CN102022714B

CN102022714B - 蒸汽产生装置

Info

Publication number: CN102022714B
Application number: CN2010102811116A
Authority: CN
Inventors: 西村真; 桑原英明; 松田治幸
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 2009-09-18
Filing date: 2010-09-09
Publication date: 2013-03-27
Anticipated expiration: 2030-09-09
Also published as: JP2011064417A; KR20110031124A; JP4971399B2; CN102022714A; KR101249203B1

Abstract

本发明目的在于以更高的能效生产蒸汽。蒸汽产生装置(1)包括第一流路(10)、第二流路(20)、热交换器(30)、压缩机(40)以及供给装置(50)。排水在第一流路10的内部流动。热交换器(30)将第一流路(10)以及第二流路(20)热连接，并将在第一流路(10)流动的流体的热量向在第二流路(20)流动的流体传递以使该流体汽化。压缩机40配置在第二流路(20)的途中，压缩在第二流路(20)流动的流体。供给装置(50)将通过压缩机(40)后的流体的一部分向第一流路(10)上的热交换器(30)的上游位置供给。

Description

蒸汽产生装置

技术领域

本发明涉及一种利用废热产生蒸汽的技术。

背景技术

作为以往的蒸汽产生装置，一般采用锅炉。在锅炉中燃烧燃料，并使用其排气加热水等液体，从而获得蒸汽。

一般情况下，锅炉的能效(生产蒸汽的能量与供给到锅炉的一次燃料的能量的比)为大致0.8。关于其理由做如下说明。若从锅炉排出的燃烧排气的温度降低，将会产生冷凝水，在该冷凝水中将会溶解NO_X、SO_X而产生硝酸、硫酸。而且，这种酸是成为管道等腐蚀的原因。因此，在锅炉中不能进行将燃烧排气的温度降低到常温附近的运行。因此，锅炉的能效大致为0.8。

专利文献1中所公开的蒸汽产生系统是提高蒸汽生产中的能效的技术的一个例子。该系统包括加热供给路径内的被加热介质的加热泵和压缩由加热泵加热的被加热介质的压缩机。而且，在该系统中，由加热泵加热的被加热介质在压缩机内被进一步加热，从而产生高压蒸汽。

(专利文献1)日本特开2007-71419号公报

在所述的专利文献1的技术中，通过同时使用加热泵以及压缩机来提高能效。但是，希望能够以更高的能效生产蒸汽。

发明内容

本发明要解决的技术问题是以更高的能效生产蒸汽。

(1)为了解决所述问题，本发明的蒸汽产生装置包括：第一流路，其内部流动有从热源排出的流体；第二流路，其内部流动有流体；热交换器，其将所述第一流路以及所述第二流路热连接，并将在所述第一流路流动的流体的热量向在所述第二流路流动的流体传递以使该流体汽化；压缩机，其配置在所述第二流路的途中，并压缩在所述第二流路流动的流体；供给装置，其将通过所述压缩机后的流体的一部分向所述第一流路上的所述热交换器的上游位置供给。

在蒸汽产生装置中，通过用压缩机压缩蒸汽，可调节生产蒸汽的压力等。另外，压缩机运行所需的动力根据排气压力与压缩机的供气压力的比决定。例如，在将来自压缩机的排气压力设定(固定)为某目标值的情况下，供气压力越低，则越需要增大压缩机的动力。

在所述的结构中，由于将通过压缩机的高温的流体向第一流路上的热交换器的上游位置供给，所以热交换器上游的流体的温度上升。因此，在第二流路上的热交换器的下游位置(压缩机的上游位置)产生的蒸汽的温度以及压力(供气压力)升高。

因此，根据本结构，在将来自压缩机的排气压力设定(固定)为某一目标值的情况下，可有效提高向压缩机输送的蒸汽的供气压力。其结果是，能够减少压缩机运行所需的动力，并能够以高能效产生具有所期望的压力的蒸汽。

需要说明的是，所述说明中的“能效”是指生产蒸汽的能量(回收能量)与向蒸汽产生装置投入的能量的比。

使用所述的“供给装置”输送的流体可以是通过压缩机的流体中的一部分，也可以是其全部。另外，该流体可以是气体，也可以是液体。另外，还可以是二者的混合物。

另外，在向压缩机供给冷却水的情况下，通过压缩机的流体含有冷却水。

作为“热交换器”，能够利用板式、管壳式热交换器等。

作为“压缩机”，能够利用螺杆式(单螺杆、双螺杆)、涡轮式、往复式等。

“供给装置”连接第二流路上的压缩机的下游位置和第一流路上的热交换器的上游位置。供给装置例如可以包括管路，也可以包括管路和泵。

从热源排出的在第一流路流动的流体可以是气体(排气)，也可以是液体(排水)。另外，也可以是它们的混合物。这对于在第二流路流动的流体是同样的。

另外，作为从热源排出的在第一流路流动的流体，能够利用来自工厂、发电厂等的高温排水等。该流体的温度优选为50度至300度左右。另外，该温度更优选为100度以上。

另外，在第二流路流动的流体(被加热流体)只要是接受来自在第一流路流动的流体的热量而发生相变化(汽化)的物质即可，作为该流体，能够利用水、氟系制冷剂、烃系制冷剂等。

另外，本装置所述生产的蒸汽可以是饱和蒸汽，也可以是过热蒸汽。另外，还可以是它们的混合物。

(2)在本发明的所述(1)中的蒸汽产生装置，所述供给装置具有作为气体流路的气体管和用于调节该气体管中的气体流量的气体流量调节阀。

根据该结构，通过压缩机的气体(蒸汽)向热交换器的上游位置供给，从而热交换器上游的流体温度升高。而且，能够以高能效生产具有所期望的压力的蒸汽。

另外，在该结构中，通过调节在气体管流动的气体的量，能够调节生产蒸汽的流量。

需要说明的是，流量调节阀例如可以是通过作业员手动操作的结构，另外也可以是与控制装置连接被自动控制的结构。

另外，在将气液分离装置设在压缩机的下游的情况下，气体管从第二流路上的气液分离装置的下游位置分支而形成。

(3)本发明的所述(2)中的蒸汽产生装置可进一步包括向所述压缩机供给冷却水的冷却装置。

另外，所述供给装置可包括：(i)配置在所述第二流路上的所述压缩机的下游侧且所述气体管的上游侧的位置的气液分离装置、(ii)作为在所述气液分离装置中分离的液体的流路的液体管、(iii)用于调节该液体管中的液体流量的液体流量调节阀。

根据该结构，能够通过冷却装置适当地调节压缩机以及生产蒸汽的温度。

另外，能够通过气液分离装置从气体(蒸汽)分离出直接以液体状态通过压缩机的冷却水。

而且，通过使用液体冷却水的热量使热交换器上游的流体的温度上升，能够有效利用液体冷却水。

另外，根据该结构，通过调节在液体管流动的液体冷却水的量，能够调节生产蒸汽的流量。

需要说明的是，“冷却装置”可以包括作为冷却水的流路的管路，还可以包括冷却水的管路以及泵。

“气液分离装置”是将蒸汽中的液体分离的装置，作为该气液分离装置，能够利用例如旋风式结构。

冷却水可以是气体(排气)，也可以是液体(排水)。另外，还可以是它们的混合物。

另外，冷却水优选接受压缩机等的热量而产生相变化(汽化)的物质，作为该冷却水可以利用水、氟系制冷剂、烃系制冷剂等。

流量调节阀例如可以是作业员通过手动操作的结构，另外也可以是与控制装置连接被自动控制的结构。

(4)本发明的所述(1)至(3)任意一项中的蒸汽产生装置可进一步包括向所述第二流路供给在所述第一流路流动的流体的流体供给管。

另外，所述流体供给管可连接所述第一流路上的所述热交换器的下游位置和所述第二流路上的所述热交换器的上游位置。

利用该结构，可从排水生产蒸汽。

需要说明的是，根据该结构，原本的排水可成为生产蒸汽。因此，该结构尤其在如下的情况下发挥其效果。

(i)在排水中含有大量杂质的情况下，即使蒸汽中含有杂质也不会对利用蒸汽的场所或机构带来大问题时；

(ii)排水非常洁净的情况。

(5)在本发明的所述(3)中的蒸汽产生装置中，由所述冷却装置供给的冷却水是在所述第一流路流动的流体，所述冷却装置可从所述第一流路上的所述热交换器的下游位置分支而形成。

根据该结构，能够将排水作为压缩机的冷却水利用。

(ii)排水非常洁净的情况。

(6)在本发明的所述(3)中的蒸汽产生装置，由所述冷却装置供给的冷却水是在所述第一流路流动的流体，所述冷却装置可从所述第一流路上的所述热交换器的上游位置分支而形成。

根据该结构，能够将排水作为压缩机的冷却水利用。

另外，由于热交换前的排水(即，高温侧的排水)的温度高且较接近沸点，所以通过将热交换前的排水作为冷却水使用，冷却水容易汽化。因此，与使用低温的冷却水的情况相比，生产蒸汽的流量有所增大。

(ii)排水非常洁净的情况。

附图说明

图1是表示本发明的第一实施方式的蒸汽产生装置的示意图。

图2是表示蒸汽产生装置的循环蒸汽量和蒸汽流量的关系的曲线图。

图3是表示蒸汽产生装置的循环蒸汽量和来自压缩机的蒸汽流量的关系的曲线图。

图4是表示本发明的第二实施方式的蒸汽产生装置的示意图。

图5是表示本发明的第三实施方式的蒸汽产生装置的示意图。

图6是表示本发明的第四实施方式的蒸汽产生装置的示意图。

附图标记说明

1蒸汽产生装置

10 第一流路

10a、10b、10c 管道

10p 泵

20 第二流路

20a、20b、20c、20d 管道

20p 泵

30 热交换器

40 压缩机

50 供给装置

51 气体管

51v 气体流量调节阀

52 气液分离装置

53 液体管

53v 液体流量调节阀

60 冷却装置

61 供给管

161 供给管

162 连接管

262 连接管

171 流体供给管

具体实施方式

(第一实施方式)

以下，说明本发明的第一实施方式。本实施方式的蒸汽产生装置1利用排水的热量(即利用废热)产生并排出蒸汽，其包括第一流路10、第二流路20、热交换器30、压缩机40、供给装置50以及冷却装置60。以下，将从蒸汽产生装置1排出的蒸汽记为“生产蒸汽”。

来自工厂等热源(未图示)的排水在第一流路10流动。在热交换器30，在第一流路10流动的流体的热量向第二流路20内的水(被加热流体)传递，从而该水汽化。该蒸汽与冷却水一同在压缩机4的内部被压缩。然后，通过压缩机40的流体从蒸汽产生装置1排出，并在其他设施(未图示)被利用。另外，通过压缩机40后的流体通过气液分离装置52，在液体和气体分离的状态下向热交换器30的上游位置供给。由此，能够以高能效生产蒸汽。以下，详细说明各部分。

(第一流路)

第一流路10由三条连续的管道(管道10a、管道10b以及管道10c)构成。从热源排出的流体(排水)在第一流路10的内部流动。另外，在管道10a的途中设有将排水向目的地输送的泵10p。另外，管道10a以及管道10c与未图示的热源连接。

构成第一流路10的管道从上游侧开始依次连接有管道10a、管道10b以及管道10c，流体按照该顺序在第一流路10的内部流动。另外，管道10b通到后述的热交换器30的内部。

在管道10a上连接有气体管51(后述)以及液体管53(后述)，压缩后的流体在第一流路10合流。因此，第一流路10内部的流体包含(i)排水、(ii)从第二流路20输出的蒸汽(被加热流体以及冷却水)、(iii)从第二流路20输出的液体冷却水。

(第二流路)

第二流路20由四条管道(管道20a、管道20b、管道20c以及管道20d)构成。水(H₂O)作为被加热流体在第二流路20内部流动。该水通过热交换器30的热交换汽化(蒸发)，并由压缩机40压缩，然后该蒸汽的一部分(或者全部)作为生产蒸汽排出。

管道20a、管道20b以及管道20c从上游侧开始依次连续。另外，管道20c和管道20d隔着压缩机40(后述)连续。而且，流体按照管道20a、管道20b、管道20c以及管道20d的顺序在第二流路20的内部流动。另外，管道20b通到后述的热交换器30的内部。

在管道20a的途中设有用于将水向目的地输送的泵20p。另外，如后面所述，从管道20d分支出气体管51以及液体管53。

在压缩机40的下游区域，除被加热流体外还流动有压缩机40的冷却水。因此，在第二流路20的内部流动有(i)被加热流体(水)以及(ii)冷却水(水)这两种流体。

(热交换器)

热交换器30将第一流路10以及第二流路20热链接。在热交换器30的内部配置有第一流路10的管道10b和第二流路20的管道20b，它们处于热连接的状态。而且，在蒸汽产生装置1运行时，在热交换器30的内部，热量从第一流路10的流体向第二流路20的被加热流体(水)传递，从而被加热流体汽化。即，在蒸汽产生装置1，被加热流体的蒸发汽化热可从第一流路10的流体获得。

(压缩机)

压缩机40配置在第二流路20的途中(管道20c和管道20d之间)，压缩在第二流路20流动的流体。压缩机40为单螺杆式。另外，由后述的冷却装置60向压缩机40供给冷却水。

由压缩机40压缩的物质包括在热交换器30汽化的水以及供给到压缩机40的冷却水。通过在压缩机40中压缩流体，能够调节最终获得的生产蒸汽的流量。

(供给装置)

供给装置50向第一流路10供给第二流路20内部的流体，并由气体管51、气体流量调节阀51v、液体管53、液体流量调节阀53v以及气液分离装置52构成。而且，供给装置50将通过压缩机40后的流体的一部分向第一流路10上的热交换器30的上游位置供给。

气体管51以及液体管53各自连接第二流路20上的压缩机40的下游位置(管道20d)和第一流路10上的热交换器30的上游位置(管道10a)。

另外，气体管51以及液体管53各自从第二流路20上的气液分离装置52的下游位置分支。另外，在第二流路20中，气体管51从比液体管53更靠下游侧处分支。

气体管51是作为气体(蒸汽)的流路的管道。在气体管51的途中设有气体流量调节阀51v，使用该气体流量调节阀51v能够调节气体管51中的气体流量。

气液分离装置52是旋风式的分离装置，其配置在管道20d的途中。具体而言，气液分离装置52配置在第二流路20上的比压缩机40更靠下游位置且比气体管51更靠上游位置处。并且，气液分离装置52从通过压缩机40的流体抽出其所包含的液体成分，并向液体管53输出。

液体管53是作为由气液分离装置52抽出的液体冷却水的流路的管道。在液体管53的途中设有液体流量调节阀53v，使用该液体流量调节阀53v能够调节液体管53中的液体流量。

对于流量调节阀(气体流量调节阀51v以及液体流量调节阀53v)，可进行手动操作。但是，对于它们也可以通过控制装置进行自动控制。

例如，也可以采用包括CPU(中央处理单元)以及存储装置(RAM(随机存取存储器)、ROM(只读存储器)、硬盘等)的计算机(控制装置)控制气体流量调节阀51v以及液体流量调节阀53v的开度。由此，可调节从第二流路20向气体管51或者液体管53流动的流体的流量。

另外，流量调节阀也可以是能够进行远程操作的结构。

(冷却装置)

冷却装置60是向压缩机40供给冷却水的装置，在本实施方式中，其由冷却水储存箱(未图示)、供给管61以及泵(未图示)构成。

从冷却装置60供给的冷却水向压缩机40的内部输送。由此，可抑制压缩机40的外壳等过热。另外，通过该冷却水能够将压缩机40内部的蒸汽的温度冷却到规定温度(例如轴承的耐热温度)。而且，由于接受来自被加热流体的热量而使冷却水汽化，所以能够增大蒸汽流量。

(关于蒸汽产生装置的动作)

以下，说明蒸汽产生装置1的动作。首先，来自热源的排水从管道20a的流入口流向第一流路10。另外，作为被加热流体的水(液体)从管道20a的流入口流向第二流路20。而且，若使泵10p以及泵20p动作，则在第一流路10以及第二流路20的内部，流体(传热介质)将成为流动的状态。

以下，按照从压缩机40开始的顺序说明蒸汽产生装置1中的流体的流动。

压缩机40内部的流体(被加热流体以及向压缩机40供给的冷却水)由压缩机40压缩，从而变成高温、高压。而且，从压缩机40向管道20d输出由(i)液体状态的冷却水、(ii)气体状态的冷却水以及(iii)气体状态的被加热流体构成的混合流体。

需要说明的是，在压缩机40中，通过与从冷却装置60供给的冷却水进行热交换，可消除压缩热。

然后，在气液分离装置52中，从在管道20d流动的混合流体抽出液体状态的冷却水，该冷却水通过液体管53向热交换器30的上游(管道10a)输出。

然后，通过气液分离装置52的蒸汽(气体状态的冷却水以及气体状态的被加热流体)的一部分通过气体管51向热交换器30的上游输送。然后，剩下的蒸汽(未向液体管53输送的蒸汽)作为生产蒸汽通过管道20d向蒸汽产生装置1的外部排出。向液体管53输送的蒸汽与作为生产蒸汽排出的蒸汽的比例根据液体流量调节阀53v的开度而变化。

另外，在第一流路10的热交换器30的上游位置，(i)在管道10a流动的排水和(ii)来自气体管51以及液体管53的高温流体合流，从而形成混合流体。而且，通过使该高温的混合流体在管道10b流动，在热交换器30的内部，在第二流路20流动的被加热流体汽化。然后，该蒸汽通过管道20c向压缩机40供给。随后，如上所述，蒸汽由压缩机40压缩，其一部分向装置外部排出。通过以上方式，可通过蒸汽产生装置1获得生产蒸汽。

(蒸汽产生方法)

以下，说明蒸汽产生方法。首先，使来自热源的排水在第一流路10流动。另外，使作为被加热体的水在第二流路20流动(传热流体供给工序)。

接下来，向压缩机40供给冷却水(冷却水供给工序)。

随后，使用压缩机40压缩第二流路20中的水(压缩工序)。

然后，使用供给装置50，将通过压缩机40的流体(气体以及液体)的一部分向热交换器30的上游位置供给(高温流体供给工序)。

接下来，使用热交换器30，将第一流路10的流体的热量向第二流路20的水传递，从而使水蒸发(汽化工序)。

然后，压缩该蒸汽(参照上述的压缩工序)。

从管道20d获取通过以上方式生产的蒸汽(生产蒸汽)。通过本方法，能够高效地生产蒸汽。

(关于蒸汽流量和循环蒸汽量的关系)

以下，说明图2以及图3。图2以及图3表示使用蒸汽产生装置1产生0.8MPa的生产蒸汽的情况下的生产蒸汽的流量的计算结果。图2以及图3中的计算是通过将液体管53的液体流量固定为某一流量而仅使气体管51的流量变化而完成的。

图2以及图3中的“液体比率”通过如下的等式表示。

液体比率＝CRL/CF (式1)

CRL：从压缩机40直接以液体状态排出的冷却水的流量

CF：向压缩机40供给的冷却水的流量

液体比率的数值和对应状态的关系如下所述。

液体比率＝0.0；在冷却水完全汽化后的状态下从压缩机40排出。

液体比率＝0.5；在所供给的冷却水中有50％汽化而剩余50％为液体状态的情况下从压缩机40排出。

液体比率＝1.0；冷却水全部直接以液体状态从压缩机40排出。

需要说明的是，液体比率根据蒸汽产生装置1的运行条件(冷却水的温度、前后的压力差、压缩机40的压缩比、压缩机40的转速等)而发生变化。

图3的“压缩机喷出蒸汽流量”是直接从压缩机40排出的气体(蒸汽)的流量，由如下的等式表示。

压缩机喷出蒸汽流量＝CG+WG (式2)

CG：气体状态的冷却水的流量

WG：气体状态的被加热流体的流量

图中的“循环蒸汽流量”是通过气体管51向热交换器30的上游位置输送的蒸汽(被加热流体以及冷却水)的流量。

需要说明的是，当液体比率为1.0时，由于不存在汽化后的冷却水，所以通过气体管51输送的蒸汽仅为被加热流体。

图中的“蒸汽流量”是从压缩机喷出蒸汽流量扣除循环蒸汽流量后的流量，其相当于最终用户能够利用的蒸汽的流量(生产蒸汽流量)。

如图3所示，无论液体比率多大，压缩机喷出蒸汽流量都随循环蒸汽流量的增大而增大。然而，从循环蒸汽流量超过大约300kg/h开始，压缩喷出蒸汽流量的增加率(曲线图各个点的倾斜)降低。

因此，如图2所示，无论液体比率多大，当循环蒸汽流量为300至400kg/h时，蒸汽流量达到最大。

这对于液体比率为1.0时也是同样情形。

另外，如图2所示，在蒸汽产生装置1中，通过使循环蒸汽流量变化，能够控制生产蒸汽流量。因此，通过适当地调节液体流量调节阀53v，能够获得具有所期望的流量的生产蒸汽。

另外，如上所述，图2以及图3表示将液体流量调节阀53v的开度固定的情况下的计算结果。

在调节气体流量调节阀51v的基础上，通过调节液体流量调节阀53v，可进一步大范围地控制蒸汽流量。具体而言，与仅调节气体流量调节阀51v的情况相比，能够增大蒸汽流量。

(效果)

以下，说明通过本实施方式的蒸汽产生装置1所获得的效果。蒸汽产生装置1包括在内部流动有从热源排出的流体的第一流路10、在内部流动有流体的第二流路20、将第一流路10以及第二流路20热连接并使在第一流路10流动的流体的热量传递到在第二流路20流动的流体以使该流体汽化的热交换器30、配置在第二流路20途中并且压缩在第二流路20流动的流体的压缩机40、将通过压缩机40后的流体的一部分向第一流路10上的热交换器30的上游位置供给的供给装置50。

通过上述结构，由于通过压缩机40的高温流体向第一流路10上的交换器30的上游位置供给，所以热交换器30的上游处的流体的温度上升。因此，在第二流路20上的热交换器30的下游位置(压缩机40的上游位置)产生的蒸汽的温度以及压力(供气压力)升高。

所以，根据本结构，在将来自压缩机40的排气压力设定(固定)为某一目标值的情况下，能够有效提高向压缩机40输送的供气压力。其结果是，能够降低压缩机40运行所需的动力，从而能够以高能效生产具有所期望的压力的蒸汽。

另外，在蒸汽产生装置1中，供给装置50具有成为气体的流路的气体管51和用于调节该气体管51中的气体流量的气体流量调节阀51v。另外，气体管51从第二流路20的气液分离装置52的下游位置分支。

根据该结构，通过压缩机40的气体(蒸汽)向热交换器30的上游位置供给，从而热交换器30的上游处的流体温度上升。从而，能够以高能效生产具有所期望的压力的蒸汽。

另外，根据该结构，通过调节在气体管51流动的气体的量，能够调节生产蒸汽的流量。

蒸汽产生装置1进一步包括向压缩机40供给冷却水的冷却装置60。

另外，供给装置50包括(i)配置在第二流路20上的压缩机40的下游侧并且是气体管51的上游侧的位置处的气液分离装置52、(ii)成为在气液分离装置52分离的液体的流路的液体管53、(iii)用于调节该液体管53中的液体流量的液体流量调节阀53v。

根据该结构，通过冷却装置60能够适当地调节压缩机40以及生产蒸汽的温度。

另外，通过气液分离装置52能够从气体(蒸汽)分离出以液体状态直接通过压缩机40的冷却水。

进一步，通过利用液体冷却水的热量使热交换器30的上游处的流体的温度升高，能够有效利用液体冷却水。

另外，根据该结构，通过调节在液体管53流动的液体冷却水的量，能够调节生产蒸汽的流量。

(其他效果)

以下，说明其他效果。在蒸汽产生装置1中，通过调节循环蒸汽流量(在气体管51流动的蒸汽的流量)，能够生产具有所述期望的流量的蒸汽(参照图2)。

进一步，在蒸汽产生装置1中，在调节循环蒸汽流量的基础上，通过调节在液体管53流动的液体冷却水的流量，能够更大范围地控制生产蒸汽的流量。

(实施例)

以下，说明蒸汽产生装置1的实施例。在下述的条件下运行蒸汽产生装置1。

·使90℃的废水在第一流路10流动。

·向第二流路20供给0.1MPa、25℃的水(被加热流体)。

·在热交换器30加热被加热流体，从而产生0.1MPa、99℃的饱和蒸汽。

·使用压缩机40压缩流体，从而产生0.4MPa、154℃、流量为760kg/h的生产蒸汽。

作为比较例，仅使用一般的锅炉(相当于本发明的热交换器30)供给25℃的水，并产生0.4MPa、154℃、流量为760kg/h的蒸汽。在这种情况所需的能量(一次燃料消耗量)为568kW。在此，锅炉的能效作为80％计算。

另外，在使用本发明的蒸汽产生装置1供给25℃的水以产生0.4MPa、154℃且流量为760kg/h的蒸汽的情况下所需的能量(蒸汽产生装置整体的能量)为85kW。在此，压缩机40的热效率作为70％计算。

另外，在这种情况下，若将发电端效率作为38％计算，一次燃料消费量(能量换算值)为223kW。因此，若使用蒸汽产生装置1产生蒸汽，与使用锅炉的情况相比，能够将一次燃料消费量减少大约64％。而且，能够以使用锅炉情况下的大致一半的能量生产流量与锅炉相等的蒸汽。

(第二实施方式)

以下，使用图4说明本发明的第二实施方式。需要说明的是，对于与上述实施方式相同的部分，在附图中赋予相同的符号，并省略对其的说明。

以下，以与上述的第一实施方式不同的部分为中心进行说明。在图4中，赋予符号110、110c、120、120b、160、161的部分分别相当于在第一实施方式中赋予符号10、10c、20、20b、60、61的部分。

本实施方式的蒸汽产生装置101进一步包括流体供给管171。而且，流体供给管171连接第一流路110上的热交换器30的下游位置(管道110c)和第二流路120上的热交换器30的上游位置(管道120b的上游端)。根据该结构，向第二流路120供给在第一流路110流动的流体(热交换后的流体)。

另外，在管道120b的途中设有阀120v，通过调节阀120v的开度，可调节向第二流路120供给的流体的流量。

另外，在冷却装置160中包括阀160v、供给管161以及连接管162。连接管162从第一流路110的热交换器30的下游位置(管道110c)分支而形成。而且，连接管162连接管道110c和供给管161。通过冷却装置160供给的冷却水是在第一流路110流动的流体(热交换后的流体)。

阀160v设在供给管161的途中，通过调节阀160v的开度，可调节向压缩机40供给的冷却水的量。需要说明的是，在本实施方式的冷却装置160中，由于不需要冷却水储存箱以及泵，所以未设置二者。

(效果)

以下，说明基于本实施方式的效果。蒸汽产生装置101进一步包括向第二流路120供给在第一流路110流动的流体的流体供给管171。

另外，流体供给管171连接第一流路110上的热交换器30的下游位置和第二流路120上的热交换器30的上游位置。

根据该结构，可从排水生产蒸汽。

另外，在蒸汽产生装置101，利用冷却装置160供给的冷却水是在第一流路110流动的流体，冷却装置160从第一流路110上的热交换器30的下游位置分支而形成。

根据该结构，能够将排水作为压缩机40的冷却水利用。

(第三实施方式)

以下，使用图5说明本发明的第三实施方式。需要说明的是，对于与上述实施方式相同的部分在附图中赋予相同的符号，并省略对其的说明。

以下，以与所述第二实施方式不同的部分为中心进行说明。在图5中，赋予符号210、210c、260、262的部分分别相当于上述实施方式中的赋予符号10、10c、160、162的部分。

在本实施方式的蒸汽产生装置201中，冷却装置260包括阀160v、供给管161以及连接管262。连接管262从第一流路210上的热交换器30的上游位置(管道10a)分支而形成。并且，连接管262连接管道10a和供给管161。由冷却装置260供给的冷却水是在第一流路210流动的流体(热交换前的流体)。

连接管262从第一流路110中比气体管51和液体管53的合流位置(管道10a分别与气体管51以及液体管53连接的位置)更靠上游的位置分支。

需要说明的是，连接管262也可以从第一流路110中比气体管51和液体管53的合流位置更靠下游的位置分支。

另外，与所述内容同样，蒸汽产生装置201也包括流体供给管171。而且，流体供给管171连接第一流路110上的热交换器30的下游位置(管道210c)和第二流路120上的热交换器30的上游位置(管道120b的上游端)。

需要说明的是，在本实施方式的冷却装置260中，由于不需要冷却水储存箱以及泵，所以未设置二者。

(效果)

以下，说明基于本实施方式的效果。

在蒸汽产生装置201中，利用冷却装置260供给的冷却水是在第一流路210流动的流体。另外，冷却装置260从第一流路210上的热交换器30的上游位置分支。

根据该结构，能够将排水作为压缩机40的冷却水利用。

(第四实施方式)

以下，使用图6说明本发明的第四实施方式。需要说明的是，对于与所述实施方式相同的部分赋予相同的符号，并省略对其的说明。

以下，以与所述第一实施方式不同的部分为中心进行说明。

在本实施方式的蒸汽产生装置301中，热交换器分为两个。即，蒸汽产生装置301包括热交换器30a以及热交换器30b。气体管51以及液体管53通过管道54连接到热交换器30b。另外，在将热交换器30b和热交换器30a连通的管道上连接有管道10a。

根据本实施方式，在第二流路20流动的被加热流体在热交换器30a由(i)在管道10a流动的排水和(ii)来自气体管51以及液体管53的高温流体的混合流体加热。然后，在热交换器30b由来自气体管51以及液体管53的高温流体加热。

(关于其他实施方式)

本发明的实施方式不限于上述的实施方式。例如，在所述的实施方式中，虽然将冷却水供给到压缩机，但是也可以不供给到压缩机，而将压缩机下游的蒸汽冷却。在压缩机的下游位置，在蒸汽温度比生产蒸汽的目标温度更高的情况(处于过热状态的情况)下，通过向此处供给冷却水，(i)可使蒸汽的温度降低到目标温度，并且，(ii)在该热交换过程中冷却水汽化从而蒸汽流量增大。

需要说明的是，可以仅向压缩机的下游位置供给冷却水，也可以向压缩机以及压缩机的下游位置两方供给冷却水。

在不冷却压缩机的情况下，需要对压缩机的摩擦部分(旋转轴的周围等)的润滑油的温度进行管理。

另外，在所述的实施方式中，供给装置50包括气液分离装置52以及液体管53，但是也可以不设置气液分离装置52以及液体管53。

本发明能够作为产生空调取暖、发电等所使用的蒸汽的装置利用。

Claims

1.一种蒸汽产生装置(1)，其特征在于，包括：

第一流路(10)，其内部流动有从热源排出的流体；

第二流路(20)，其内部流动有流体；

热交换器(30)，其将所述第一流路以及所述第二流路热连接，并将在所述第一流路流动的流体的热量向在所述第二流路流动的流体传递以使该流体汽化；

压缩机(40)，其配置在所述第二流路上的所述热交换器的下游侧，并压缩经所述热交换器汽化后的在所述第二流路流动的流体；

供给装置(50)，其将通过所述压缩机后的流体的一部分向所述第一流路上的所述热交换器的上游位置供给。

2.如权利要求1所述的蒸汽产生装置，其特征在于，

所述供给装置具有作为气体流路的气体管(51)和用于调节该气体管中的气体流量的气体流量调节阀(51v)。

3.如权利要求2所述的蒸汽产生装置，其特征在于，

所述蒸汽产生装置还包括向所述压缩机供给冷却水的冷却装置(60)，

所述供给装置包括：配置在所述第二流路上的所述压缩机的下游侧且所述气体管的上游侧的位置的气液分离装置(52)、作为在所述气液分离装置中分离的液体的流路的液体管(53)、用于调节该液体管中的液体流量的液体流量调节阀(53v)。

4.如权利要求1至3中任意一项所述的蒸汽产生装置，其特征在于，

所述蒸汽产生装置还包括向所述第二流路供给在所述第一流路流动的流体的流体供给管(171)，

所述流体供给管连接所述第一流路上的所述热交换器的下游位置和所述第二流路上的所述热交换器的上游位置。

5.如权利要求3所述的蒸汽产生装置，其特征在于，

由所述冷却装置供给的冷却水是在所述第一流路流动的流体，

所述冷却装置从所述第一流路上的所述热交换器的下游位置分支而形成。

6.如权利要求3所述的蒸汽产生装置，其特征在于，

所述冷却装置从所述第一流路上的所述热交换器的上游位置分支而形成。