[發明專利]具備氫氣生成裝置的利用太陽光的燃氣輪機發電系統

有效

• 申請號: 201380055558.3
• 申請日: 2013-10-17
• 公開（公告）號: CN104797798A
• 公開（公告）日: 2015-07-22
• 發明（設計）人: 谷村和彥;杉本隆雄;卡斯頓·庫斯特爾
• 申請（專利權）人: 川崎重工業株式會社;B&B艾格瑪有限公司
• 主分類號: F02C6/00
• 分類號: F02C6/00;F01K23/10;F02C3/22;F02C6/18;F02C7/08;F02C7/22;F03G6/00
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 謝順星;張晶

相關申請

本申請要求2012年10月26日申請的日本專利申請2012-236377的優先權，將其全部內容以參照的方式引入作為本申請的一部分。

技術領域

本發明涉及一種將太陽光用作熱源來發電的燃氣輪機發電系統。

背景技術

近年來，作為環境問題及能源問題的一種解決方案，提出一種使用將太陽光用作熱源的輪機裝置的發電技術，例如，利用太陽光熱的燃氣輪機發電系統(例如，參照專利文獻1)。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本專利公開2011-032960號公報

發明內容

(一)要解決的技術問題

但是，由于利用太陽光的這種設備通常無法控制作為能量源的太陽光的供給量，因此難以適當地對應電力需求量的變化來供給電力。因此，存在相對于日照量在電力需求低的白天產生剩余電力，而另一方面，在夜間或惡劣天氣時無法供給電力這樣的問題。

因此，本發明的目的在于，為了解決上述技術問題，提供一種燃氣輪機發電系統，其能夠在將太陽光用作熱源的同時，進行與電力需求的增減相應的電力供給。

(二)技術方案

為了實現上述目的，本發明的燃氣輪機發電系統為具有利用太陽光的燃氣渦輪發動機的發電系統，其具備壓縮機、太陽光加熱器、氫氣燃燒器、渦輪、發電機及至少一個氫氣生成裝置，其中，所述壓縮機壓縮作為工作介質的空氣；所述太陽光加熱器以太陽光為熱源，加熱由所述壓縮機壓縮的空氣；所述氫氣燃燒器以氫氣為燃料，使由所述壓縮機壓縮的空氣燃燒；所述渦輪從由所述太陽光加熱器及所述氫氣燃燒器中的至少一個加熱的高溫氣體中獲取動力；所述發電機由所述渦輪所驅動；所述至少一個氫氣生成裝置利用所述渦輪的輸出或來自所述渦輪的排熱來分解水，從而生成氫氣，并將該氫氣向所述氫氣燃燒器供給。

根據該結構，在日照量多、電力需求小時，通過氫氣生成裝置預先生成、儲備氫氣，在沒有日照的夜間或電力需求大時，能夠利用預先儲備的氫氣來增加電力供給量，因此，能夠在將太陽光用作熱源的同時，進行與電力需求的增減相應的電力供給。

在本發明的一個實施方式中，所述氫氣生成裝置優選為利用由所述發電機生成的電力來電解水的電解氫氣生成裝置。根據該結構，能夠有效地利用在日照量相對于電力需求多的情況下的剩余發電電力，進行與電力需求的增減相應的電力供給。

在本發明的一個實施方式中，優選還具備利用來自所述渦輪的排氣來熱解水從而生成氫氣的熱解氫氣生成裝置。根據該結構，通過進一步利用燃氣渦輪發動機的排熱，能夠在提高系統整體的效率的同時，進行與電力需求的增減相應的電力供給。

本發明的一個實施方式中，優選還具備利用由所述熱解氫氣生成裝置產生的熱來預熱由所述壓縮機壓縮的空氣的壓縮空氣預熱通路。在該情況下，進一步優選具備如下所述的切換流路的機構，其對應于所述熱解氫氣生成裝置內進行吸熱反應的反應室與進行放熱反應的反應室的調換，使所述壓縮空氣預熱通路通過所述進行放熱反應的反應室附近。根據該結構，能夠有效地利用在熱解反應中產生的熱，使該系統整體的效率提高。

在本發明的一個實施方式中，優選地，還具備排氣熱交換通路，其使來自所述渦輪的排氣通過，并在該排氣與所述熱解氫氣生成裝置之間進行熱交換；具備如下所述的切換流路的機構，其對應于所述熱解氫氣生成裝置內進行吸熱反應的反應室與進行放熱反應的反應室的調換，使所述排氣熱交換通路通過所述進行吸熱反應的反應室附近。根據該結構，能夠有效地利用來自渦輪的排氣的熱，使該系統整體的效率提高。

權利要求書和/或說明書和/或說明書附圖所公開的至少兩種結構的任意組合也包含在本發明中。特別是權利要求書的各權利要求的兩項以上的任意組合也包含在本發明中。

附圖說明

通過參照附圖對以下優選的實施方式進行說明，可更加清楚地理解本發明。但是，實施方式及附圖僅用于圖示及說明，不應用于確定本發明的范圍。本發明的范圍由權利要求書確定。在附圖中，多張附圖中相同的附圖標記表示相同或與其相當的部分。

圖1是表示本發明的一個實施方式的燃氣輪機發電系統的示意結構的框圖。

圖2是放大表示圖1的實施方式的第二氫氣生成裝置(第一階段)的示意結構的框圖。

圖3是放大表示圖1的實施方式的第二氫氣生成裝置(第二階段)的示意結構的框圖。

具體實施方式