[发明专利]利用太阳热燃气轮机系统

说明书

技术领域

本发明涉及将太阳热能量用于燃气轮机的利用太阳热燃气机系统。 

背景技术

近年来，要求尽可能地抑制作为地球暖化物质之一的二氧化碳（CO₂）的排放量。在这样的动向中，利用了可再生能量的发电系统受到关注。作为可再生能量的代表例，存在水力、风力、地热、太阳（光/热）能量等，但是其中尤其是关于利用了太阳热的发电系统的技术开发非常活跃。利用太阳热发电系统一般采用通过由集热器集热而产生的蒸汽来驱动蒸汽轮机的方式。作为这种现有技术，例如有专利文献1中记载的技术。 

另一方面，作为把天然气、石油等化石资源作为燃料的系统，存在燃气轮机系统。另外，在燃气轮机系统中，公知在夏天等大气温度上升的条件下，压缩机中的空气的吸气量减少，与此相伴发电输出也降低。作为抑制伴随大气温度上升的输出降低的手段之一，例如有专利文献2的技术。具体来说，关于再生循环的一种即HAT（Humid Air Turbine：湿空气透平）循环的燃气轮机发电系统，公开了通过在压缩机入口设置的喷雾装置利用减压沸腾来喷射在该循环内（作为再生循环特有的设备的压缩机出口的后置冷却器、加湿压缩空气的加湿器、对加湿器加湿水进行加热的热交换器等）产生的高压热水的技术。 

现有技术文献 

专利文献 

专利文献1：日本特开2008-39367号公报 

专利文献2：日本特开2001-214757号公报 

发明内容

发明要解决的课题 

在上述的利用太阳热发电系统中，需要用于对作为蒸汽的热源的太阳热进行集热的集热装置。作为集热方式，存在使在曲面镜前设置的集热管对太阳光 进行聚光来集热的槽型、将通过被称为定日镜的多个平面镜反射的太阳光聚光到塔的塔型这样的种种方式。但是，不管集热方式，为了使蒸汽轮机高效率化（高温化）、高输出化而需要巨大的集热装置（反射镜）。即，这意味需要用于设置集热装置的广大的用地。例如在输出50MW的发电设置的情况下，作为集热装置的设置面积需要1.2平方公里。 

另一方面，从成本方面来考虑利用太阳热发电系统时，要设置的集热装置的数量巨大，但是，现状是聚光、集热装置占系统整体的比例为80%左右。因此，为了实现成本降低需要大幅减少集热装置的数量，但是，集热装置的设置数的减少成为与利用太阳热发电系统的高效率化、高输出花的目的相反的课题。 

本发明的目的在于提供一种大幅减少集热装置的数量，并且缩小集热装置的设置所需的用地面积的利用太阳热燃气轮机系统。 

用于解决课题的手段 

为了达到上述目的，本发明的利用太阳热燃气轮机系统将通过太阳热产生的高压热水供给对燃气轮机的吸气喷射微小液滴的喷雾装置，在喷雾装置中的液滴的细微化中利用太阳热能量。 

具体来说，特征在于具备：由压缩空气的压缩机、使通过该压缩机压缩后的空气和燃料燃烧的燃烧器、由通过在该燃烧器中产生的燃烧气体驱动的涡轮机构成的燃气轮机；以及对太阳热进行集热来产生高压热水的集热装置，设置了对被取入所述压缩机的空气中喷射通过所述集热装置产生的高压热水的喷雾装置。 

发明的效果 

根据本发明，能够提供一种大幅减少集热装置的数量，并且缩小集热装置的设置所需的用地面积的利用太阳热燃气轮机系统。 

附图说明

图1是利用太阳热燃气轮机发电系统的结构图（实施例1）。 

图2是现有类型燃气轮机发电系统的大气温度-发电输出特性图。 

图3是压缩机入口部的截面图。 

图4是水温和饱和压力、运用压力例的关系图。 

图5是利用太阳热燃气轮机发电系统的结构图（实施例2）。 

图6是表示压缩机内的压缩空气的温度分布的图。 

图7是表示压缩过程中的空气温度和绝对湿度的关系的图。 

图8是表示吸气温度和吸气重量流量的关系的图。 

图9是热循环的比较图。 

图10是燃气轮机的详细构造图。 

图11是水滴喷雾量和燃气轮机输出的增加率的关系图。 

图12是喷雾前后的压缩机出口温度差的概要图。 

图13是利用太阳热燃气轮机系统结构图（实施例3）。 

图14是利用太阳热燃气轮机系统的结构图（实施例4）。 

具体实施方式

首先，说明本发明人等达到本发明的研究的经过以及本发明的基本思想。