転において発電所は解放されたエネルギーで温められ、又は、保温され、一方で、発電機３０により行われる電流の供給、特に、タービン装置２２により行われる発電機３０の駆動は停止される。
【００４５】
ガスタービン１２の排ガスにより発生されて分岐された蒸気の質量流量は例えば１４．４ｋｇ／ｓで、温度は例えば１５２℃であり、この蒸気の熱が正反応を惹き起こすために利用され、特に正反応の生成物に蓄えられる。この蒸気から熱交換器３８を介して正反応の反応物への熱伝達により、この蒸気は例えば、１５２℃から１０５℃に冷却される。さらにこの蒸気の圧力は例えば５バールである。
【００４６】
その代わりに、ガスタービン１２の排ガスにより発生され、正反応を惹き起こすために利用される蒸気の圧力を３８バールとし、質量流量を２１．４ｋｇ／ｓより小さくすることも可能である。配管３６ないし熱交換器３８を通って流れる蒸気から熱交換器３８を介して正反応の反応物への熱伝達により、この蒸気は例えば、３３４℃から約２４７℃へ冷却される。このことは、この正反応が例えば１５２℃で、または、３３４℃で生じることを意味する。逆反応は例えば２５０℃で生じるので、逆反応で解放された熱により発生される蒸気の温度は例えば２５０℃である。
【００４７】
解放された熱による蒸気の発生の代わりに、又は、これに加えて、蒸気を供給し、この供給された蒸気を発熱化学反応で解放された熱によって加熱する、特に過熱することができる。これにより、発電所を保温するためにこの蒸気の温度を２５０℃とすることができ、この場合、例えば上述した方式で、ある温度から２５０℃へ、又は、２５０℃からより高温へ加熱し直すことができる。発電所を保温するための蒸気の質量流量は例えば１．４ｋｇ／ｓから５ｋｇ／ｓであり、圧力は例えば５バールである。発電所を保温する一環として、逆反応で解放された熱により発生された蒸気から発電所ないし発電所の構成部分への熱伝達が行われるので、この蒸気は例えば２５０℃からこれよりも低い温度、特に１５０℃に冷却される。
特に、発電所の少なくとも一部を保温する、ないし、温めるために使用される蒸気の温度を２５０℃とすることが可能である。発電所の保温すべき部分に、発電所を保温するためにこの蒸気が供給されるので、この蒸気から、発電所を保温するために、発電所ないし発電所の保温すべき部分への熱伝達が行われる。その結果、発電所を保温するためのこの蒸気が冷却されるので、この蒸気の温度は例えば２５０℃から１５０℃に低下する。その後もこの蒸気の温度は非常に高いので、発電所の少なくとも当該部分を保温した後でこの蒸気に含まれている熱を場合によっては他の目的に利用することができる。
【００４８】
熱交換器３８を使用することにより、正反応の反応物を分岐された蒸気から空間的に分離することができるので、分岐された蒸気は正反応の反応物と直接には接触しない。代案として、分岐された蒸気が正反応の反応物と直接に接触し、この場合、これに衝突して流れ、ないし、この周りを流れることも可能である。その場合には、例えば熱交換器３８は不要となる。このことは逆反応にも転用できる：すなわち、熱交換器４４を使用することにより、逆反応の反応物及び／又は生成物を、解放された熱により加熱されて発電所を保温するために使用される媒体から空間的に分離することができるので、この媒体は逆反応の反応物及び／又は生成物と直接には接触しない。代案として、この媒体が逆反応の反応物及び／又は生成物と直接に接触し、この場合、これに衝突して流れ、ないし、この周りを流れることも可能である。その場合には、例えば熱交換器４４は不要となる。
【００４９】
総括すると、図面から判るように、吸熱反応を利用することにより、いずれにせよ利用可能な熱を効率よく且つ有効に蓄えることができる。この蓄えられた熱は特に、後の時点で、発電所の少なくとも一部を温める、ないし、保温するために、効率よく且つ有効に利用することができる。
【符号の説明】
【００５０】
１０    発電所
１２    ガスタービン
１４    燃料
１６    空気
１８    排ガス
２０    蒸気発生器
２２    タービン装置
２４    第１タービン
２６    第２タービン
２８    シャフト
３０    発電機
３２    熱交換器
３４    反応装置
３８    熱交換器
４０    追加の蒸気発生器
４４    熱交換器
Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３，Ｔ４、Ｔ５    温度
【図１】
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【国際調査報告】
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