JP2007322028A - Absorption type refrigerating system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、効率よく冷熱を発生させることができる技術、特に、吸収式冷凍機及び発電設備を備える吸収式冷凍システムに関する。 The present invention relates to a technology capable of efficiently generating cold heat, and particularly to an absorption refrigeration system including an absorption chiller and power generation equipment.
従来、臭化リチウム水溶液等の水溶液を吸収液として利用した吸収式冷凍装置、並びにそれを含むプラント及びシステムなどが開発されている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, an absorption refrigeration apparatus using an aqueous solution such as an aqueous solution of lithium bromide as an absorbent, and a plant and system including the same have been developed (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、従来の装置、プラント、及びシステムなどは、冷熱の発生効率の面で必ずしも満足できるものではなく、効率的に冷熱を発生させることができる技術の開発が求められている。
そこで、本発明は、効率的に冷熱を発生させることができる技術を提供することを目的とする。 Then, an object of this invention is to provide the technique which can generate cold efficiently.
上記課題を解決するために、本発明に係る吸収式冷凍システムは、冷水の冷熱を利用して流体を冷却するとともに、前記冷水を低圧で蒸発させる第1の蒸発器と、吸収液を冷却媒体により冷却するとともに、前記蒸発器において前記冷水を蒸発させることにより得られた蒸気を前記吸収液に吸収させる吸収器と、前記吸収器において前記蒸気を前記吸収液に吸収させた稀吸収液を加熱して、前記稀吸収液中の水を蒸発させて蒸気を放出するとともに前記吸収液を前記吸収器に戻す再生器と、前記再生器から放出された蒸気を凝縮する凝縮器、前記凝縮器から供給される水を蒸発させる第2の蒸発器、前記第2の蒸発器において水を蒸発させることにより得られる蒸気によって駆動する蒸気タービン、及び前記蒸気タービンの駆動により発電する発電機を含む発電設備と、を備える。 In order to solve the above-mentioned problems, an absorption refrigeration system according to the present invention uses a cold water to cool a fluid and cools the fluid at a low pressure, and a cooling medium to absorb the absorption liquid. And the absorber that absorbs the vapor obtained by evaporating the cold water in the evaporator, and the rare absorption liquid that absorbs the vapor in the absorber in the absorber A regenerator for evaporating water in the rare absorbent and releasing the vapor and returning the absorbent to the absorber; a condenser for condensing the vapor released from the regenerator; and the condenser A second evaporator for evaporating supplied water, a steam turbine driven by steam obtained by evaporating water in the second evaporator, and power generation by driving the steam turbine And a power generation facilities, including a generator.
本発明に係る吸収式冷凍システムは、ガスハイドレートを気化させることにより前記冷水を産生するガスハイドレート気化装置をさらに備えることとしてもよい。前記ガスハイドレート気化装置で気化させる前記ガスハイドレートが、可燃性ガスのハイドレートである場合には、前記可燃性ガスのハイドレートを気化させることにより得られる前記可燃性ガスを利用して、前記稀吸収液を加熱する加熱機を前記再生器に備えることとしてもよい。また、前記吸収器が冷却媒体を循環させて前記吸収液を冷却している場合には、本発明に係る吸収式冷凍システムに、前記吸収器において前記吸収液により温められた前記冷却媒体の熱を利用して、前記ガスハイドレートを気化させる水を温める熱交換器をさらに備えることとしてもよい。 The absorption refrigeration system according to the present invention may further include a gas hydrate vaporizer that produces the cold water by vaporizing the gas hydrate. When the gas hydrate vaporized by the gas hydrate vaporizer is a hydrate of a combustible gas, using the combustible gas obtained by vaporizing the hydrate of the combustible gas, The regenerator may be provided with a heater that heats the rare absorbent. Further, when the absorber circulates a cooling medium to cool the absorption liquid, the absorption refrigeration system according to the present invention includes a heat of the cooling medium heated by the absorption liquid in the absorber. It is good also as providing the heat exchanger which warms the water which vaporizes the said gas hydrate using.
本発明に係る吸収式冷凍システムは、前記再生器から前記吸収器に戻す前記吸収液の熱を利用して、前記再生器で加熱される前記稀吸収液を温める熱交換器をさらに備えることとしてもよい。 The absorption refrigeration system according to the present invention further includes a heat exchanger that warms the rare absorbent that is heated by the regenerator using heat of the absorbent that is returned from the regenerator to the absorber. Also good.
本発明によれば、効率的に冷熱を発生させることができる技術を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the technique which can generate cold efficiently can be provided.
以下、好ましい実施の形態につき、添付図面を用いて詳細に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1は、本発明の一実施形態として説明する吸収式冷凍システムの構成図を示す。図1に示すように、本発明に係る吸収式冷凍システム1000は、NGH気化装置100、吸収式冷凍機200、発電設備300などを備える。
FIG. 1 shows a configuration diagram of an absorption refrigeration system described as an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the
NGH気化装置100は、バルブ110を開放して水を装置100内に導入し、水により天然ガスハイドレート(NGH)を温めて気化させる装置である。NGH気化装置100は、装置100内に導入されたNGHを気化させて冷水(気化水)及び天然ガスを産生する。
The NGH
吸収式冷凍機200は、NGH気化装置100においてNGHを気化させることにより生成した冷水(気化水)を冷媒として利用し、当該冷水を蒸発させて冷熱を発生させる装置である。吸収式冷凍機200は、図1に示すように、蒸発器210、吸収器220、再生器230、熱交換器240,250などを備える。
The
蒸発器210は、バルブ120を開放することによりNGH気化装置100から供給される冷水(気化水)をポンプ212によって汲み上げ、低圧状態(真空状態:好ましくは6〜7mmHg)で伝熱管211に散布して蒸発させ、その蒸発潜熱により冷熱を発生させて伝熱管211内を流れる流体を冷却する装置である。この冷却された伝熱管211内の流体は、冷房や冷却などに利用することができる。
The evaporator 210 opens the
吸収器220は、吸収液を伝熱管223に散布することにより、ポンプ222によって伝熱管223内を循環する(流れる)冷却媒体で冷却しながら、蒸発器210において冷水を蒸発させることにより得られた蒸気を吸収液に吸収させる装置である。なお、伝熱管223内を循環する冷却媒体は、冷却塔221で冷却される。
The
再生器230は、吸収器220において蒸気を吸収させることにより濃度が薄められた吸収液(稀吸収液)を再生する装置であって、ポンプ224によって吸収器220から供給された稀吸収液を加熱して稀吸収液中の水を蒸発させ、吸収液の濃度を高めて吸収器220に戻す装置である。なお、本実施の形態においては、再生器230は、NGH気化装置100においてNGHを気化させることにより生成した天然ガスを燃料として、ガスバーナ231により稀吸収液を加熱することとしているが、NGH気化装置100においてNGHを気化させることにより生成した天然ガスを燃料として発電する、ガスタービン、ガスエンジン等のガス発電機から得られる排熱を利用して稀吸収液を加熱することとしてもよい。これにより、資源(可燃性ガス)やエネルギーの有効利用を図ることができるようになる。
The regenerator 230 is a device for regenerating an absorption liquid (a rare absorption liquid) whose concentration has been reduced by absorbing vapor in the
なお、上述の流体としては、NGH気化装置100から供給される冷水の冷熱により固化しないものであれば特に制限されるものではないが、例えば、二酸化炭素等のガス、水等の液体などを用いることができる。また、上述の冷却媒体としては、吸収液を冷却することができればどのようなものであってもよく、例えば、冷水などを用いることができる。上述の吸収液としては、蒸発器210において冷水を蒸発させることにより得られる蒸気を吸収することができ、再生器230において吸収した水を蒸発させることができるものであればどのようなものでもよく、例えば、臭化リチウム水溶液、腐食性を防止するクロム酸等の防腐剤や伝熱を促進するオクチルアルコール等の伝熱促進剤などを添加した臭化リチウム水溶液などを用いることができる。
The fluid is not particularly limited as long as it is not solidified by the cold heat of the cold water supplied from the NGH
熱交換器240は、再生器230から吸収器220に戻す吸収液の熱を利用して、ポンプ224により吸収器220から再生器230に供給され、再生器230で加熱される稀吸収液を温める装置である。この熱交換器240を吸収式冷凍機200に備えることによりエネルギーを有効に利用することができるので、吸収器220での吸収液の冷却及び再生器230での稀吸収液の加熱を低エネルギーで行うことができるようになる。
The heat exchanger 240 uses the heat of the absorption liquid returned from the regenerator 230 to the
熱交換器250は、ポンプ222により伝熱管223を循環し、吸収器220において吸収液に冷熱を提供することにより温められる冷却媒体の熱を利用して、天然ガスハイドレートを気化させる水を温める装置である。この熱交換器250を吸収式冷凍システム1000に備えることにより、エネルギーを有効に利用して、バルブ130を開放することにより熱交換器250に導入した、NGHを気化させるための冷たい水を温めてNGH気化装置100に供給し、NGHを効率よく気化させたり、伝熱管223を循環する冷却媒体を熱交換器250において冷却して冷却塔221の冷却負荷を軽減させたりすることが可能となる。なお、本実施の形態においては、吸収器220において吸収液を冷却することにより温められた冷却媒体の熱を利用して、天然ガスハイドレートを気化させる水を温めることとしているが、再生器230から吸収器220に戻す吸収液の熱を利用して、天然ガスハイドレートを気化させる水を温めることとしてもよい。
The heat exchanger 250 circulates through the
発電設備300は、高温・高圧の蒸気を利用して発電する発電所である。発電設備300は、図1に示すように、復水器310、ボイラ320、蒸気タービン330、発電機340、ポンプ350などを備える。
The power generation facility 300 is a power plant that generates power using high-temperature and high-pressure steam. As shown in FIG. 1, the power generation facility 300 includes a
ボイラ320は、水を蒸発させて高温・高圧の蒸気を産生する蒸発器である。蒸気タービン330は、ボイラ320で生成した蒸気により回転駆動する装置である。発電機340は、蒸気タービン330が回転駆動することにより電気を生産する装置である。復水器310は、蒸気タービン330から排出された低温・低圧の蒸気を凝縮して水(復水)に戻す凝縮器である。なお、本実施の形態においては、再生器230において稀吸収液中の水を蒸発させた蒸気をポンプなどの供給装置の動力なしに復水器310内に吸引して、発電設備300に水を効率よく補給できるように、また、吸引した蒸気を効率的に水に変換するために、復水器310の内部を真空状態に保持している。ポンプ350は、復水器310で蒸気を凝縮した水をボイラ320に供給する装置である。
The
以上のように、本発明に係る吸収式冷凍システム1000は、清浄冷水を低圧状態(好ましくは真空状態)の蒸発器210に散布できるので、効率よく冷熱を発生させることが可能となる。従って、本発明に係る吸収式冷凍システム1000は、冷房や冷却の能力が高く、冷房システム、冷却システムなどに有用である。
As described above, the
また、本発明に係る吸収式冷凍システム1000においては、蒸発器210に供給した清浄冷水を、吸収器220において吸収液に吸収させ、再生器230で吸収液と分離し、ポンプ等の供給装置の動力なしに発電設備300に給水することができるので、発電設備300の蒸気タービン330などにおいて損失する水を補給することが可能となる。
Further, in the
さらに、本発明に係る吸収式冷凍システム1000に、NGH気化装置100を備えることにより、NGHを気化させることにより生成する冷水を、冷熱を発生させるための冷媒として利用できるばかりではなく、発電設備300に給水する水として利用することができ、NGHを気化させることにより生成する天然ガスを燃料として利用することができるので、NGHの有効利用を図ることが可能となる。
Furthermore, by providing the
なお、本実施の形態においては、NGH気化装置100は外部から導入した水によりNGHを気化させることとしているが、NGH気化装置100は熱を加えてNGHを温めることにより気化させることとしてもよい。
In the present embodiment, the NGH
また、本実施の形態においては、NGHを気化させることにより生成する冷水を冷媒として蒸発器210に供給することとしているが、例えば、雪解け水や低温の河川水などの冷水(好ましくは10℃以下)を冷媒として蒸発器210に供給することとしてもよい。このように雪解け水や低温の河川水などの冷水を冷媒として利用する場合には、冷水をあらかじめ浄化できる浄水器などを吸収式冷凍システム1000に備えることが好ましい。
In the present embodiment, cold water generated by vaporizing NGH is supplied to the evaporator 210 as a refrigerant. For example, cold water such as snowmelt or low-temperature river water (preferably 10 ° C. or lower) ) May be supplied to the evaporator 210 as a refrigerant. Thus, when using cold water such as snowmelt water or low-temperature river water as a refrigerant, the
さらに、上述においては、燃料としてNGHを利用し、再生器230内の稀吸収液を加熱することとしているが、発電設備300の排熱を有効に利用して再生器230内の稀吸収液を加熱することとしてもよい。これにより、天然ガスの使用量を削減することができるようになる。 Furthermore, in the above description, NGH is used as the fuel and the rare absorbing liquid in the regenerator 230 is heated. However, the rare absorbing liquid in the regenerator 230 is effectively used by exhaust heat of the power generation facility 300. It is good also as heating. As a result, the amount of natural gas used can be reduced.
また、上述においては、吸収式冷凍機200として一重効用(単効用)吸収式冷凍機を用いた場合について説明したが、効率を高めるために二重効用吸収式冷凍機や三重効用吸収式冷凍機などの多重効用吸収式冷凍機を用いることとしても構わない。
In the above description, a case where a single effect absorption refrigerator is used as the
以下に、他の一実施形態として、吸収式冷凍機200が二重効用吸収式冷凍機である場合について説明する。図2に、吸収式冷凍機200が二重効用吸収式冷凍機である場合の吸収式冷凍システム1000の概略構成を示す。吸収式冷凍機200は、図2に示すように、蒸発器210、吸収器220、低温再生器232、蒸気ボイラ235、高温再生器234、熱交換器241,242などを備える。
Below, as another embodiment, the case where the
蒸気ボイラ235は、給水された水を加熱して高温の蒸気を産生する蒸発器である。低温再生器232は、ポンプ224によって吸収器220から供給されてくる稀吸収液を低温で再生する装置である。高温再生器234は、低温再生器232で低温再生され、ポンプ233によって低温再生器232から供給されてくる全部又は一部の稀吸収液を高温で再生する装置である。
The
なお、本実施の形態においては、高温再生器234は、蒸気ボイラ235で生成した蒸気の熱を利用して、低温再生器232から供給されてくる稀吸収液を加熱することとしている。また、低温再生器232は、高温再生器234において稀吸収液を高温再生することにより得られた蒸気の熱を利用して(さらに、蒸気ボイラ235によって産生され、高温再生器234で利用された蒸気の全部又は一部の熱も利用してもよい。)、吸収器220から供給されてくる稀吸収液を加熱することとしている。このように、高温再生器234及び低温再生器232において稀吸収液の加熱に利用された蒸気は、復水器310に吸引されて発電設備300にて使用される。
In the present embodiment, the
熱交換器242は、高温再生器234において高温再生された吸収液の熱を利用して、低温再生器232において低温再生され、ポンプ233によって高温再生器234に供給される吸収液を温める装置である。熱交換器241は、高温再生器234において高温再生された吸収液の熱を利用して(低温再生器232において低温再生された吸収液の一部を吸収器220に戻す場合には、この吸収液の熱を利用してもよい。)、ポンプ224により吸収器220から低温再生器232に供給される稀吸収液を温める装置である。このように熱交換器241,242を吸収式冷凍機200に備えることにより、エネルギーを有効に利用して省エネルギー化を図ることが可能となる。
The
なお、上述においては、NGHを用いる場合について説明したが、NGHの代わりにメタンハイドレート、エタンハイドレート、プロパンハイドレート等の可燃性ガスのハイドレート、窒素ガスハイドレート、酸素ガスハイドレート、空気ハイドレートなどのガスハイドレート、又はこれらの混合物を用いることとしてもよい。 In the above description, the case of using NGH has been described. However, in place of NGH, flammable gas hydrate such as methane hydrate, ethane hydrate, and propane hydrate, nitrogen gas hydrate, oxygen gas hydrate, air A gas hydrate such as hydrate, or a mixture thereof may be used.
100 NGH気化装置
110〜130 バルブ
200 吸収式冷凍機
210 蒸発器
211,223 伝熱管
212,222,224,233,350 ポンプ
220 吸収器
221 冷却塔
230 再生器
231 ガスバーナ
232 低温再生器
234 高温再生器
235 蒸気ボイラ
240,241,242,250 熱交換器
300 発電設備
310 復水器
320 ボイラ
330 蒸気タービン
340 発電機
1000 吸収式冷凍システム
DESCRIPTION OF
Claims (5)
吸収液を冷却媒体により冷却するとともに、前記蒸発器において前記冷水を蒸発させることにより得られた蒸気を前記吸収液に吸収させる吸収器と、
前記吸収器において前記蒸気を前記吸収液に吸収させた稀吸収液を加熱して、前記稀吸収液中の水を蒸発させて蒸気を放出するとともに前記吸収液を前記吸収器に戻す再生器と、
前記再生器から放出された蒸気を凝縮する凝縮器と、前記凝縮器から供給される水を蒸発させる第2の蒸発器と、前記第2の蒸発器において水を蒸発させることにより得られる蒸気によって駆動する蒸気タービンと、前記蒸気タービンの駆動により発電する発電機と、を含む発電設備と、
を備えることを特徴とする吸収式冷凍システム。 A first evaporator for cooling the fluid using the cold heat of the cold water and evaporating the cold water at a low pressure;
An absorber that cools the absorbing liquid with a cooling medium and that absorbs the vapor obtained by evaporating the cold water in the evaporator into the absorbing liquid;
A regenerator that heats a rare absorbent in which the vapor is absorbed in the absorbent in the absorber, evaporates water in the rare absorbent, releases the vapor, and returns the absorbent to the absorber; ,
By a condenser for condensing the steam released from the regenerator, a second evaporator for evaporating water supplied from the condenser, and a steam obtained by evaporating water in the second evaporator A power generation facility comprising: a steam turbine to be driven; and a generator for generating power by driving the steam turbine;
An absorption refrigeration system comprising:
前記再生器は、前記可燃性ガスのハイドレートを気化させることにより得られる前記可燃性ガスを利用して、前記稀吸収液を加熱する加熱機を備えることを特徴とする請求項2に記載の吸収式冷凍システム。 The gas hydrate is a flammable gas hydrate;
The said regenerator is equipped with the heater which heats the said rare absorption liquid using the said combustible gas obtained by vaporizing the hydrate of the said combustible gas. Absorption refrigeration system.
前記吸収器において前記吸収液により温められた前記冷却媒体の熱を利用して、前記ガスハイドレートを気化させる水を温める熱交換器をさらに備えることを特徴とする請求項2又は3に記載の吸収式冷凍システム。 The absorber circulates a cooling medium that cools the absorbing liquid,
The heat exchanger which warms the water which vaporizes the gas hydrate using the heat of the cooling medium warmed by the absorption liquid in the absorber is further provided. Absorption refrigeration system.
5. The heat exchanger according to claim 1, further comprising a heat exchanger that heats the rare absorbent that is heated by the regenerator using heat of the absorbent that is returned from the regenerator to the absorber. Absorption refrigeration system according to crab.
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A02 | Decision of refusal |
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