JP2007010310A - Gas turbine-incorporated absorption refrigerator - Google Patents

Gas turbine-incorporated absorption refrigerator Download PDF

Info

Publication number
JP2007010310A
JP2007010310A JP2006221911A JP2006221911A JP2007010310A JP 2007010310 A JP2007010310 A JP 2007010310A JP 2006221911 A JP2006221911 A JP 2006221911A JP 2006221911 A JP2006221911 A JP 2006221911A JP 2007010310 A JP2007010310 A JP 2007010310A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gas turbine
absorption
gas
refrigerator
power
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2006221911A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4986537B2 (en
Inventor
Akishi Kegasa
明志 毛笠
Masahiko Matsumura
昌彦 松村
Masahide Tsujishita
正秀 辻下
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Osaka Gas Co Ltd
Original Assignee
Osaka Gas Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Osaka Gas Co Ltd filed Critical Osaka Gas Co Ltd
Priority to JP2006221911A priority Critical patent/JP4986537B2/en
Publication of JP2007010310A publication Critical patent/JP2007010310A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4986537B2 publication Critical patent/JP4986537B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A30/00Adapting or protecting infrastructure or their operation
    • Y02A30/27Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies
    • Y02A30/274Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies using waste energy, e.g. from internal combustion engine
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/62Absorption based systems
    • Y02B30/625Absorption based systems combined with heat or power generation [CHP], e.g. trigeneration

Landscapes

  • Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide arts to improve refrigerating or air conditioning performance by incorporating a gas turbine into an absorption refrigerator. <P>SOLUTION: A gas turbine is incorporated into a double effect absorption type refrigerator, and exhaust gas is guided to a high temperature reproducer without a drop of gas temperature. Topping through a heat exchanger for gas turbine combustion gas is effected by absorption liquid (a weak solution). An absorption type refrigerator into which a gas turbine is incorporated is sound-proofed by a casing to surround the two devices. A generated power is supplied by a frequency necessary for operation of an auxiliary machine and an electric motor for a juxtaposition steam compression type refrigerator. The load control of a refrigeration facility is effected by the capacity control of the gas turbine. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、地域冷暖房、業務用建築物などの空調用途に使用される吸収式冷凍機をガスタービンと組合わせることにより、冷凍又は空調性能を向上させる技術に関する。   The present invention relates to a technique for improving refrigeration or air conditioning performance by combining an absorption refrigeration machine used for air conditioning applications such as district cooling and heating and commercial buildings with a gas turbine.

地域冷暖房、業務用建築物などの空調用途に使用される吸収式冷凍機は、燃料の燃焼により生じた熱エネルギーから直接冷水を取り出すことができるため、省エネルギー且つ省電力な空調設備として広く使用されている。   Absorption refrigerators used for air conditioning applications such as district cooling and heating and commercial buildings can take cold water directly from the thermal energy generated by fuel combustion, and are widely used as energy-saving and power-saving air conditioning equipment. ing.

最近では、レシプローカルエンジン(レシプロエンジン)、ガスタービンなどで発電し、その廃熱を利用して吸収式冷凍機を駆動するコージェネレーションも大規模な施設では普及し始めている。   Recently, cogeneration, which generates electricity using a reciprocal local engine (reciprocating engine), a gas turbine, etc., and uses the waste heat to drive an absorption chiller, has begun to spread in large-scale facilities.

また、出力が300kW未満のマイクロガスタービンも市販され始め、その廃熱は、給湯用の温水の供給、単効用吸収式冷凍機における空調用の冷温水供給等を目的として回収されている。   Micro gas turbines with an output of less than 300 kW have also started to be marketed, and the waste heat is recovered for the purpose of supplying hot water for hot water supply, supplying cold / hot water for air conditioning in a single-effect absorption refrigerator, and the like.

しかしながら、従来の吸収式冷凍機及びそれを利用したコージェネレーションシステムには、以下のような解決すべき課題がある。
(1)吸収式冷凍機には、溶液ポンプ、冷媒ポンプ、冷水ポンプ、冷却水ポンプ、クーリングタワーファン、燃焼器用送風機等の電力を消費する補機が多い。そのため、制御用電力を含めた補機動力が、空調用エネルギー全体の30%にも達することがあり、省電力を徹底できない場合がある。
(2)従来のコージェネレーションシステムでは、ガスエンジン、ガスタービン、ボイラ、吸収式冷温水器等の構成機器が単品で供給され、現地でダクト、配管、配線等で結合してシステム化される。そのため、設置面積が大きく、現場工事費が高額になる。また、各構成機器が単品の完成品であるため、防音対策、保守スペース等に重複の無駄がある。
(3)コージェネレーションにて発電した電力は、商用電力と系統連携して用いるのが普通であり、系統連携するための設備費用が高額である。
(4)マイクロガスタービンを用いるコージェネレーションシステムでは、発電効率向上のためには再生器を必要とする。しかし、再生器を出た後の排ガスは温度が250℃程度と低く、二重効用吸収式冷凍機の駆動は困難である。
However, the conventional absorption refrigerator and the cogeneration system using the same have the following problems to be solved.
(1) Absorption refrigeration machines include many auxiliary machines that consume electric power, such as solution pumps, refrigerant pumps, cold water pumps, cooling water pumps, cooling tower fans, and blowers for combustors. For this reason, auxiliary power including control power may reach 30% of the total air conditioning energy, and power saving may not be possible.
(2) In a conventional cogeneration system, components such as a gas engine, a gas turbine, a boiler, and an absorption chiller / heater are supplied as a single item, and are combined into a system by connecting them with ducts, piping, wiring, and the like. For this reason, the installation area is large, and the site construction cost is high. Further, since each component device is a single finished product, there is a waste of duplication in soundproofing measures, maintenance space, and the like.
(3) Electric power generated by cogeneration is usually used in a grid connection with commercial power, and the equipment cost for the grid linkage is high.
(4) In a cogeneration system using a micro gas turbine, a regenerator is required to improve power generation efficiency. However, the exhaust gas after leaving the regenerator has a low temperature of about 250 ° C., and it is difficult to drive the double effect absorption refrigerator.

従って、本発明は、吸収式冷凍機を利用したコージェネレーションシステムにおいて、上記課題を解決する技術を提供することを目的とする。より詳しくは、特に、吸収式冷凍機とガスタービンとを組合わせて使用することにより、生じた電気及び熱を冷凍、空調用途等に利用する場合に、上記課題を解決する技術を提供することを主な目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a technique for solving the above problems in a cogeneration system using an absorption refrigerator. More specifically, the present invention provides a technique for solving the above-described problems particularly when the generated electricity and heat are used for refrigeration, air conditioning, etc. by using an absorption refrigerator and a gas turbine in combination. Is the main purpose.

〔構成1〕
本発明のガスタービン組込み吸収式冷凍機は、請求項1に記載した如く、少なくとも二重の効用数を有する吸収式冷凍サイクルを用いる吸収式冷凍機であって、吸収式冷凍機の最も高い温度で吸収液を再生する再生器(以下、「高温再生器」と記載する。)の加熱用ガス導入室に、ガスタービンを構成する膨張タービン出口又は再生器の出口を、煙道を介さずに直接結合してガスタービンの燃焼排ガスを吸収液の加熱再生に用いると共に、下記;
(1)吸収式冷凍機のケーシング、
(2)吸収式冷凍機の高温再生器の加熱用ガス導入室、
(3)加熱用ガス導入室から露出したガスタービン及び発電機を囲繞する防音箱及び
(4)吸収式冷凍機、ガスタービン及び発電機全体を囲繞するケーシングから選ばれる少なくとも1種を、ガスタービンの消音設備として利用することを特徴とする。
[Configuration 1]
A gas turbine built-in absorption chiller according to the present invention is an absorption chiller using an absorption refrigeration cycle having at least a double utility number, as described in claim 1, wherein the absorption chiller has the highest temperature. In the heating gas introduction chamber of the regenerator (hereinafter referred to as “high temperature regenerator”) that regenerates the absorbing liquid, the outlet of the expansion turbine constituting the gas turbine or the outlet of the regenerator is connected without passing through the flue. Directly coupled to use gas turbine combustion exhaust gas for heating and regeneration of absorption liquid, and
(1) Absorption refrigerator casing,
(2) Gas introduction chamber for heating of the high-temperature regenerator of the absorption refrigerator,
(3) a gas turbine exposed from the heating gas introduction chamber and a soundproof box surrounding the generator, and (4) at least one selected from an absorption refrigerator, a gas turbine and a casing surrounding the entire generator, It is characterized by being used as a silencer facility.

本構成では、ガスタービンとしては、例えば、小型のマイクロガスタービンなどが好適である。ガスタービンには、その動力により駆動する発電機が直結され、ガスタービン及び発電機から発生する熱及び電気は、吸収式冷凍機が消費する熱及び電力の全部又は一部として利用することができる。   In this configuration, for example, a small micro gas turbine is suitable as the gas turbine. A generator driven by the power is directly connected to the gas turbine, and heat and electricity generated from the gas turbine and the generator can be used as all or part of heat and power consumed by the absorption chiller. .

〔作用効果〕
本構成では、吸収式冷凍機の高温再生器の加熱用ガス導入室に、ガスタービンを構成する膨張タービンの出口又は再生器の出口を、煙道を介さずに直接結合する。その結果、ガスタービン燃焼排ガスを吸収液(希溶液)の加熱再生に用いる場合において、煙道が無いため熱損失が無く、且つ、煙道が無いため経済的にシステムを構成することができる。
[Function and effect]
In this configuration, the outlet of the expansion turbine constituting the gas turbine or the outlet of the regenerator is directly coupled to the heating gas introduction chamber of the high-temperature regenerator of the absorption refrigeration machine without passing through the flue. As a result, when the gas turbine combustion exhaust gas is used for heating and regeneration of the absorption liquid (dilute solution), there is no flue, so there is no heat loss, and there is no flue, so the system can be constructed economically.

ところで、特に、二重効用以上の吸収式冷凍機では、吸収液(希溶液)の再生には液の温度で150℃以上を必要とする。再生器を保有しない単純サイクルガスタービンでは、排ガス温度が600〜700℃であるため問題は無いが、再生サイクルガスタービンの低温排ガス(再生器出口で250℃程度)を利用するためには、伝熱面積を拡大する必要がある。   By the way, in particular, in an absorption refrigerator having a double effect or higher, regeneration of the absorbing liquid (dilute solution) requires 150 ° C. or higher at the liquid temperature. In a simple cycle gas turbine that does not have a regenerator, there is no problem because the exhaust gas temperature is 600 to 700 ° C., but in order to use the low temperature exhaust gas of the recycle cycle gas turbine (about 250 ° C. at the regenerator outlet), The thermal area needs to be expanded.

しかしながら、本構成を採用すれば、利用する排ガス温度を高く保持することができるため、伝熱面積の増大を少なくしても、二重効用吸収式冷凍機を再生サイクルガスタービン排ガスにて駆動することが可能である。   However, if this configuration is adopted, the exhaust gas temperature to be used can be kept high, so even if the increase in the heat transfer area is reduced, the double-effect absorption chiller is driven by the regenerative cycle gas turbine exhaust gas. It is possible.

また、吸収式冷凍機のケーシング、吸収式冷凍機の高温再生器の加熱用ガス導入室(直焚き吸収式冷凍機の燃焼室に相当する部分)及び加熱用ガス導入室から露出したガスタービン及び発電機を囲繞する防音箱を、ガスタービンの消音設備として利用することができる。更に、吸収式冷凍機、ガスタービン及び発電機全体を囲繞するエンクロージャー(防音用ケーシング)を用いても良く、この場合には、構成機器ごとに個別に防音設備を設ける場合に比して経済的である。   And a gas turbine exposed from the casing of the absorption refrigerator, the heating gas introduction chamber of the high-temperature regenerator of the absorption refrigerator (the portion corresponding to the combustion chamber of the direct-fire absorption refrigerator), and the heating gas introduction chamber; A soundproof box surrounding the generator can be used as a silencer for the gas turbine. Further, an enclosure (soundproof casing) that surrounds the absorption chiller, gas turbine, and generator may be used. In this case, it is more economical than the case where soundproofing equipment is individually provided for each component device. It is.

〔構成2〕
本発明のガスタービン組込み吸収式冷凍機は、少なくとも二重の効用数を有する吸収式冷凍サイクルを用いる吸収式冷凍機であって、吸収式冷凍機の吸収液(希溶液)の加熱再生を、下記;
(1)ガスタービンを構成する膨張タービンの出口又は再生器の出口の燃焼排ガスとの第一段目の熱交換、
(2)燃焼器出口(又は膨張タービン入口)の燃焼ガスとの第二段目の熱交換及び
(3)加熱により気液混相流となった吸収液を、気液分離器を用いて水蒸気と吸収液(中濃度液)とに分離する段階からなる三段階の直列操作により行うことを特徴とする。
[Configuration 2]
The gas turbine built-in absorption chiller of the present invention is an absorption chiller using an absorption refrigeration cycle having at least a double utility number, and heating and regeneration of an absorption liquid (dilute solution) of the absorption chiller, following;
(1) First-stage heat exchange with the combustion exhaust gas at the outlet of the expansion turbine or the outlet of the regenerator constituting the gas turbine,
(2) The second stage heat exchange with the combustion gas at the combustor outlet (or expansion turbine inlet) and (3) the absorption liquid that has become a gas-liquid mixed phase flow by heating is converted into water vapor using a gas-liquid separator. It is characterized by carrying out by a three-stage series operation consisting of a stage of separating into an absorbing liquid (medium concentration liquid).

本構成においても、ガスタービンには、その動力により駆動する発電機が直結され、ガスタービン及び発電機から発生する熱及び電気は、吸収式冷凍機が消費する熱及び電力の全部又は一部として利用することができる。   Also in this configuration, the gas turbine is directly connected to a generator driven by its power, and the heat and electricity generated from the gas turbine and the generator are all or part of the heat and power consumed by the absorption chiller. Can be used.

〔作用効果〕
本構成であれば、燃焼器出口(又は膨張タービン入口)の高温の燃焼ガスとの第二段目の熱交換が付加されるため、二重以上の効用数の吸収式冷凍機に必要な高温再生温度(150℃)を余裕をもって確保でき、熱交換器全体の伝熱面積を小さくすることが可能である。
[Function and effect]
With this configuration, the second stage heat exchange with the high-temperature combustion gas at the combustor outlet (or expansion turbine inlet) is added, so the high temperature required for an absorption refrigeration machine with a utility number of two or more. The regeneration temperature (150 ° C.) can be secured with a margin, and the heat transfer area of the entire heat exchanger can be reduced.

ところで、小型で翼の冷却構造を有さない小型ガスタービンにおいては、金属材料の温度制約から900℃程度が膨張タービン入口最高許容温度(以下、「TIT」と記載する場合がある。)となる。そのため、高温の燃焼ガスを過剰な空気で希釈冷却して900℃程度の温度としている。   By the way, in a small gas turbine that is small and does not have a blade cooling structure, about 900 ° C. is the maximum allowable temperature at the inlet of the expansion turbine (hereinafter sometimes referred to as “TIT”) due to the temperature restriction of the metal material. . Therefore, the high temperature combustion gas is diluted and cooled with excess air to a temperature of about 900 ° C.

ここで、過剰空気の圧力エネルギーはガスタービンの軸出力で駆動される圧縮機により与えられるものであり、膨張タービンで回収されるが、圧縮機の効率に膨張タービンの効率を乗じた値分しか回収できない。小型ガスタービンでの圧縮機及び膨張タービンの効率は共に80%程度であるから、圧縮エネルギーが熱経由で回収されるとしても、過剰空気を圧縮するための動力の30%程度は無駄になっていることに相当する。ガスタービンの当量比は0.3程度であるから、理論空気量の3倍程度の空気を圧縮していることになり、これを減少させることができれば、取り出し軸出力を増大することができる。   Here, the pressure energy of the excess air is given by the compressor driven by the shaft output of the gas turbine, and is recovered by the expansion turbine, but only the value obtained by multiplying the efficiency of the compressor by the efficiency of the expansion turbine. It cannot be recovered. Since the efficiency of both the compressor and the expansion turbine in a small gas turbine is about 80%, even if the compression energy is recovered via heat, about 30% of the power for compressing excess air is wasted. It corresponds to being. Since the equivalent ratio of the gas turbine is about 0.3, it means that about three times the theoretical air amount is compressed, and if this can be reduced, the take-out shaft output can be increased.

本発明の構成では、燃焼器出口(又は膨張タービン入口)にて希溶液と燃焼ガスとの熱交換を行うため、燃焼ガス温度が下がり、過剰な冷却空気の使用を低減できる。そのため、多重効用吸収式冷凍機の冷媒再生に必要な温度を確保し得ると同時に、ガスタービンの出力及び効率を向上させることが可能である。   In the configuration of the present invention, heat exchange between the dilute solution and the combustion gas is performed at the combustor outlet (or the expansion turbine inlet), so that the temperature of the combustion gas is lowered and the use of excessive cooling air can be reduced. Therefore, it is possible to secure the temperature necessary for the refrigerant regeneration of the multi-effect absorption refrigerator, and at the same time, it is possible to improve the output and efficiency of the gas turbine.

〔構成3〕
本発明のガスタービン組込み吸収式冷凍機は、請求項2に記載した如く、構成1又は2に記載のガスタービン組込み吸収式冷凍機において、ガスタービン駆動の発電機にて発生した電力を、吸収式冷凍機に付属する溶液ポンプ、冷媒ポンプ、冷却水ポンプ、クーリングタワーファン、補助燃料用送風機並びにガスタービン燃料圧縮機の動力及び制御用電力から選ばれる少なくとも1種の用途に用いることを特徴とする。
[Configuration 3]
The gas turbine built-in absorption chiller according to the present invention absorbs electric power generated by a gas turbine-driven generator in the gas turbine built-in absorption chiller according to Configuration 1 or 2, as described in claim 2. It is used for at least one application selected from the power and control power of a solution pump, a refrigerant pump, a cooling water pump, a cooling tower fan, an auxiliary fuel blower, and a gas turbine fuel compressor attached to the type refrigerator. .

〔作用効果〕
本構成により、商用電力との系統連携などの複雑高価な電力制御設備を削減することができ、場合によっては、吸収式冷凍機を商用電力系統から切り離して運転することが可能となる。即ち、商用電力の省電力に貢献し得ると共に、停電時にも運転することができる。
[Function and effect]
With this configuration, it is possible to reduce complicated and expensive power control facilities such as system linkage with commercial power, and in some cases, it is possible to operate the absorption chiller separately from the commercial power system. That is, it can contribute to power saving of commercial power and can be operated even during a power failure.

また、ガスタービンが高速発電機を駆動するものである場合、発生した高周波電力を直流変換し、更に商用周波数に交流変換するのではなく、高周波電力より変換された直流を直接これらの補機を駆動する直流電動機に供給したり、必要周波数に変換して交流同期電動機に供給したりすることで、これらの機器を回転数制御にて出力制御できる。これにより、周波数変換に伴うロスを減少できるのみならず、補機の制御による省エネルギーをも達成できる。   In addition, when the gas turbine drives a high-speed generator, the generated high-frequency power is converted into direct current, and the alternating current is not converted into a commercial frequency. These devices can be output-controlled by rotational speed control by supplying them to a DC motor to be driven or by converting them to a required frequency and supplying them to an AC synchronous motor. Thereby, not only can loss due to frequency conversion be reduced, but also energy saving can be achieved by controlling the auxiliary machine.

〔構成4〕
本発明のガスタービン組込み吸収式冷凍機は、請求項3に記載した如く、構成1又は2に記載のガスタービン組込み吸収式冷凍機において、蒸気圧縮式冷凍機を冷凍設備構成要素の一部として併設し、ガスタービン駆動の発電機にて発生した電力を、蒸気圧縮式冷凍機駆動用電動機の電力の全部又は一部として使用することを特徴とする。
[Configuration 4]
The gas turbine built-in absorption refrigerator according to the present invention is the gas turbine built-in absorption refrigerator according to Configuration 1 or 2, wherein the vapor compression refrigerator is used as a part of the refrigeration equipment component. The electric power generated by the gas turbine driven generator is used as all or part of the electric power of the electric motor for driving the vapor compression refrigerator.

〔作用効果〕
本構成によれば、ガスタービンで駆動される発電機の発電出力が、吸収式冷凍機の補機等の消費電力を上回る場合には、併設した蒸気圧縮式冷凍機を、余剰電力を用いて運転し、効率的に冷凍を行うことができる。この構成によれば、前記余剰電力を吸収式冷凍機の高温再生器をヒーターで加熱する用途に用いる場合(COP=1.1)に比して、省エネルギー(COP=5)である。
[Function and effect]
According to this configuration, when the power generation output of the generator driven by the gas turbine exceeds the power consumption of the auxiliary equipment of the absorption chiller, the attached steam compression chiller is used with the surplus power. It can be operated and refrigerated efficiently. According to this configuration, the surplus power is energy-saving (COP = 5) as compared with the case where the surplus power is used for the purpose of heating the high-temperature regenerator of the absorption refrigerator with a heater (COP = 1.1).

また、本構成によれば、ガスタービン駆動の発電機にて直接蒸気圧縮式冷凍機を駆動し、ガスタービン排ガスを、煙道を介して吸収式冷凍機に導く従来の構成に比して、現場工事費の高い断熱煙道より安価な電線にて構成機器を連結できる利点を有する。なお、補機に優先して蒸気圧縮式冷凍機に電力を供給することも可能である。   Further, according to this configuration, as compared with the conventional configuration in which a vapor compression refrigerator is directly driven by a gas turbine-driven generator and the gas turbine exhaust gas is guided to an absorption refrigerator through a flue, It has the advantage that components can be connected with cheaper electric wires than insulated flues with high construction costs. It is also possible to supply power to the vapor compression refrigerator in preference to the auxiliary machine.

〔構成5〕
本発明の制御方法は、請求項4に記載した如く、構成4に記載のガスタービン組込み吸収式冷凍機において、送出する冷水の温度を検知し、これをフィードバックしてガスタービン駆動の発電機の電力出力及びガスタービン排ガス熱出力を同時制御することにより、ガスタービン駆動の発電機の出力電力により駆動する蒸気圧縮式冷凍機及びガスタービン排ガスにより駆動する吸収式冷凍機の合算した冷凍出力を制御することを特徴とする制御方法である。
[Configuration 5]
According to the control method of the present invention, as described in claim 4, in the absorption refrigeration refrigerator with built-in gas turbine according to configuration 4, the temperature of the chilled water to be delivered is detected and fed back to detect the temperature of the generator driven by the gas turbine. By controlling the power output and gas turbine exhaust gas heat output simultaneously, the combined refrigeration output of the vapor compression refrigerator driven by the output power of the gas turbine driven generator and the absorption refrigerator driven by the gas turbine exhaust gas is controlled. It is the control method characterized by doing.

〔作用効果〕
本制御方法は、ガスタービン、吸収式冷凍機及び蒸気圧縮式冷凍機の3種の構成要素機器が燃料により投入したエネルギーに比例的に(線形に)動作する範囲で特に有効である。通常、負荷を小さくすると、ガスタービンの軸出力、即ち、蒸気圧縮式冷凍機出力は、それ以上に低下する。しかし、廃熱が増加して吸収式冷凍機の出力が上がることにより、ある程度蒸気圧縮式冷凍機の出力損失を相殺することができる。
[Function and effect]
This control method is particularly effective in a range in which the three types of component devices of the gas turbine, the absorption chiller, and the vapor compression chiller operate in proportion (linearly) to the energy input by the fuel. Normally, when the load is reduced, the shaft output of the gas turbine, that is, the output of the vapor compression refrigerator is further reduced. However, the output loss of the vapor compression refrigerator can be offset to some extent by increasing the waste heat and increasing the output of the absorption refrigerator.

なお、線形制御範囲を逸脱した部分では、補助燃料にて吸収式冷凍機の再生器を追い焚きしたり、外部電源から(系統連携により)圧縮式冷凍機に電力を補助供給したりすることも可能である。   In parts that deviate from the linear control range, the refrigerating machine of the absorption chiller can be replenished with auxiliary fuel, or power can be supplementarily supplied to the compression chiller from an external power source (by system linkage). Is possible.

本発明のガスタービン組込み吸収式冷凍機及びその制御方法によれば、従来のガスタービンと吸収式冷凍機とを単純に組合わせたコージェネレーションシステムと比較して、下記の如く優れた効果が発揮される。
(1)ガスタービン排ガス温度の低下が殆ど無く、吸収式冷凍機を二重効用とする場合において、容易に高温再生器必要温度が確保できる。従って、再生器付きのガスタービンにおいて、排ガス温度が低い場合に特に有効である。
(2)煙道及びその断熱の現場工事が不要であり、経済的である。
(3)高温再生器加熱用ガス導入室を、ガスタービン騒音の防音隔壁として利用できる。
(4)吸収式冷凍機の外装ケーシングを、上記(3)に加えて防音隔壁として利用できる。
(5)吸収式冷凍機、ガスタービン及び発電機全体を共用の外装で覆うことにより、安価に防音目的をもったエンクロージャーが構成できる。
(6)ガスタービンで発電した電力を、周波数変換の損失を少なく、又は最適な周波数に変換することにより制御性良く利用できる。特に、発電電力を自らの補機又は併設した蒸気圧縮式冷凍機に用いる場合に有効である。
(7)冷凍設備として供給する冷水の温度検知にて、ガスタービン組込み吸収式冷凍機又はガスタービン組込み吸収式冷凍機と蒸気圧縮式冷凍機の併設設備の冷凍負荷容量制御を行うことができる。
According to the gas turbine built-in absorption chiller of the present invention and its control method, the following excellent effects are exhibited as compared with a cogeneration system in which a conventional gas turbine and absorption chiller are simply combined. Is done.
(1) There is almost no decrease in the temperature of the gas turbine exhaust gas, and when the absorption refrigeration machine has a double effect, the required temperature of the high temperature regenerator can be easily secured. Therefore, the gas turbine with a regenerator is particularly effective when the exhaust gas temperature is low.
(2) The construction of the flue and its heat insulation is unnecessary and economical.
(3) The high-temperature regenerator heating gas introduction chamber can be used as a soundproof partition wall for gas turbine noise.
(4) The external casing of the absorption refrigerator can be used as a soundproof partition in addition to the above (3).
(5) By covering the entire absorption refrigerator, gas turbine and generator with a common exterior, an enclosure having a soundproofing purpose can be constructed at low cost.
(6) The power generated by the gas turbine can be used with good controllability by converting the loss of frequency conversion to an optimum frequency with little loss. In particular, it is effective when the generated power is used for its own auxiliary equipment or a vapor compression refrigerator equipped therewith.
(7) By detecting the temperature of cold water supplied as a refrigeration facility, it is possible to control the refrigeration load capacity of a gas turbine built-in absorption chiller or a gas turbine built-in absorption chiller and a vapor compression chiller.

以下、本発明のガスタービン組込み吸収式冷凍機及びその制御方法について、添付図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, a gas turbine built-in absorption refrigerator according to the present invention and a control method thereof will be described with reference to the accompanying drawings.

図1は、本発明のガスタービン組込み吸収式冷凍機の一実施態様を表す平面略図である。ガスタービン100は、吸収式冷凍機200の高温再生器(図3の“20”)の加熱用ガス導入室(図3の“21”)に、煙道を介すことなく直接結合されている。ガスタービン100であって加熱用ガス導入室(図3の“21”)より露出した部分及び発電機5は、専用の防音箱101にて遮音されている。   FIG. 1 is a schematic plan view showing an embodiment of an absorption refrigerator incorporating a gas turbine of the present invention. The gas turbine 100 is directly coupled to the heating gas introduction chamber (“21” in FIG. 3) of the high-temperature regenerator (“20” in FIG. 3) of the absorption refrigerator 200 without passing through the flue. . The portion of the gas turbine 100 exposed from the heating gas introduction chamber (“21” in FIG. 3) and the generator 5 are insulated by a dedicated soundproof box 101.

このような構成によれば、二重効用吸収式冷凍機駆動に要する排ガス温度確保及びガスタービンの消音を安価に達成することが可能である。   According to such a configuration, it is possible to achieve the exhaust gas temperature required for driving the double-effect absorption refrigerator and the noise reduction of the gas turbine at low cost.

図2は、吸収式冷凍機200、ガスタービン100及び発電機5の構成は図1と同じである。しかし、図2では、吸収式冷凍機200、ガスタービン100及び発電機5の全てを同時に囲繞するエンクロージャー102(防音ケーシング)にてガスタービンの遮音を行っている。   In FIG. 2, the configuration of the absorption chiller 200, the gas turbine 100, and the generator 5 is the same as that in FIG. 1. However, in FIG. 2, the sound insulation of the gas turbine is performed by the enclosure 102 (soundproof casing) that surrounds all of the absorption chiller 200, the gas turbine 100, and the generator 5 at the same time.

本構成によれば、吸収式冷凍機200、ガスタービン100及び発電機5の防音を、エンクロージャー102により同時に達成できる。また、エンクロージャー102の構造の工夫により、ガスタービン取り入れ空気の処理、保守等を容易に行うことができるように構成することも可能である。   According to this configuration, the soundproofing of the absorption refrigerator 200, the gas turbine 100, and the generator 5 can be achieved simultaneously by the enclosure 102. Further, by designing the structure of the enclosure 102, it is possible to configure the gas turbine intake air to be easily processed and maintained.

図3は、ガスタービン組込み吸収式冷凍機のガスタービン防音箱(図1の“101”)及びガスタービン組込み吸収式冷凍機エンクロージャー(図2の“102”)を除いた一実施態様を表す透視図である。   FIG. 3 is a perspective view illustrating one embodiment of the gas turbine built-in absorption chiller without the gas turbine soundproof box (“101” in FIG. 1) and the gas turbine built-in absorption chiller enclosure (“102” in FIG. 2). FIG.

圧縮機1、膨張タービン2、燃焼器3及び再生器4からなるガスタービン100を二重効用吸収式冷凍機200の高温再生器20の加熱用ガス導入室21に取り付けた構成を表している。   The structure which attached the gas turbine 100 which consists of the compressor 1, the expansion turbine 2, the combustor 3, and the regenerator 4 to the gas introduction chamber 21 for the heating of the high temperature regenerator 20 of the double effect absorption refrigerating machine 200 is represented.

高温再生器20の加熱用ガス導入室21は、直焚二重効用吸収式冷凍機における高温再生器の燃焼室に相当する部分で、直焚二重効用吸収式冷凍機を本発明に転用する場合は、当該冷凍機のバーナを取り外し、バーナ取り付け口の一部をガスタービン取り付け可能な構造に改造して使用すれば良い。なお、ガスタービンの排ガス温度は直焚き燃焼ガスの温度よりも低いため、吸収式冷凍機を直焚き時と同じ能力とするには、燃焼室(加熱用ガス導入室)内への伝熱フィン設置や、熱交換器(伝熱管)22等の増設により伝熱面積を増加させる必要がある。   The heating gas introduction chamber 21 of the high-temperature regenerator 20 is a portion corresponding to the combustion chamber of the high-temperature regenerator in the direct-fired double-effect absorption refrigerator, and the direct-fired double-effect absorption refrigerator is diverted to the present invention. In such a case, the burner of the refrigerator may be removed, and a part of the burner attachment port may be modified to a structure that can be attached to the gas turbine. In addition, since the exhaust gas temperature of the gas turbine is lower than the temperature of the direct combustion gas, in order to make the absorption refrigeration machine the same capacity as when direct combustion, heat transfer fins into the combustion chamber (heating gas introduction chamber) It is necessary to increase the heat transfer area by installing or adding a heat exchanger (heat transfer tube) 22 or the like.

なお、ガスタービンには、その出力で駆動する発電機5、燃料ガスノズル6、空気ダクト7等が付属する。ガスタービンを加熱用ガス導入室に直結する構成は、ガスタービンが同等出力のレシプロエンジンに比べて小型軽量であり、廃熱が排ガスのみである特性を活用して初めて可能となる。   The gas turbine is accompanied by a generator 5, a fuel gas nozzle 6, an air duct 7 and the like that are driven by the output. The configuration in which the gas turbine is directly connected to the heating gas introduction chamber is possible only when the gas turbine is smaller and lighter than a reciprocating engine with the same output, and the waste heat is only exhaust gas.

図4はガスタービン組込み吸収式冷凍機の一実施態様を説明するフロー図である。図4は、大きく分けて左側部分がガスタービンを、中央部分が高温再生器機能構成部分を、右側部分が吸収式冷凍機部分を表す。ガスタービン部分の構成説明は上述と同じであるので他の部分を説明する。   FIG. 4 is a flow diagram for explaining an embodiment of an absorption chiller incorporating a gas turbine. FIG. 4 is broadly divided into a gas turbine on the left side, a high-temperature regenerator functional component on the center, and an absorption refrigeration machine on the right. Since the configuration of the gas turbine part is the same as that described above, the other parts will be described.

右側部分の吸収式冷凍機の主要部は、低温再生器23、凝縮器24、吸収器25及び蒸発器26で構成され、溶液ポンプ27、冷媒ポンプ28、熱交換器10及び13等が付属する。   The main part of the absorption refrigerator on the right side is composed of a low-temperature regenerator 23, a condenser 24, an absorber 25, and an evaporator 26, and includes a solution pump 27, a refrigerant pump 28, heat exchangers 10 and 13, and the like. .

本発明の構成の特徴は、熱交換器10を出た溶液(希液又は希溶液)をガスタービン排ガスにて熱交換器(第一段目)8で加熱し、更にガスタービン燃焼器燃焼ガスにて膨張タービンに入る前に熱交換器(第二段目)11にて加熱し、加熱により気液混相流となった溶液を気液分離器12にて気液分離し、生成した水蒸気を低温再生器23に送ると共に、中濃度溶液(中液又は中溶液)を、熱交換器10を経由して低温再生器23に送ることである。   The feature of the configuration of the present invention is that the solution (dilute or dilute solution) exiting the heat exchanger 10 is heated by the heat exchanger (first stage) 8 with gas turbine exhaust gas, and further the gas turbine combustor combustion gas Before entering the expansion turbine at, the heat exchanger (second stage) 11 is heated, and the gas-liquid mixed phase flow is heated and gas-liquid separated by the gas-liquid separator 12, and the generated water vapor is removed. In addition to being sent to the low temperature regenerator 23, a medium concentration solution (medium solution or medium solution) is sent to the low temperature regenerator 23 via the heat exchanger 10.

このような構成により、希溶液は高温再生に必要な温度に十分加熱されると共に、燃焼器で生成された燃焼ガスはガスタービン所定入口温度(TIT:約900℃)まで冷却される。なお、この際、熱交換器(第二段目)11が無い場合に燃焼ガスをTITにまで希釈冷却するのに要する空気の量を低減することができる。   With such a configuration, the dilute solution is sufficiently heated to a temperature necessary for high-temperature regeneration, and the combustion gas generated in the combustor is cooled to a predetermined gas turbine inlet temperature (TIT: about 900 ° C.). At this time, when there is no heat exchanger (second stage) 11, the amount of air required to dilute and cool the combustion gas to TIT can be reduced.

また、補助燃料を熱交換器(第一段目)8に投入して吸収式冷凍機の出力を増大方向に制御することも可能である。この時、補助燃料の燃焼用空気の一部をガスタービン燃焼排ガスとすることもできる。このように、ガスタービン排ガスを燃焼用空気として用いれば、低い空気過剰率で燃焼できて経済的である上、窒素酸化物(NOx)の発生も低減できる。   It is also possible to control the output of the absorption chiller in an increasing direction by introducing auxiliary fuel into the heat exchanger (first stage) 8. At this time, a part of the combustion air of the auxiliary fuel can be used as gas turbine combustion exhaust gas. Thus, if the gas turbine exhaust gas is used as combustion air, it can be burned with a low excess air ratio and is economical, and generation of nitrogen oxides (NOx) can be reduced.

図5は、図4と同様の機器構成であるが、熱交換器(第二段目)11を経由した希溶液を補助燃料で追い焚き可能とした構成である。より高温部分での追い焚きであるため、省エネルギー上効果的である。図4の構成と同じく、ガスタービン燃焼排ガスを燃焼用空気の一部として使用することもできる。   FIG. 5 shows a configuration similar to that of FIG. 4, except that the diluted solution that has passed through the heat exchanger (second stage) 11 can be replenished with auxiliary fuel. It is effective in energy saving because it is repulsed at a higher temperature. As in the configuration of FIG. 4, the gas turbine combustion exhaust gas can be used as a part of the combustion air.

図6は、図5と同様の構成であるが、熱交換器14(図5に図示)に気液分離機能をもたせて蒸気発生器15としたものである。蒸気発生器15は、二重効用吸収式冷凍機の高温再生器缶体の構成をほぼ踏襲することができる。但し、その場合は、伝熱面積を適宜増大調整する必要はある。   FIG. 6 has the same configuration as that of FIG. 5, except that the heat exchanger 14 (shown in FIG. 5) has a gas-liquid separation function to form a steam generator 15. The steam generator 15 can substantially follow the configuration of the high-temperature regenerator can body of the double-effect absorption refrigerator. However, in that case, it is necessary to appropriately increase and adjust the heat transfer area.

ガスタービン出力を冷凍負荷と比例的に制御すれば、ある負荷範囲では、ガスタービンにて発電される発電出力は冷凍負荷と比例的に変化し、同時に、その廃熱にて駆動される吸収式冷凍機もその出力が比例的に変化する。また、吸収式冷凍機とそれを用いた冷凍設備を構成する補器類の消費電力も、基本的には冷凍負荷と比例的に変化する。従って、ガスタービン組込み吸収式冷凍機において、ガスタービンにて発電した電力を自らの補器に供給して消費することは、合理的に冷凍設備を自己完結させることができる。   If the gas turbine output is controlled in proportion to the refrigeration load, the power generation output generated by the gas turbine changes in proportion to the refrigeration load in a certain load range, and at the same time, an absorption type driven by the waste heat. The output of the refrigerator also changes proportionally. In addition, the power consumption of the absorption chiller and the auxiliaries constituting the refrigeration equipment using the same basically changes in proportion to the refrigeration load. Therefore, in the gas turbine built-in absorption refrigerator, supplying the electric power generated by the gas turbine to its own auxiliary equipment and consuming it can reasonably complete the refrigeration equipment.

図7は、吸収式冷凍機200とその補器を表したものである。補器の主要なものとしては、溶液ポンプ27、冷媒ポンプ28、冷水ポンプ29、冷却水ポンプ32、クーリングタワーファン31、補助燃焼器用送風機9、ガスタービン燃料圧縮機動力(図示せず)、制御盤400用電力等がある。   FIG. 7 shows the absorption refrigerator 200 and its auxiliary devices. The main auxiliary equipment includes solution pump 27, refrigerant pump 28, cold water pump 29, cooling water pump 32, cooling tower fan 31, auxiliary combustor blower 9, gas turbine fuel compressor power (not shown), control panel. 400 power and so on.

なお、ガスタービン出力電力と補器消費電力がつり合わない場合、以下のように対処すれば良い。   When the gas turbine output power and the auxiliary device power consumption are not balanced, the following measures may be taken.

発電した電力が過剰となる場合には、吸収式冷凍機の再生器又はその機能(吸収液の加熱)を果たす部分に電気ヒーターを設けて、その熱源として消費する。発電したエネルギーは、冷房に有効に回収できる。   When the generated power becomes excessive, an electric heater is provided in the regenerator of the absorption chiller or the function (heating of the absorption liquid) and consumed as a heat source. The generated energy can be effectively recovered for cooling.

発電電力が設計上定常的に不足する場合には、商用電力使用が適する補器から順に商用電力を用いる設計とする。商用電力使用が適する機器とは、使用周波数が商用周波数に固定している方が好ましい機器であり、例えば、制御盤400や制御機器が挙げられる。発電電力が、ガスタービン発電機の部分負荷特性上不足する場合には、不足時に、商用電力使用が適する機器から順次商用電力に切替えて使用する。   When the generated power is steadily insufficient in design, the design is made such that commercial power is used in order from an auxiliary device suitable for commercial power use. A device suitable for commercial power use is a device whose use frequency is preferably fixed to the commercial frequency, and examples thereof include a control panel 400 and a control device. When the generated power is insufficient due to the partial load characteristics of the gas turbine generator, the equipment that is suitable for commercial power use is sequentially switched to the commercial power and used.

負荷制御を行う方が有利な補器(各種ポンプ類等)には、ガスタービン駆動の発電機の発電電力を優先的に供給する。一般に、ガスタービン駆動の発電機が高速発電機の場合、発電した高周波交流は、通常、コンバータにより直流に変換され、更にインバータにより商用周波数の交流に変換される。   Auxiliary equipment (various pumps, etc.) that is more advantageous to perform load control is preferentially supplied with the power generated by the generator driven by the gas turbine. In general, when the gas turbine-driven generator is a high-speed generator, the generated high-frequency alternating current is usually converted into direct current by a converter and further converted into commercial frequency alternating current by an inverter.

しかしながら、補器の電動機に直流電動機を用いれば、インバータを省略して、直流による回転数制御にて負荷制御を容易に行うことができると同時に、電力の直交変換に伴う損失が減少する。   However, if a DC motor is used as the auxiliary motor, load control can be easily performed by controlling the rotational speed with DC by omitting an inverter, and at the same time, loss due to orthogonal transformation of power is reduced.

補器の電動機が交流同期型である場合には、直交変換時の交流周波数を制御(いわゆるインバータ制御)することにより回転数を変化させることができる。各補器まで直流で配電し、各機器にて必要周波数に変換すれば、各機器を個別に必要回転数に制御できる。このようにして補器の制御を行えば、補器消費電力量をガスタービン発電量に概略比例的に追随するように制御することができる。   When the auxiliary motor is an AC synchronous type, the rotational speed can be changed by controlling the AC frequency during orthogonal transformation (so-called inverter control). If each auxiliary device is distributed with direct current and converted to the required frequency by each device, each device can be individually controlled to the required rotational speed. By controlling the auxiliary device in this way, it is possible to control the auxiliary device power consumption so as to substantially follow the gas turbine power generation amount.

冷凍設備を、図8に示すように、ガスタービン組込み吸収式冷凍機200と電動蒸気圧縮式冷凍機300との併設にて構成することもできる。ガスタービン駆動の発電機5にて発電した電力を、蒸気圧縮式冷凍機の電動機駆動電力として消費する。この場合においても、前記同様、蒸気圧縮式冷凍機の電動機を直流又は周波数制御にて駆動・制御することができる。電気の周波数変換に伴う損失を防止しながら、制御性を向上させることができる。   As shown in FIG. 8, the refrigeration facility can also be configured with a gas turbine built-in absorption refrigerator 200 and an electric vapor compression refrigerator 300. Electric power generated by the gas turbine-driven generator 5 is consumed as electric motor driving power for the vapor compression refrigerator. In this case as well, the motor of the vapor compression refrigerator can be driven and controlled by direct current or frequency control as described above. Controllability can be improved while preventing loss associated with frequency conversion of electricity.

なお、ガスタービンの発電電力が蒸気圧縮式冷凍機の消費電力より小さい場合には、商用電力を併用することもできる。この場合、商用電力を直流に変換したところでガスタービン発電電力(直流変換後)と連携させれば、上述の制御性向上効果を得ることができる。   In addition, when the generated power of the gas turbine is smaller than the power consumption of the vapor compression refrigerator, commercial power can be used together. In this case, if the commercial power is converted into direct current and linked with the gas turbine generated power (after direct current conversion), the above-described controllability improvement effect can be obtained.

図8に示したように、冷凍設備を、ガスタービン組込み吸収式冷凍機200と電動蒸気圧縮式冷凍機300との併設にて構成する場合、その冷凍負荷制御は、吸収式冷凍機200及び蒸気圧縮式冷凍機300が製造した冷水の温度を温度センサ401にて検知することにより制御することができる。温度は、冷水が混合した後の位置(例えば冷水送出ヘッダー402)にて検知する。   As shown in FIG. 8, in the case where the refrigeration facility is configured with the gas turbine built-in absorption refrigerator 200 and the electric steam compression refrigerator 300, the refrigeration load control is performed by the absorption refrigerator 200 and the steam. The temperature can be controlled by detecting the temperature of the cold water produced by the compression refrigerator 300 with the temperature sensor 401. The temperature is detected at a position after the cold water is mixed (for example, the cold water delivery header 402).

ガスタービンの容量制御は、冷水温度に反比例的に燃料流量を調節することによりこれを行う。これにより、ガスタービン駆動の発電機の出力電力で駆動する蒸気圧縮式冷凍機及びガスタービン廃熱で駆動する吸収式冷凍機は、その出力をガスタービンの容量に比例して変化させることができる。これにより、両冷凍設備は、冷水温度に反比例的に負荷制御されることになる。なお、検知温度は冷水の往きと帰りの温度差であっても良く、この場合は、温度差の絶対値に反比例的にガスタービン容量制御を行う。   Gas turbine capacity control is accomplished by adjusting the fuel flow rate inversely proportional to the cold water temperature. Thereby, the vapor compression refrigerator driven by the output power of the generator driven by the gas turbine and the absorption refrigerator driven by the gas turbine waste heat can change the output in proportion to the capacity of the gas turbine. . As a result, both refrigeration facilities are load-controlled in inverse proportion to the cold water temperature. The detected temperature may be a temperature difference between the return and return of the cold water. In this case, the gas turbine capacity control is performed in inverse proportion to the absolute value of the temperature difference.

なお、蒸気圧縮式冷凍機300の運転は、図9に示したように、ガスタービン100の軸動力にて圧縮機を直接駆動することによって行うこともできる。この場合も、ガスタービンの出力が燃料流量に比例する運転範囲では、上記と同様に制御できる。   The operation of the vapor compression refrigeration machine 300 can also be performed by directly driving the compressor with the shaft power of the gas turbine 100 as shown in FIG. Also in this case, in the operation range where the output of the gas turbine is proportional to the fuel flow rate, the same control as described above can be performed.

〔別実施の形態〕
これまでは、主に本発明のガスタービン組込み吸収式冷凍機の冷凍・冷房利用について述べている。しかし、本発明のガスタービン組込み吸収式冷凍機は、吸収式冷凍機を吸収式冷温水機(暖房回路利用)に運転切り替え又は置き換えすることにより、暖房利用にも適用することができ、両方あわせて冷暖房利用とすることもできる。このような冷暖房利用は、吸収式ヒートポンプ又は蒸気圧縮式冷凍機を蒸気圧縮式ヒートポンプに運転切り替え又は置き換えすることによっても達成することができる。
[Another embodiment]
So far, the use of refrigeration and cooling of the gas turbine built-in absorption refrigerator of the present invention has been mainly described. However, the gas turbine built-in absorption refrigerator of the present invention can be applied to heating use by switching or replacing the absorption refrigerator with an absorption chiller / heater (using a heating circuit). It can also be used for air conditioning. Such use of air conditioning can also be achieved by switching or replacing an absorption heat pump or a vapor compression refrigerator with a vapor compression heat pump.

本発明のガスタービン組込み吸収式冷凍機において、ガスタービン及び発電機を囲繞する防音ケーシング例を説明する概略構成平面図である。FIG. 2 is a schematic plan view illustrating an example of a soundproof casing that surrounds the gas turbine and the generator in the gas turbine built-in absorption refrigerator according to the present invention. 本発明のガスタービン組込み吸収式冷凍機全体を囲繞する防音ケーシング(エンクロージャー)例を説明する概略構成平面図である。1 is a schematic configuration plan view for explaining an example of a soundproof casing (enclosure) that surrounds the entire gas turbine built-in absorption refrigerator according to the present invention. 本発明のガスタービン組込み吸収式冷凍機の要部構成を説明する概略斜視図である。It is a schematic perspective view explaining the principal part structure of the gas turbine built-in absorption refrigerator of this invention. 本発明のガスタービン組込み吸収式冷凍機の主要部品構成を説明するフロー図である。It is a flowchart explaining the main components structure of the absorption refrigeration machine incorporating a gas turbine of the present invention. 本発明のガスタービン組込み吸収式冷凍機の他の主要部品構成を説明するフロー図である。It is a flowchart explaining the other main components structure of the absorption chiller incorporating a gas turbine of the present invention. 本発明のガスタービン組込み吸収式冷凍機の更に他の主要部品構成を説明するフロー図である。It is a flowchart explaining further another main components structure of the absorption refrigeration machine incorporating a gas turbine of the present invention. ガスタービン組込み吸収式冷凍機の補機の構成を説明する概略構成図である。It is a schematic block diagram explaining the structure of the auxiliary machine of a gas turbine built-in absorption refrigerator. ガスタービン組込み吸収式冷凍機及びガスタービン駆動の発電機の発電出力にて駆動する蒸気圧縮式冷凍機の構成を説明する概略構成図である。It is a schematic block diagram explaining the structure of the vapor compression refrigeration machine driven by the power generation output of the gas turbine built-in absorption refrigeration machine and the generator driven by the gas turbine. ガスタービン組込み吸収式冷凍機及びガスタービン駆動の発電機の発電出力により駆動する蒸気圧縮式冷凍機の他の構成を説明する概略構成図である。It is a schematic block diagram explaining the other structure of the vapor compression refrigeration machine driven by the power generation output of the gas turbine built-in absorption refrigeration machine and the generator driven by the gas turbine. ガスタービン、吸収式冷凍機及びガスタービン駆動の発電機の発電出力により駆動する蒸気圧縮式冷凍機の従来の構成を説明する概略構成図である。It is a schematic block diagram explaining the conventional structure of the vapor compression refrigeration machine driven by the power generation output of a gas turbine, an absorption refrigeration machine, and a generator driven by a gas turbine.

符号の説明Explanation of symbols

1 圧縮機
2 膨張タービン
3 燃焼器
4 再生器(熱交換器)
5 発電機
6 燃料ガスノズル
7 空気ダクト
8 熱交換器(第一段目)
9 補助燃料用送風機
10 熱交換器
11 熱交換器(第二段目)
12 気液分離器
13 熱交換器
14 熱交換器
15 蒸気発生器(気液分離器機能付き熱交換器)
20 高温再生器
21 加熱用ガス導入室
22 熱交換器(伝熱管)
23 低温再生器
24 凝縮器
25 吸収器
26 蒸発器
27 溶液ポンプ
28 冷媒ポンプ
29 冷水ポンプ
30 クーリングタワー
31 クーリングタワーファン
32 冷却水ポンプ
40 断熱煙道
100 ガスタービン
101 防音箱
102 エンクロージャー(防音ケーシング)
200 吸収式冷凍機
300 蒸気圧縮式冷凍機
400 制御盤
401 温度センサ
402 冷水ヘッダー(往き)
403 冷水ヘッダー(帰り)
1 Compressor 2 Expansion turbine 3 Combustor 4 Regenerator (heat exchanger)
5 Generator 6 Fuel gas nozzle 7 Air duct 8 Heat exchanger (first stage)
9 Blower for auxiliary fuel 10 Heat exchanger 11 Heat exchanger (second stage)
12 Gas-liquid separator 13 Heat exchanger 14 Heat exchanger 15 Steam generator (heat exchanger with gas-liquid separator function)
20 High temperature regenerator 21 Gas introduction chamber for heating 22 Heat exchanger (heat transfer tube)
23 Low-temperature regenerator 24 Condenser 25 Absorber 26 Evaporator 27 Solution pump 28 Refrigerant pump 29 Chilled water pump 30 Cooling tower 31 Cooling tower fan 32 Cooling water pump 40 Heat insulation flue 100 Gas turbine 101 Soundproof box 102 Enclosure (soundproof casing)
200 Absorption type refrigerator 300 Vapor compression type refrigerator 400 Control panel 401 Temperature sensor 402 Cold water header (outward)
403 Cold water header (return)

Claims (4)

少なくとも二重の効用数を有する吸収式冷凍サイクルを用いる吸収式冷凍機であって、吸収式冷凍機の最も高い温度で吸収液を再生する再生器の加熱用ガス導入室に、再生サイクルガスタービンを構成する再生器の出口を、煙道を介さずに直接結合して再生サイクルガスタービンの燃焼排ガスを吸収液の加熱再生に用いると共に、下記;
(1)吸収式冷凍機のケーシング、
(2)吸収式冷凍機の高温再生器の加熱用ガス導入室、
(3)加熱用ガス導入室から露出した再生サイクルガスタービン及び発電機を囲繞する防音箱及び
(4)吸収式冷凍機、再生サイクルガスタービン及び発電機全体を囲繞するケーシングから選ばれる少なくとも1種を、再生サイクルガスタービンの消音設備として利用することを特徴とするガスタービン組込み吸収式冷凍機。
An absorption refrigeration machine using an absorption refrigeration cycle having at least a double utility number, wherein a regeneration cycle gas turbine is installed in a heating gas introduction chamber of a regenerator that regenerates an absorption liquid at the highest temperature of the absorption refrigeration The outlet of the regenerator that constitutes the engine is directly coupled without passing through the flue, and the combustion exhaust gas of the regeneration cycle gas turbine is used for heating regeneration of the absorption liquid, and the following:
(1) Absorption refrigerator casing,
(2) Gas introduction chamber for heating of the high-temperature regenerator of the absorption refrigerator,
(3) A soundproof box surrounding the regenerative cycle gas turbine and the generator exposed from the heating gas introduction chamber, and (4) at least one selected from an absorption refrigeration machine, a regenerative cycle gas turbine, and a casing surrounding the entire generator. Is used as a silencer for a regenerative cycle gas turbine.
ガスタービン駆動の発電機にて発生した電力を、吸収式冷凍機に付属する溶液ポンプ、冷媒ポンプ、冷却水ポンプ、クーリングタワーファン、補助燃料用送風機並びにガスタービン燃料圧縮機の動力及び制御用電力から選ばれる少なくとも1種の用途に用いる請求項1に記載のガスタービン組込み吸収式冷凍機。   The power generated by the generator driven by the gas turbine is derived from the power and control power of the solution pump, refrigerant pump, cooling water pump, cooling tower fan, auxiliary fuel blower and gas turbine fuel compressor attached to the absorption chiller. The gas turbine built-in absorption refrigerator according to claim 1, which is used for at least one selected application. 蒸気圧縮式冷凍機を冷凍設備構成要素の一部として併設する請求項1に記載のガスタービン組込み吸収式冷凍機において、ガスタービン駆動の発電機にて発生した電力を、蒸気圧縮式冷凍機駆動用電動機の電力の全部又は一部として使用する請求項1に記載のガスタービン組込み吸収式冷凍機。   2. The gas turbine built-in absorption refrigeration unit according to claim 1, wherein the vapor compression refrigeration unit is provided as a part of a refrigeration equipment component, and the electric power generated by the gas turbine driven generator is driven by the vapor compression refrigeration unit. The absorption type refrigerator with a built-in gas turbine according to claim 1, which is used as all or part of electric power of a motor for an automobile. 送出する冷水の温度を検知し、これをフィードバックしてガスタービン駆動の発電機の電力出力及びガスタービン排ガス熱出力を同時制御することにより、ガスタービン駆動の発電機の出力電力により駆動する蒸気圧縮式冷凍機及びガスタービン排ガスにより駆動する吸収式冷凍機の合算した冷凍出力を制御することを特徴とする請求項3に記載のガスタービン組込み吸収式冷凍機の制御方法。   Steam compression driven by the output power of the gas turbine-driven generator by detecting the temperature of the chilled water to be sent out and feeding it back to control the power output of the gas turbine-driven generator and the heat output of the gas turbine exhaust gas simultaneously 4. The control method for a gas turbine built-in absorption refrigerator according to claim 3, wherein the combined refrigeration output of the absorption refrigerator driven by the gas refrigerator and the gas turbine exhaust gas is controlled.
JP2006221911A 2006-08-16 2006-08-16 Gas turbine built-in absorption refrigerator Expired - Fee Related JP4986537B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006221911A JP4986537B2 (en) 2006-08-16 2006-08-16 Gas turbine built-in absorption refrigerator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006221911A JP4986537B2 (en) 2006-08-16 2006-08-16 Gas turbine built-in absorption refrigerator

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001267821A Division JP3867198B2 (en) 2001-09-04 2001-09-04 Gas turbine built-in absorption refrigerator

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2007010310A true JP2007010310A (en) 2007-01-18
JP4986537B2 JP4986537B2 (en) 2012-07-25

Family

ID=37749048

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006221911A Expired - Fee Related JP4986537B2 (en) 2006-08-16 2006-08-16 Gas turbine built-in absorption refrigerator

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4986537B2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011089722A (en) * 2009-10-23 2011-05-06 Kawasaki Thermal Engineering Co Ltd Method and device for refrigeration/air conditioning
CN113865144A (en) * 2021-08-23 2021-12-31 深圳市燃气集团股份有限公司 Zero-carbon-emission refrigeration system

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106440471B (en) * 2016-05-30 2020-01-31 李华玉 Combined heat and power system

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5793633A (en) * 1980-12-01 1982-06-10 Hitachi Ltd Package type regenerative cycle gas turbine
JPS60150435A (en) * 1984-01-19 1985-08-08 Hitachi Ltd Combustion gas pipe line mechanism for regenerative gas turbine
JPH0926226A (en) * 1995-07-11 1997-01-28 Nkk Corp Refrigeration apparatus
JPH0979690A (en) * 1995-09-18 1997-03-28 Hitachi Ltd High temperature regenerator of absorbing type cold water or hot water machine
JPH09329335A (en) * 1996-06-11 1997-12-22 Hitachi Ltd Regeneration type gas turbine combustor
JP2000018757A (en) * 1998-07-07 2000-01-18 Tokyo Gas Co Ltd Cooler
JP2000065436A (en) * 1998-08-18 2000-03-03 Kawasaki Thermal Engineering Co Ltd Waste heat utilizing absorption type water heater/cooler refrigerating machine with load variation controlling function
JP2000274861A (en) * 1999-03-23 2000-10-06 Sanyo Electric Co Ltd Method for operating exhaust heat utilizing absorption chilled and warm water generator
JP2001099520A (en) * 1999-09-29 2001-04-13 Osaka Gas Co Ltd Hybrid absorbing type electrical power and cold heat or hot heat supplying device
JP2001141326A (en) * 1999-11-16 2001-05-25 Daikin Ind Ltd Waste heat charging and absorption type refrigerating device
JP2001183031A (en) * 1999-12-27 2001-07-06 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Heat exchanger, absorption refrigerating machine, and cogeneration system
JP2001194026A (en) * 1999-12-28 2001-07-17 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Absorption refrigerating machine, and cogeneration system
JP2003506659A (en) * 1999-08-06 2003-02-18 ラティス インテレクチュアル プロパティー リミテッド Generator for absorption refrigerator

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5793633A (en) * 1980-12-01 1982-06-10 Hitachi Ltd Package type regenerative cycle gas turbine
JPS60150435A (en) * 1984-01-19 1985-08-08 Hitachi Ltd Combustion gas pipe line mechanism for regenerative gas turbine
JPH0926226A (en) * 1995-07-11 1997-01-28 Nkk Corp Refrigeration apparatus
JPH0979690A (en) * 1995-09-18 1997-03-28 Hitachi Ltd High temperature regenerator of absorbing type cold water or hot water machine
JPH09329335A (en) * 1996-06-11 1997-12-22 Hitachi Ltd Regeneration type gas turbine combustor
JP2000018757A (en) * 1998-07-07 2000-01-18 Tokyo Gas Co Ltd Cooler
JP2000065436A (en) * 1998-08-18 2000-03-03 Kawasaki Thermal Engineering Co Ltd Waste heat utilizing absorption type water heater/cooler refrigerating machine with load variation controlling function
JP2000274861A (en) * 1999-03-23 2000-10-06 Sanyo Electric Co Ltd Method for operating exhaust heat utilizing absorption chilled and warm water generator
JP2003506659A (en) * 1999-08-06 2003-02-18 ラティス インテレクチュアル プロパティー リミテッド Generator for absorption refrigerator
JP2001099520A (en) * 1999-09-29 2001-04-13 Osaka Gas Co Ltd Hybrid absorbing type electrical power and cold heat or hot heat supplying device
JP2001141326A (en) * 1999-11-16 2001-05-25 Daikin Ind Ltd Waste heat charging and absorption type refrigerating device
JP2001183031A (en) * 1999-12-27 2001-07-06 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Heat exchanger, absorption refrigerating machine, and cogeneration system
JP2001194026A (en) * 1999-12-28 2001-07-17 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Absorption refrigerating machine, and cogeneration system

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011089722A (en) * 2009-10-23 2011-05-06 Kawasaki Thermal Engineering Co Ltd Method and device for refrigeration/air conditioning
CN113865144A (en) * 2021-08-23 2021-12-31 深圳市燃气集团股份有限公司 Zero-carbon-emission refrigeration system

Also Published As

Publication number Publication date
JP4986537B2 (en) 2012-07-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7275382B2 (en) Cogeneration system
US7170191B2 (en) Electricity generating and air conditioning system with water heater
EP1669701A2 (en) Cogeneration system
CN100470168C (en) Cogeneration system
KR20160133341A (en) Micro Cooling and Heating System which have the function of Energy Storage
KR20010105235A (en) Multi Energy System
CN1673650A (en) Thermoelectric cold triple supply system based on gas engine hot pump and gas turbine engine
JP4986537B2 (en) Gas turbine built-in absorption refrigerator
KR100644829B1 (en) Cogeneration system
JP3867198B2 (en) Gas turbine built-in absorption refrigerator
KR20020005826A (en) System for supplying electric power and air conditioning by heat amalgmation
JP2002256970A (en) Co-generation system
CN201138023Y (en) High-efficient multifunctional air conditioner device
CN202393086U (en) Thermodynamic vortex cold and hot water unit
JP2003262428A (en) Gas turbine-incorporated absorption refrigerator
CN106949668B (en) A kind of IDC computer room heat pump refrigerating power generator and working method
JP2002089994A (en) Absorption type water cooling and heating device utilizing waste heat
CN216953605U (en) Waste heat driven cooling, heating and power triple supply system
JP2001141286A (en) Heat recovery generating system and method of its operation
JP2003222429A (en) Refrigeration unit used in cogeneration system
CN210463395U (en) Energy-saving environment-friendly air conditioning system
JP2002181405A (en) Air-conditioning method and air conditioner
JP2005195184A (en) Engine driven heat pump device
JP2002089366A (en) Cogeneration system
JP2004271032A (en) Engine-driven heat pump device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20080724

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20100908

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20101019

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20101215

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20110705

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110922

A911 Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20111110

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120228

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120312

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20120403

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20120424

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150511

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees