JP2003293789A - 熱電供給システムおよびその運転方法 - Google Patents
熱電供給システムおよびその運転方法Info
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
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- Drying Of Gases (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】熱電供給システムにおいて、ガスタービンの排
気に含まれる貴重な処理水を回収して、安価に信頼性を
確保しつつガスタービンの出力を増大する。 【解決手段】発電機６を駆動するタービン２の排気から
熱を回収して該タービン２の燃焼器２に流入する空気を
予熱するためのタービン側再生器４を有し、タービン側
再生器４を通過した排気から熱を冷凍機側再生器１３に
より回収して熱駆動式冷凍機１２を駆動する。そして、
冷凍機側再生器１３を通過して大気に放出される排気か
ら熱駆動式冷凍機１２により生成される冷熱を利用して
水分を回収し、この回収した水分をタービン２の吸気側
の空気中に供給する水分回収供給装置を設ける。
気に含まれる貴重な処理水を回収して、安価に信頼性を
確保しつつガスタービンの出力を増大する。 【解決手段】発電機６を駆動するタービン２の排気から
熱を回収して該タービン２の燃焼器２に流入する空気を
予熱するためのタービン側再生器４を有し、タービン側
再生器４を通過した排気から熱を冷凍機側再生器１３に
より回収して熱駆動式冷凍機１２を駆動する。そして、
冷凍機側再生器１３を通過して大気に放出される排気か
ら熱駆動式冷凍機１２により生成される冷熱を利用して
水分を回収し、この回収した水分をタービン２の吸気側
の空気中に供給する水分回収供給装置を設ける。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱電供給システム
およびその運転方法に係わり、特にガスタービンと熱駆
動式冷凍機とを組み合わせた熱電供給システムおよびそ
の運転方法に好適なものである。
およびその運転方法に係わり、特にガスタービンと熱駆
動式冷凍機とを組み合わせた熱電供給システムおよびそ
の運転方法に好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の熱電併給設備としては、特開２０
０１−２５４６３２号公報に開示されているように、再
生式ガスタービンの排熱で駆動する吸収式冷凍機を備
え、該吸収式冷凍機で冷却した冷水をガスタービンのタ
ービン吸気側の空気中（圧縮機の吐出側の空気中）に直
接噴霧する加湿器を設けるようにしたものがある（従来
技術１）。
０１−２５４６３２号公報に開示されているように、再
生式ガスタービンの排熱で駆動する吸収式冷凍機を備
え、該吸収式冷凍機で冷却した冷水をガスタービンのタ
ービン吸気側の空気中（圧縮機の吐出側の空気中）に直
接噴霧する加湿器を設けるようにしたものがある（従来
技術１）。
【０００３】また、従来の小容量のガスタービンコージ
ェネレーションシステムとしては、特開２００２−４９
４６号公報に開示されているように、ガスタービンと発
電機と排熱回収ボイラを備え、排熱回収ボイラで発生し
た蒸気の一部を燃焼器へ供給するようにしたものがある
（従来技術２）。
ェネレーションシステムとしては、特開２００２−４９
４６号公報に開示されているように、ガスタービンと発
電機と排熱回収ボイラを備え、排熱回収ボイラで発生し
た蒸気の一部を燃焼器へ供給するようにしたものがある
（従来技術２）。
【０００４】これらの従来技術１、２は、タービンに流
入する空気を加湿することにより、タービンに流入する
空気の質量流量を増大してガスタービンの出力を増加す
るようにしたものである。
入する空気を加湿することにより、タービンに流入する
空気の質量流量を増大してガスタービンの出力を増加す
るようにしたものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来技術１、２におい
て、ガスタービンで圧縮した空気に噴霧する冷水や、燃
焼器に噴霧する蒸気は、装置内のスケール付着や装置の
腐食等を防止してシステムの信頼性を確保するため、イ
オン交換樹脂を充填した軟水化装置で軟水化すると共に
脱気器や脱酸素剤を使用して溶存酸素を除去したものを
用いることが必要である。
て、ガスタービンで圧縮した空気に噴霧する冷水や、燃
焼器に噴霧する蒸気は、装置内のスケール付着や装置の
腐食等を防止してシステムの信頼性を確保するため、イ
オン交換樹脂を充填した軟水化装置で軟水化すると共に
脱気器や脱酸素剤を使用して溶存酸素を除去したものを
用いることが必要である。
【０００６】しかし、従来技術１、２では、冷水や蒸気
としてガスタービンに注入したこれらの処理水は、ガス
タービンの排気と共に無駄に大気中に放出されてしまう
ため、貴重な処理水が有効に利用されず、新たにイオン
交換樹脂を充填した軟水化装置で軟水化すると共に脱気
器や脱酸素剤を使用して溶存酸素を除去した処理水を生
成して供給し、システムの信頼性を確保する必要がある
という課題があった。
としてガスタービンに注入したこれらの処理水は、ガス
タービンの排気と共に無駄に大気中に放出されてしまう
ため、貴重な処理水が有効に利用されず、新たにイオン
交換樹脂を充填した軟水化装置で軟水化すると共に脱気
器や脱酸素剤を使用して溶存酸素を除去した処理水を生
成して供給し、システムの信頼性を確保する必要がある
という課題があった。
【０００７】また、従来技術１では、吸収式冷凍機で冷
却した温度の低い冷水をガスタービンの吸気側の空気中
に直接噴霧するようにしているため、加湿量を増大して
ガスタービンの出力を増大させようとすると、噴霧した
冷水が完全に蒸発できず、燃焼器に水滴が流入して燃焼
を維持できなくなり、ガスタービンの出力増加に限界を
生じるという課題もあった。
却した温度の低い冷水をガスタービンの吸気側の空気中
に直接噴霧するようにしているため、加湿量を増大して
ガスタービンの出力を増大させようとすると、噴霧した
冷水が完全に蒸発できず、燃焼器に水滴が流入して燃焼
を維持できなくなり、ガスタービンの出力増加に限界を
生じるという課題もあった。
【０００８】本発明の第１の目的は、ガスタービンの排
気に含まれる水分を回収し、水の有効利用とシステムの
信頼性確保を図りつつガスタービンの出力の増大が図れ
る熱電供給システムおよびその運転方法を提供すること
にある。
気に含まれる水分を回収し、水の有効利用とシステムの
信頼性確保を図りつつガスタービンの出力の増大が図れ
る熱電供給システムおよびその運転方法を提供すること
にある。
【０００９】本発明の第２の目的は、ガスタービンの排
気に含まれる水分を回収すると共にこの回収した水分を
排気を利用して加熱し、排気の水および熱の有効利用と
システムの信頼性確保を図りつつガスタービンの格段の
出力増大が図れる熱電供給システムを提供することにあ
る。
気に含まれる水分を回収すると共にこの回収した水分を
排気を利用して加熱し、排気の水および熱の有効利用と
システムの信頼性確保を図りつつガスタービンの格段の
出力増大が図れる熱電供給システムを提供することにあ
る。
【００１０】なお、本発明のその他の目的と有利点は以
下の記述から明らかにされる。
下の記述から明らかにされる。
【００１１】
【課題を解決するための手段】前記第１の目的を達成す
るための本発明の熱電供給システムは、発電機を駆動す
るガスタービンの排気から熱を回収して該ガスタービン
の燃焼器に流入する空気を予熱するためのタービン側再
生器を有し、前記タービン側再生器を通過したガスター
ビンの排気から熱を冷凍機側再生器により回収して熱駆
動式冷凍機を駆動する熱電供給システムにおいて、前記
熱駆動式冷凍機により生成される冷熱を利用して前記熱
駆動式冷凍機により生成される冷熱を利用して水分を回
収し、この回収した水分を前記ガスタービンの吸気側の
空気中に供給する水分回収供給装置を設けたことにあ
る。
るための本発明の熱電供給システムは、発電機を駆動す
るガスタービンの排気から熱を回収して該ガスタービン
の燃焼器に流入する空気を予熱するためのタービン側再
生器を有し、前記タービン側再生器を通過したガスター
ビンの排気から熱を冷凍機側再生器により回収して熱駆
動式冷凍機を駆動する熱電供給システムにおいて、前記
熱駆動式冷凍機により生成される冷熱を利用して前記熱
駆動式冷凍機により生成される冷熱を利用して水分を回
収し、この回収した水分を前記ガスタービンの吸気側の
空気中に供給する水分回収供給装置を設けたことにあ
る。
【００１２】前記第１の目的を達成するための本発明の
熱電供給システムの運転方法は、圧縮機により外気を圧
縮して圧縮空気とし、この圧縮空気に燃料を混合して燃
焼器により燃焼させて高温・高圧ガスとし、発電機を駆
動するタービンに前記高温・高圧ガスを供給してこのタ
ービンを駆動し、前記タービンの排気からタービン側再
生器により前記圧縮空気に熱を回収し、前記タービン側
再生器を通過したタービンの排気から冷凍機側再生器に
より熱を回収して熱駆動式冷凍機を駆動する熱電供給シ
ステムの運転方法において、前記熱駆動式冷凍機により
生成される冷熱を利用して前記熱駆動式冷凍機により生
成される冷熱を利用して水分を回収し、この回収した水
分を前記タービンの吸気側の空気中に供給することにあ
る。
熱電供給システムの運転方法は、圧縮機により外気を圧
縮して圧縮空気とし、この圧縮空気に燃料を混合して燃
焼器により燃焼させて高温・高圧ガスとし、発電機を駆
動するタービンに前記高温・高圧ガスを供給してこのタ
ービンを駆動し、前記タービンの排気からタービン側再
生器により前記圧縮空気に熱を回収し、前記タービン側
再生器を通過したタービンの排気から冷凍機側再生器に
より熱を回収して熱駆動式冷凍機を駆動する熱電供給シ
ステムの運転方法において、前記熱駆動式冷凍機により
生成される冷熱を利用して前記熱駆動式冷凍機により生
成される冷熱を利用して水分を回収し、この回収した水
分を前記タービンの吸気側の空気中に供給することにあ
る。
【００１３】前記第２の目的を達成するための本発明の
熱電供給システムは、発電機を駆動するガスタービンの
排気から熱を回収して該ガスタービンの燃焼器に流入す
る空気を予熱するためのタービン側再生器を有し、前記
タービン側再生器を通過したガスタービンの排気から熱
を冷凍機側再生器により回収して熱駆動式冷凍機を駆動
する熱電供給システムにおいて、前記熱駆動式冷凍機に
より生成される冷熱を利用して前記熱駆動式冷凍機によ
り生成される冷熱を利用して水分を回収し、この回収し
た水分を前記冷凍機側再生器から大気に放出されるガス
タービンの排気により加熱し、この加熱された水分を前
記ガスタービンのタービン吸気側の空気中に供給する水
分回収供給装置を設けたことにある。
熱電供給システムは、発電機を駆動するガスタービンの
排気から熱を回収して該ガスタービンの燃焼器に流入す
る空気を予熱するためのタービン側再生器を有し、前記
タービン側再生器を通過したガスタービンの排気から熱
を冷凍機側再生器により回収して熱駆動式冷凍機を駆動
する熱電供給システムにおいて、前記熱駆動式冷凍機に
より生成される冷熱を利用して前記熱駆動式冷凍機によ
り生成される冷熱を利用して水分を回収し、この回収し
た水分を前記冷凍機側再生器から大気に放出されるガス
タービンの排気により加熱し、この加熱された水分を前
記ガスタービンのタービン吸気側の空気中に供給する水
分回収供給装置を設けたことにある。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る熱電供給シス
テムの実施の形態を図面に基づいて説明する。
テムの実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１５】図１は本発明に係る熱電供給システムの一
実施例を示す図である。
実施例を示す図である。
【００１６】熱電供給システム２０は、ガスタービン設
備２１と、冷凍機設備２２と、水分回収供給装置２３と
を備えて構成されている。
備２１と、冷凍機設備２２と、水分回収供給装置２３と
を備えて構成されている。
【００１７】ガスタービン設備２１は、圧縮機１、加湿
器３、タービン側再生器４、燃焼器５およびタービン２
を備えて構成されている。これらの構成要素は流路を介
してこの順に接続されている。
器３、タービン側再生器４、燃焼器５およびタービン２
を備えて構成されている。これらの構成要素は流路を介
してこの順に接続されている。
【００１８】圧縮機１は、タービン２と発電機６の間に
回転軸を共通にして配置され、外気を吸い込んで所定の
圧力まで圧縮して圧縮空気を生成するものである。加湿
器３は、タービン２の吸気中に水分を供給して蒸発させ
るものであり、この実施例では、圧縮機１から吐出され
た圧縮空気中で、タービン側再生器４の流入前に水分を
供給するようになっている。タービン側再生器４は、タ
ービン２の吸気と排気とを熱交換させるものであり、こ
の実施例では、加湿器３と燃焼器５との間の加湿された
圧縮空気と、タービン２から出た直後の排気との熱交換
を行なうようになっている。燃焼器５は、圧縮機１から
吐出された圧縮空気に燃料を混合して燃焼させ、高温・
高圧ガスをタービン２に供給するものである。タービン
２は、供給された高温・高圧ガスにより駆動され、圧縮
機１および発電機６を駆動するものである。
回転軸を共通にして配置され、外気を吸い込んで所定の
圧力まで圧縮して圧縮空気を生成するものである。加湿
器３は、タービン２の吸気中に水分を供給して蒸発させ
るものであり、この実施例では、圧縮機１から吐出され
た圧縮空気中で、タービン側再生器４の流入前に水分を
供給するようになっている。タービン側再生器４は、タ
ービン２の吸気と排気とを熱交換させるものであり、こ
の実施例では、加湿器３と燃焼器５との間の加湿された
圧縮空気と、タービン２から出た直後の排気との熱交換
を行なうようになっている。燃焼器５は、圧縮機１から
吐出された圧縮空気に燃料を混合して燃焼させ、高温・
高圧ガスをタービン２に供給するものである。タービン
２は、供給された高温・高圧ガスにより駆動され、圧縮
機１および発電機６を駆動するものである。
【００１９】冷凍機設備２２は、冷凍機側再生器１３を
有する熱駆動式冷凍機１２と、冷水循環ポンプ１４と、
流量調整弁１５とを備えて構成されている。熱駆動式冷
凍機１２は、空気調和機（図示せず）に冷却水を供給す
るためのものであり、この実施例では水・臭化リチュー
ム系冷凍機が用いられている。冷水循環ポンプ１４は熱
駆動式冷凍機１２で生成された冷却水を空気調和機に供
給するものである。流量調整弁１５は空気調和機から熱
駆動式冷凍機１２に戻る冷水の流量を調整するものであ
る。
有する熱駆動式冷凍機１２と、冷水循環ポンプ１４と、
流量調整弁１５とを備えて構成されている。熱駆動式冷
凍機１２は、空気調和機（図示せず）に冷却水を供給す
るためのものであり、この実施例では水・臭化リチュー
ム系冷凍機が用いられている。冷水循環ポンプ１４は熱
駆動式冷凍機１２で生成された冷却水を空気調和機に供
給するものである。流量調整弁１５は空気調和機から熱
駆動式冷凍機１２に戻る冷水の流量を調整するものであ
る。
【００２０】水分回収供給装置２３は、水分回収装置
８、循環ポンプ１０、加熱器７および補給手段を備えて
構成されている。水分回収装置８は、冷凍機側再生器１
３から大気に至る放出路に連通する水分回収器８ａと、
水分回収器８ａ内に熱駆動式冷凍機１２の冷水流路から
冷水を導く水分凝縮熱交換器８ｂとを備えて構成されて
いる。この実施例では、水分回収器８ａは加熱器７を介
して冷凍機側再生器１３に接続されており、水分凝縮熱
交換器８ｂは流量調整弁１５の両側に接続されている。
循環ポンプ１０は、水分回収器８ａ内に回収された冷水
９をタービン２の吸気側の空気中に供給するものであ
り、この実施例では、水分回収器８ａの底面から冷水を
取り出し、加熱器７を通して加湿器３に供給するように
構成されている。加熱器７は、冷凍機側再生器１３から
の排気と冷水９とを熱交換させて冷水を温水にするため
のものであり、冷凍機側再生器１３と水分回収装置８と
の間で、かつ循環ポンプ１０と加湿器３との間に設けら
れている。補給手段は、軟水化装置や脱気装置などで処
理した補給水を水分回収器８ａに補給するためのもので
ある。
８、循環ポンプ１０、加熱器７および補給手段を備えて
構成されている。水分回収装置８は、冷凍機側再生器１
３から大気に至る放出路に連通する水分回収器８ａと、
水分回収器８ａ内に熱駆動式冷凍機１２の冷水流路から
冷水を導く水分凝縮熱交換器８ｂとを備えて構成されて
いる。この実施例では、水分回収器８ａは加熱器７を介
して冷凍機側再生器１３に接続されており、水分凝縮熱
交換器８ｂは流量調整弁１５の両側に接続されている。
循環ポンプ１０は、水分回収器８ａ内に回収された冷水
９をタービン２の吸気側の空気中に供給するものであ
り、この実施例では、水分回収器８ａの底面から冷水を
取り出し、加熱器７を通して加湿器３に供給するように
構成されている。加熱器７は、冷凍機側再生器１３から
の排気と冷水９とを熱交換させて冷水を温水にするため
のものであり、冷凍機側再生器１３と水分回収装置８と
の間で、かつ循環ポンプ１０と加湿器３との間に設けら
れている。補給手段は、軟水化装置や脱気装置などで処
理した補給水を水分回収器８ａに補給するためのもので
ある。
【００２１】係る熱電供給システム２０において、圧縮
機１に吸入された外気は圧縮・昇圧された後、加湿器３
に至る。水分回収装置８から循環ポンプ１０で搬送され
て加熱器７で加熱された温水１１は、加湿器３内の空気
中に噴霧される。これによって、加湿器３を通過する際
に加湿される。例えば夏場の場合、３５℃程度の外気は
圧縮機１で圧縮され２００℃程度まで温度が上昇する
が、冷凍機側再生器１３から排出された加熱器７に流入
する排気の温度は１６０℃程度であるので、水分回収装
置８の冷水は１００〜１４０℃程度まで加熱された温水
となって、加湿器３で噴霧され完全に蒸発する。なお、
圧縮機１で圧縮された空気の圧力は４００ｋＰａ程度で
あるので、１００〜１４０℃に加熱された温水は液体の
状態で加湿器３内に噴霧される。
機１に吸入された外気は圧縮・昇圧された後、加湿器３
に至る。水分回収装置８から循環ポンプ１０で搬送され
て加熱器７で加熱された温水１１は、加湿器３内の空気
中に噴霧される。これによって、加湿器３を通過する際
に加湿される。例えば夏場の場合、３５℃程度の外気は
圧縮機１で圧縮され２００℃程度まで温度が上昇する
が、冷凍機側再生器１３から排出された加熱器７に流入
する排気の温度は１６０℃程度であるので、水分回収装
置８の冷水は１００〜１４０℃程度まで加熱された温水
となって、加湿器３で噴霧され完全に蒸発する。なお、
圧縮機１で圧縮された空気の圧力は４００ｋＰａ程度で
あるので、１００〜１４０℃に加熱された温水は液体の
状態で加湿器３内に噴霧される。
【００２２】加湿器７で加湿された空気は、タービン側
再生器４でタービン２の排気と熱交換して６００℃以上
に加熱された後、燃焼器５に送られ燃料と混合して燃焼
し高温・高圧ガスとなる。この高温・高圧ガスはタービ
ン２内で膨張する際にタービン２を回転させ、圧縮機１
と発電機６を駆動する。
再生器４でタービン２の排気と熱交換して６００℃以上
に加熱された後、燃焼器５に送られ燃料と混合して燃焼
し高温・高圧ガスとなる。この高温・高圧ガスはタービ
ン２内で膨張する際にタービン２を回転させ、圧縮機１
と発電機６を駆動する。
【００２３】ここで、圧縮機１で圧縮した空気を加湿
し、タービン２に流入する作動流体（空気）の質量流量
を増加するようにしているので、タービン２の出力が増
加する。特に、加湿する水は、冷凍機側再生器１３から
大気に放出されるタービン２の排気により加熱されてい
るので、排気熱を有効に利用できると共に、加湿器３へ
の供給量を増加しても完全に蒸発させることができ、燃
焼器５の燃焼維持できる。これによって、タービン２の
出力を効率よく格段に増大することができる。
し、タービン２に流入する作動流体（空気）の質量流量
を増加するようにしているので、タービン２の出力が増
加する。特に、加湿する水は、冷凍機側再生器１３から
大気に放出されるタービン２の排気により加熱されてい
るので、排気熱を有効に利用できると共に、加湿器３へ
の供給量を増加しても完全に蒸発させることができ、燃
焼器５の燃焼維持できる。これによって、タービン２の
出力を効率よく格段に増大することができる。
【００２４】タービン２の排気は、タービン側再生器４
で加湿器３からの空気と熱交換して３００℃弱まで温度
が低下した後、冷凍機側再生器１３に流入し、熱駆動式
冷凍機１２を駆動して冷熱を発生させる。熱駆動式冷凍
機１２で発生した７℃程度の冷熱は、冷却水として冷水
循環ポンプ１４により空気調和機へ搬送され、冷房に使
用された後に１５℃程度の冷水となって熱駆動式冷凍機
１２に戻ってくる。この１５℃程度の戻り冷水の流量を
流量調整弁１５により調整して、水分回収器８ａ内の水
分凝縮熱交換器８ｂに循環させる。
で加湿器３からの空気と熱交換して３００℃弱まで温度
が低下した後、冷凍機側再生器１３に流入し、熱駆動式
冷凍機１２を駆動して冷熱を発生させる。熱駆動式冷凍
機１２で発生した７℃程度の冷熱は、冷却水として冷水
循環ポンプ１４により空気調和機へ搬送され、冷房に使
用された後に１５℃程度の冷水となって熱駆動式冷凍機
１２に戻ってくる。この１５℃程度の戻り冷水の流量を
流量調整弁１５により調整して、水分回収器８ａ内の水
分凝縮熱交換器８ｂに循環させる。
【００２５】ここで、冷凍機側再生器１３から流出した
１６０℃程度の排気は、加熱器７において加湿器３で噴
霧する温水を加熱して温度が１００℃程度に低下してい
るが、１５℃程度の冷水を使用することにより、水分凝
縮熱交換器８ｂ表面に水分を凝縮・結露させることがで
きる。水分凝縮熱交換器８ｂ表面で凝縮・結露した水分
は、水分回収器８ａ内に回収水９として蓄えられ、循環
ポンプ１０により、加熱器７に搬送され加熱された後、
再び加湿器３で空気中に噴霧される。なお、水分回収器
８ａには、軟水化装置や脱気器装置で処理した補給水を
補給できる補給手段が接続されている。
１６０℃程度の排気は、加熱器７において加湿器３で噴
霧する温水を加熱して温度が１００℃程度に低下してい
るが、１５℃程度の冷水を使用することにより、水分凝
縮熱交換器８ｂ表面に水分を凝縮・結露させることがで
きる。水分凝縮熱交換器８ｂ表面で凝縮・結露した水分
は、水分回収器８ａ内に回収水９として蓄えられ、循環
ポンプ１０により、加熱器７に搬送され加熱された後、
再び加湿器３で空気中に噴霧される。なお、水分回収器
８ａには、軟水化装置や脱気器装置で処理した補給水を
補給できる補給手段が接続されている。
【００２６】このように、冷凍機側再生器１３を通過し
て大気に放出される排気から熱駆動式冷凍機１２により
生成される冷熱を利用して水分を回収し、この回収した
水分をタービン２の吸気側の空気中に供給するようにし
ているので、ガスタービンの排気に含まれる貴重な処理
水を回収でき、水の有効利用とシステムの信頼性確保を
図りつつガスタービンの出力の増大が図れる。
て大気に放出される排気から熱駆動式冷凍機１２により
生成される冷熱を利用して水分を回収し、この回収した
水分をタービン２の吸気側の空気中に供給するようにし
ているので、ガスタービンの排気に含まれる貴重な処理
水を回収でき、水の有効利用とシステムの信頼性確保を
図りつつガスタービンの出力の増大が図れる。
【００２７】さらには、熱駆動式冷凍機１２により生成
される冷熱を利用して水分を回収しているので、簡単に
水分の回収を行なうことができる。特に、熱駆動式冷凍
機１２として空気調和機に冷却水を供給するための水・
臭化リチューム系の吸収式冷凍機を用い、空気調和機か
ら吸収式冷凍機１２に戻る冷水を水分の回収の冷熱に使
用しているので、低温の冷水を空気調和機の冷凍能力に
直接的に影響を与えることなく水分回収に利用できる。
される冷熱を利用して水分を回収しているので、簡単に
水分の回収を行なうことができる。特に、熱駆動式冷凍
機１２として空気調和機に冷却水を供給するための水・
臭化リチューム系の吸収式冷凍機を用い、空気調和機か
ら吸収式冷凍機１２に戻る冷水を水分の回収の冷熱に使
用しているので、低温の冷水を空気調和機の冷凍能力に
直接的に影響を与えることなく水分回収に利用できる。
【００２８】図２は本発明の他の実施例であり、加熱器
７の下流に燃料を燃焼させ加熱器７で加熱された温水を
蒸発させる蒸気発生器１６を設置した点が図１に示した
実施例と異なる。このように構成することにより、蒸気
となった水で加湿できるので燃焼を損なうことなく加湿
量を増加でき、タービンの出力を増大できる。
７の下流に燃料を燃焼させ加熱器７で加熱された温水を
蒸発させる蒸気発生器１６を設置した点が図１に示した
実施例と異なる。このように構成することにより、蒸気
となった水で加湿できるので燃焼を損なうことなく加湿
量を増加でき、タービンの出力を増大できる。
【００２９】図３は本発明の更に他の実施例であり、空
気調和機へ搬送される７℃程度の冷水を、流量調整弁１
７で流量を調整して水分回収器８ａ内の水分凝縮熱交換
器８ｂに循環させるように構成した点が図１および図２
に示した実施例と異なる。このように構成することによ
り、更に低温の冷水で排気中の水分を凝縮・結露できる
ので水分回収器８ａの性能を向上できる。
気調和機へ搬送される７℃程度の冷水を、流量調整弁１
７で流量を調整して水分回収器８ａ内の水分凝縮熱交換
器８ｂに循環させるように構成した点が図１および図２
に示した実施例と異なる。このように構成することによ
り、更に低温の冷水で排気中の水分を凝縮・結露できる
ので水分回収器８ａの性能を向上できる。
【００３０】図４は本発明のさらに他の実施例であり、
ガスタービンのタービン側再生器４の下流に加湿器３を
設置した点が図１に示した実施例と異なる。このように
構成することにより、図１に示した実施例に比べタービ
ン側再生器４を通過する空気の流量が減少するので、タ
ービン側再生器４における圧力損失を低減でき、タービ
ン２の出力を増加できる。
ガスタービンのタービン側再生器４の下流に加湿器３を
設置した点が図１に示した実施例と異なる。このように
構成することにより、図１に示した実施例に比べタービ
ン側再生器４を通過する空気の流量が減少するので、タ
ービン側再生器４における圧力損失を低減でき、タービ
ン２の出力を増加できる。
【００３１】図５は本発明の更に他の実施例であり、加
熱器７の下流に燃料を燃焼させ加熱器７で加熱された温
水を蒸発させる蒸気発生器１６を設置し、更に加湿器３
をガスタービンのタービン側再生器４の下流に設置した
点が図１から図４に示した実施例と異なる。このように
構成することにより、蒸気となった水で加湿できると共
に、タービン側再生器４を通過する空気量を増加させる
ことなく加湿できるので、加湿量を増加させても燃焼を
損なうことなく、またタービン側再生器４における圧力
損失も増加せずタービンの出力を更に増加できる。
熱器７の下流に燃料を燃焼させ加熱器７で加熱された温
水を蒸発させる蒸気発生器１６を設置し、更に加湿器３
をガスタービンのタービン側再生器４の下流に設置した
点が図１から図４に示した実施例と異なる。このように
構成することにより、蒸気となった水で加湿できると共
に、タービン側再生器４を通過する空気量を増加させる
ことなく加湿できるので、加湿量を増加させても燃焼を
損なうことなく、またタービン側再生器４における圧力
損失も増加せずタービンの出力を更に増加できる。
【００３２】図６は本発明の更に他の実施例であり、加
熱器７の下流に設置した燃料を燃焼させ加熱器７で加熱
された温水を蒸発させる蒸気発生器１６の排気を、冷凍
機側再生器１３から排出される排気と合流し、加熱器７
に循環させるようにした点が図５に示した実施例と異な
る。このように構成することにより、蒸気発生器１６の
排熱も回収でき、更にシステムの効率を向上できる。
熱器７の下流に設置した燃料を燃焼させ加熱器７で加熱
された温水を蒸発させる蒸気発生器１６の排気を、冷凍
機側再生器１３から排出される排気と合流し、加熱器７
に循環させるようにした点が図５に示した実施例と異な
る。このように構成することにより、蒸気発生器１６の
排熱も回収でき、更にシステムの効率を向上できる。
【００３３】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明に
よれば、ガスタービンの排気に含まれる水分を回収し、
水の有効利用とシステムの信頼性確保を図りつつガスタ
ービンの出力の増大が図れる熱電供給システムおよびそ
の運転方法を得ることができる。
よれば、ガスタービンの排気に含まれる水分を回収し、
水の有効利用とシステムの信頼性確保を図りつつガスタ
ービンの出力の増大が図れる熱電供給システムおよびそ
の運転方法を得ることができる。
【００３４】また、本発明によれば、ガスタービンの排
気に含まれる水分を回収すると共にこの回収した水分を
排気を利用して加熱し、排気の水および熱の有効利用と
システムの信頼性確保を図りつつスタービンの格段の出
力増大が図れる熱電供給システムを得ることができる。
気に含まれる水分を回収すると共にこの回収した水分を
排気を利用して加熱し、排気の水および熱の有効利用と
システムの信頼性確保を図りつつスタービンの格段の出
力増大が図れる熱電供給システムを得ることができる。
【図１】本発明の一実施例に係る熱電供給システムの構
成図である。
成図である。
【図２】本発明の他の実施例に係る熱電供給システムの
構成図である。
構成図である。
【図３】本発明の更に他の実施例に係る熱電供給システ
ムの構成図である。
ムの構成図である。
【図４】本発明の更に他の実施例に係る熱電供給システ
ムの構成図である。
ムの構成図である。
【図５】本発明の更に他の実施例に係る熱電供給システ
ムの構成図である。
ムの構成図である。
【図６】本発明の更に他の実施例に係る熱電供給システ
ムの構成図である。
ムの構成図である。
１…圧縮機、２…タービン、３…加湿器、４…タービン
側再生器、５…燃焼器、６…発電機、７…加熱器、８…
水分回収装置、８ａ…水分回収器、８ｂ…水分凝縮熱交
換器、１１…温水、１２…熱駆動式冷凍機、１３…冷凍
機側再生器、冷水循環ポンプ、１５…流量調整弁、１６
…蒸気発生器、２０…熱電供給システム、２１…ガスタ
ービン設備、２２…冷凍機設備、２３…水分回収供給装
置。
側再生器、５…燃焼器、６…発電機、７…加熱器、８…
水分回収装置、８ａ…水分回収器、８ｂ…水分凝縮熱交
換器、１１…温水、１２…熱駆動式冷凍機、１３…冷凍
機側再生器、冷水循環ポンプ、１５…流量調整弁、１６
…蒸気発生器、２０…熱電供給システム、２１…ガスタ
ービン設備、２２…冷凍機設備、２３…水分回収供給装
置。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 伊藤 正昭
茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日
立製作所機械研究所内
Claims (8)
- 【請求項１】発電機を駆動するガスタービンの排気から
熱を回収して該ガスタービンの燃焼器に流入する空気を
予熱するためのタービン側再生器を有し、前記タービン
側再生器を通過したガスタービンの排気から熱を冷凍機
側再生器により回収して熱駆動式冷凍機を駆動する熱電
供給システムにおいて、 前記熱駆動式冷凍機により生成される冷熱を利用して水
分を回収し、この回収した水分を前記ガスタービンのタ
ービン吸気側の空気中に供給する水分回収供給装置を設
けたことを特徴とする熱電供給システム。 - 【請求項２】発電機を駆動するガスタービンの排気から
熱を回収して該ガスタービンの燃焼器に流入する空気を
予熱するためのタービン側再生器を有し、前記タービン
側再生器を通過したガスタービンの排気から熱を冷凍機
側再生器により回収して熱駆動式冷凍機を駆動する熱電
供給システムにおいて、 前記熱駆動式冷凍機により生成される冷熱を利用して水
分を回収し、この回収した水分を前記冷凍機側再生器か
ら大気に放出されるガスタービンの排気により加熱し、
この加熱された水分を前記ガスタービンのタービン吸気
側の空気中に供給する水分回収供給装置を設けたことを
特徴とする熱電供給システム。 - 【請求項３】請求項１または２において、前記回収した
水分を供給する位置を前記タービン側再生器の上流側と
したことを特徴とする熱電供給システム。 - 【請求項４】請求項１から３の何れかにおいて、前記熱
駆動式冷凍機として空気調和機に冷却水を供給するため
の水・臭化リチューム系の吸収式冷凍機を用い、前記空
気調和機から前記吸収式冷凍機に戻る冷水を前記水分の
回収の冷熱に使用する前記水分回収供給装置としたこと
を特徴とする熱電供給システム。 - 【請求項５】請求項１または２において、前記水分回収
供給装置は、前記冷凍機側再生器から大気に至る放出路
に連通する水分回収器と、前記水分回収器内に前記熱駆
動式冷凍機の冷水流路から冷水を導く水分凝縮熱交換器
と、前記水分回収器内に回収された冷水を前記ガスター
ビンのタービン吸気側の空気中に供給するポンプとを備
えたことを特徴とする熱電供給システム。 - 【請求項６】請求項５において、前記水分回収供給装置
は軟水化装置や脱気装置などで処理した補給水を前記水
分回収器に補給する補給手段を備えたことを特徴とする
熱電供給システム。 - 【請求項７】発電機を駆動するガスタービンの排気から
熱を回収して該ガスタービンの燃焼器に流入する空気を
予熱するためのタービン側再生器を有し、前記タービン
側再生器を通過したガスタービンの排気から熱を冷凍機
側再生器により回収して熱駆動式冷凍機を駆動する熱電
供給システムにおいて、 前記熱駆動式冷凍機により生成される冷熱を利用して前
記熱駆動式冷凍機により生成される冷熱を利用して水分
を回収し、この回収した水分を蒸気発生器で蒸気として
前記ガスタービンのタービン吸気側の空気中に供給する
水分回収供給装置を設けたことを特徴とする熱電供給シ
ステム。 - 【請求項８】圧縮機により外気を圧縮して圧縮空気と
し、 この圧縮空気に燃料を混合して燃焼器により燃焼させて
高温・高圧ガスとし、 発電機を駆動するタービンに前記高温・高圧ガスを供給
してこのガスタービンを駆動し、 前記タービンの排気からタービン側再生器により前記圧
縮空気に熱を回収し、 前記タービン側再生器を通過したタービンの排気から冷
凍機側再生器により熱を回収して熱駆動式冷凍機を駆動
する熱電供給システムの運転方法において、 前記熱駆動式冷凍機により生成される冷熱を利用して前
記熱駆動式冷凍機により生成される冷熱を利用して水分
を回収し、 この回収した水分を前記タービンの吸気側の空気中に供
給することを特徴とする熱電供給システムの運転方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002101521A JP3924489B2 (ja) | 2002-04-03 | 2002-04-03 | 熱電供給システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002101521A JP3924489B2 (ja) | 2002-04-03 | 2002-04-03 | 熱電供給システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003293789A true JP2003293789A (ja) | 2003-10-15 |
| JP3924489B2 JP3924489B2 (ja) | 2007-06-06 |
Family
ID=29241855
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002101521A Expired - Fee Related JP3924489B2 (ja) | 2002-04-03 | 2002-04-03 | 熱電供給システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3924489B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11105498B2 (en) * | 2014-11-14 | 2021-08-31 | University Of Florida Research Foundation, Inc. | Humid air turbine power, water extraction, and refrigeration cycle |
| JP2021524897A (ja) * | 2018-05-22 | 2021-09-16 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフトＳｉｅｍｅｎｓ Ａｋｔｉｅｎｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ | エキスパンダを備えた拡張ガスタービンプロセス |
-
2002
- 2002-04-03 JP JP2002101521A patent/JP3924489B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11105498B2 (en) * | 2014-11-14 | 2021-08-31 | University Of Florida Research Foundation, Inc. | Humid air turbine power, water extraction, and refrigeration cycle |
| JP2021524897A (ja) * | 2018-05-22 | 2021-09-16 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフトＳｉｅｍｅｎｓ Ａｋｔｉｅｎｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ | エキスパンダを備えた拡張ガスタービンプロセス |
| US11492963B2 (en) | 2018-05-22 | 2022-11-08 | Siemens Energy Global GmbH & Co. KG | Extended gas turbine process having an expander |
| JP7423552B2 (ja) | 2018-05-22 | 2024-01-29 | シーメンス エナジー グローバル ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ウント コンパニー コマンディートゲゼルシャフト | エキスパンダを備えた拡張ガスタービンプロセス |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3924489B2 (ja) | 2007-06-06 |
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