JP2012013062A - Binary power generation system - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To increase a COreduction effect, an energy saving effect and a power generation capacity by performing total waste heat recovery.SOLUTION: A system includes an evaporator 11 generating a low-boiling-point working medium gas by heating a low-boiling-point working medium by an externally supplied first external heat source, an expander and generator 14 expanding the low-boiling-point working medium gas generated from the evaporator 11 to generate power with the low-boiling-point working medium gas, a coagulator 16 coagulating and liquefying the low-boiling-point working medium gas expanded by the expander and generator 14, a circulation pump 17 supplying the low-boiling-point working medium liquefied by the coagulator 16 to the evaporator 11, a heat exchanger 15 giving the remaining heat of the low-boiling-point working medium gas expanded by the expander and generator 14 to the low-boiling-point working medium supplied from the circulation pump 17, and a heat exchanger 21 heating the low-boiling-point working medium to which the remaining heat is given from the heat exchanger 15 by an externally supplied second external heat source. The low-boiling-point working medium heated by the heat exchanger 21 is supplied to the evaporator 11.

Description

本発明は、低沸点作動媒体の蒸気を利用して発電するバイナリー発電システムに関する。  The present invention relates to a binary power generation system that generates power using steam of a low boiling point working medium.

従来より、炭化水素やアンモニア等の低沸点作動媒体の蒸気を利用して発電するバイナリー発電システムが利用されている。このようなバイナリー発電システムとしては、1種類の外部熱源で低沸点作動媒体を加熱して蒸発させ、その蒸気を用いて発電するものが一般的である(例えば、特許文献1参照。)。  2. Description of the Related Art Conventionally, binary power generation systems that generate power using steam of a low-boiling working medium such as hydrocarbon and ammonia have been used. As such a binary power generation system, a system that heats and evaporates a low boiling point working medium with one kind of external heat source, and generates electric power using the vapor (see, for example, Patent Document 1).

図4は、従来のバイナリー発電システムの一例を示すブロック図である。  FIG. 4 is a block diagram showing an example of a conventional binary power generation system.

本従来例は図4に示すように、蒸発器11と、膨張機及び発電機14と、熱交換器15と、凝集器16と、循環ポンプ17とが直列に組み合わされた閉ループ形状となっている。  As shown in FIG. 4, the conventional example has a closed loop shape in which an evaporator 11, an expander and a generator 14, a heat exchanger 15, an aggregator 16, and a circulation pump 17 are combined in series. Yes.

上記のように構成されたバイナリー発電システムにおいては、蒸発器11において、外部熱源入り口12を介して外部から供給された外部熱源によって低沸点作動媒体が加熱されて蒸発すると、その蒸気が膨張機及び発電機14にて膨張し、その膨張した蒸気によって発電する。その後、膨張した低沸点作動媒体の蒸気は熱交換器15を介して凝集器16に供給され、凝集されて液化される。液化された低沸点作動媒体は、循環ポンプ17によって下流に押し上げられ、蒸発器11に再度供給される。その際、循環ポンプ17によって蒸発器11に供給される低沸点作動媒体には、熱交換器15において膨張した低沸点作動媒体の蒸気の余熱が与えられる。また、外部熱源入り口12を介して外部から供給され、蒸発器11を通った外部熱源は外部熱源戻り口13から外部に戻される。  In the binary power generation system configured as described above, when the low boiling point working medium is heated and evaporated in the evaporator 11 by the external heat source supplied from the outside via the external heat source inlet 12, the steam is expanded and It expand | swells with the generator 14, and it produces electric power with the expanded steam. Thereafter, the vapor of the expanded low-boiling working medium is supplied to the aggregator 16 through the heat exchanger 15 and is aggregated and liquefied. The liquefied low-boiling working medium is pushed downstream by the circulation pump 17 and supplied again to the evaporator 11. At that time, the low boiling point working medium supplied to the evaporator 11 by the circulation pump 17 is given the residual heat of the steam of the low boiling point working medium expanded in the heat exchanger 15. Further, the external heat source that is supplied from the outside through the external heat source inlet 12 and passes through the evaporator 11 is returned to the outside from the external heat source return port 13.

図5は、従来のバイナリー発電システムの池の例を示すブロック図である。  FIG. 5 is a block diagram showing an example of a pond of a conventional binary power generation system.

本従来例は図5に示すように、図4に示したものに対して、熱交換器15が、循環ポンプ17の下流側であって、かつ外部熱源が外部に戻される外部熱源戻り口13の手前に設けられている点のみが異なるものである。  As shown in FIG. 5, this conventional example is different from that shown in FIG. 4 in that the heat exchanger 15 is on the downstream side of the circulation pump 17 and the external heat source return port 13 from which the external heat source is returned to the outside. Only the point provided in front of is different.

上記のように構成されたバイナリー発電システムにおいては、蒸発器11において、外部熱源入り口12を介して外部から供給された外部熱源によって低沸点作動媒体が加熱されて蒸発すると、その蒸気が膨張機及び発電機14にて膨張し、その膨張した蒸気によって発電する。その後、膨張した低沸点作動媒体の蒸気は凝集器16において凝集されて液化され、循環ポンプ17によって下流側に押し上げられて熱交換器15に供給され、熱交換器15において蒸発器11を通った外部熱源の余熱が与えられる。そして、熱交換器15にて余熱が与えられた低沸点作動媒体は、蒸発器11に再度供給される。また、外部熱源入り口12を介して外部から供給され、蒸発器11を通った外部熱源は熱交換器15を介して外部熱源戻り口13から外部に戻される。  In the binary power generation system configured as described above, when the low boiling point working medium is heated and evaporated in the evaporator 11 by the external heat source supplied from the outside via the external heat source inlet 12, the steam is expanded and It expand | swells with the generator 14, and it produces electric power with the expanded steam. Thereafter, the vapor of the expanded low boiling point working medium is condensed and liquefied in the agglomerator 16, pushed up downstream by the circulation pump 17, supplied to the heat exchanger 15, and passed through the evaporator 11 in the heat exchanger 15. The residual heat of the external heat source is given. Then, the low boiling point working medium to which the residual heat is given by the heat exchanger 15 is supplied again to the evaporator 11. Further, the external heat source supplied from the outside through the external heat source inlet 12 and passed through the evaporator 11 is returned to the outside through the heat exchanger 15 from the external heat source return port 13.

特開2009−221961号公報JP 2009-221961 A

上述したような従来のバイナリー発電システムにおいては、1種類の外部熱源で低沸点作動媒体を加熱して蒸発させ、その蒸気を用いて発電するものであるため、廃ガスや廃蒸気、廃温水のように多種類の外部熱源を複合して共通システムで回収することについては思考されておらず、総合的な廃熱回収ができていないという問題点がある。  In the conventional binary power generation system as described above, the low boiling point working medium is heated and evaporated by one type of external heat source, and the steam is used to generate power. Therefore, waste gas, waste steam, waste warm water is used. Thus, there is a problem that composite waste heat recovery is not considered, and there is a problem that comprehensive waste heat recovery cannot be performed.

本発明は、上述したような従来の技術が有する問題点に鑑みてなされたものであって、総合的な廃熱回収を行い、CO削減効果や省エネ効果及び発電能力を大幅に向上することができるバイナリー発電システムを提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the problems of the conventional techniques as described above, and performs comprehensive waste heat recovery to greatly improve the CO 2 reduction effect, the energy saving effect, and the power generation capacity. It aims at providing the binary power generation system which can do.

上記目的を達成するために本発明は、
外部から供給される第1の外部熱源で低沸点作動媒体を加熱することによって低沸点作動媒体ガスを発生させる蒸気発生手段と、前記蒸気発生手段にて発生した低沸点作動媒体ガスを膨張させて該低沸点作動媒体ガスによって発電する膨張機及び発電機と、前記膨張機及び発電機にて膨張した低沸点作動媒体ガスを凝集して液化する凝集器と、前記凝集器にて液化された低沸点作動媒体を前記蒸気発生手段に供給するポンプとを有してなるバイナリー発電システムにおいて、
前記ポンプから供給される低沸点作動媒体を、外部から供給される第2の外部熱源で加熱する第1の熱交換器を有し、
前記第1の熱交換器で加熱された低沸点作動媒体が前記蒸気発生手段に供給されることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides:
Steam generating means for generating a low-boiling working medium gas by heating the low-boiling working medium with a first external heat source supplied from outside, and expanding the low-boiling working medium gas generated by the steam generating means An expander and a generator for generating electric power with the low-boiling working medium gas, a coagulator for condensing and liquefying the low-boiling working medium gas expanded by the expander and the generator, and a low liquefied by the coagulator A binary power generation system comprising a pump for supplying a boiling point working medium to the steam generating means,
A first heat exchanger for heating the low boiling point working medium supplied from the pump with a second external heat source supplied from the outside;
The low boiling point working medium heated by the first heat exchanger is supplied to the steam generating means.

また、前記膨張機及び発電機にて膨張した低沸点作動媒体ガスの余熱を、前記凝集器にて液化した低沸点作動媒体に与える第2の熱交換器を有する。  A second heat exchanger that gives residual heat of the low-boiling working medium gas expanded by the expander and the generator to the low-boiling working medium liquefied by the aggregator;

また、前記第1の熱交換器は、互いに異なる種類の前記第2の外部熱源が供給されるものとして複数設けられている。  A plurality of the first heat exchangers are provided as those to which the different types of the second external heat sources are supplied.

本発明によれば、バイナリー発電システムにおいて、多種類の外部熱源、例えば廃ガス、廃蒸気あるいは廃温水等、多種類の廃熱が持つ熱エネルギーを最大限に回収する発電が可能となるため、従来のような1種類の廃熱回収をするシステムに比べて、CO削減効果や省エネ効果及び発電能力を大幅に向上することができる。According to the present invention, in a binary power generation system, it is possible to generate power to recover the maximum amount of heat energy possessed by many types of waste heat, such as many types of external heat sources, such as waste gas, waste steam or waste hot water, Compared with a conventional system that recovers one type of waste heat, the CO 2 reduction effect, the energy saving effect, and the power generation capacity can be greatly improved.

本発明のバイナリー発電システムの第1の実施の形態を示すブロック図である。1 is a block diagram showing a first embodiment of a binary power generation system of the present invention.

本発明のバイナリー発電システムの第2の実施の形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows 2nd Embodiment of the binary power generation system of this invention.

本発明のバイナリー発電システムの第3の実施の形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows 3rd Embodiment of the binary power generation system of this invention.

従来のバイナリー発電システムの一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the conventional binary electric power generation system.

従来のバイナリー発電システムの他の例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the other example of the conventional binary electric power generation system.

以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。  Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

(第1の実施の形態)
図1は、本発明のバイナリー発電システムの第1の実施の形態を示すブロック図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the binary power generation system of the present invention.

本形態は図1に示すように、蒸発器11と、膨張機及び発電機14と、熱交換器15と、凝集器16と、循環ポンプ17と、熱交換器21とが直列に組み合わされた閉ループ形状となっている。  In this embodiment, as shown in FIG. 1, an evaporator 11, an expander / generator 14, a heat exchanger 15, an aggregator 16, a circulation pump 17, and a heat exchanger 21 are combined in series. It has a closed loop shape.

蒸発器11は、本発明における蒸気発生手段となるものであって、炭化水素やアンモニア等の低沸点作動媒体を、外部熱源A入り口12を介して外部から供給される第1の外部熱源によって加熱して蒸発させることによって低沸点作動媒体ガスを発生させる。なお、外部熱源A入り口12を介して外部から供給される第1の外部熱源としては、例えば廃ガス等が挙げられる。  The evaporator 11 serves as a steam generating means in the present invention, and heats a low-boiling working medium such as hydrocarbon or ammonia by a first external heat source supplied from the outside via an external heat source A inlet 12. The low boiling working medium gas is generated by evaporation. In addition, as a 1st external heat source supplied from the outside through the external heat source A entrance 12, waste gas etc. are mentioned, for example.

膨張機及び発電機14は、タービン等から構成され、蒸発器11にて発生した低沸点作動媒体ガスを膨張させ、その膨張した低沸点作動媒体ガスによって発電する。  The expander / generator 14 is composed of a turbine or the like, expands the low-boiling working medium gas generated in the evaporator 11, and generates power using the expanded low-boiling working medium gas.

凝集器16は、膨張機及び発電機14にて膨張した低沸点作動媒体ガスを凝集して液化する。  The aggregator 16 aggregates and liquefies the low-boiling working medium gas expanded by the expander and the generator 14.

循環ポンプ17は、凝集器16にて液化された低沸点作動媒体を下流側に押し上げ、蒸発器11に供給する。  The circulation pump 17 pushes up the low boiling point working medium liquefied by the aggregator 16 to the downstream side, and supplies it to the evaporator 11.

熱交換器15は、本発明における第2の熱交換器となるものであって、膨張機及び発電機14にて膨張した低沸点作動媒体ガスの余熱を、凝集器にて液化して循環ポンプ17から供給される低沸点作動媒体に与える。  The heat exchanger 15 is the second heat exchanger in the present invention, and the residual heat of the low-boiling working medium gas expanded by the expander and the generator 14 is liquefied by the aggregator and circulated pump. 17 to a low boiling point working medium supplied from 17.

熱交換器21は、本発明における第1の熱交換器となるものであって、循環ポンプ17から供給される低沸点作動媒体を、外部熱源B入り口22を介して外部から供給される第2の外部熱源で加熱する。なお、外部熱源B入り口22を介して外部から供給される第2の外部熱源としては、例えば廃蒸気等が挙げられる。  The heat exchanger 21 is the first heat exchanger in the present invention, and the second boiling point working medium supplied from the circulation pump 17 is supplied from the outside through the external heat source B inlet 22. Heat with an external heat source. In addition, as a 2nd external heat source supplied from the outside through the external heat source B entrance 22, waste steam etc. are mentioned, for example.

以下に、上記のように構成されたバイナリー発電システムの動作について説明する。  Below, operation | movement of the binary electric power generation system comprised as mentioned above is demonstrated.

外部熱源A入り口12を介して外部から第1の外部熱源が供給されると、まず、蒸発器11において、外部熱源A入り口12を介して外部から供給された第1の外部熱源によって低沸点作動媒体が加熱され、低沸点作動媒体が蒸発することによって低沸点作動媒体ガスが発生する。  When the first external heat source is supplied from the outside via the external heat source A inlet 12, first, in the evaporator 11, the low boiling point operation is performed by the first external heat source supplied from the outside via the external heat source A inlet 12. The medium is heated, and the low boiling working medium is evaporated to generate low boiling working medium gas.

蒸発器11にて発生した低沸点作動媒体ガスは膨張機及び発電機14に供給され、膨張機及び発電機14において、低沸点作動媒体ガスが膨張し、その膨張した低沸点作動媒体ガスによって発電する。  The low boiling point working medium gas generated in the evaporator 11 is supplied to the expander and the generator 14, and the low boiling point working medium gas expands in the expander and the generator 14, and power is generated by the expanded low boiling point working medium gas. To do.

膨張した低沸点作動媒体ガスは熱交換器15を介して凝集器16に供給され、凝集器16において凝集されて液化される。  The expanded low-boiling working medium gas is supplied to the aggregator 16 via the heat exchanger 15, and is aggregated and liquefied in the agglomerator 16.

そして、凝集器16にて液化された低沸点作動媒体は、循環ポンプ17によって下流側に押し上げられ、蒸発器11に再度供給される。その際、循環ポンプ17から蒸発器11に供給される低沸点作動媒体には、熱交換器15において膨張機及び発電機14にて膨張した低沸点作動媒体ガスの余熱が与えられる。また、熱交換器15にて余熱が与えられた低沸点作動媒体は、熱交換器21において、外部熱源B入り口22を介して外部から供給される第2の外部熱源で加熱される。  Then, the low boiling point working medium liquefied by the aggregator 16 is pushed up downstream by the circulation pump 17 and supplied again to the evaporator 11. At that time, the low boiling point working medium supplied from the circulation pump 17 to the evaporator 11 is given the residual heat of the low boiling point working medium gas expanded by the expander and the generator 14 in the heat exchanger 15. The low boiling point working medium to which the residual heat is given by the heat exchanger 15 is heated by the second external heat source supplied from the outside via the external heat source B inlet 22 in the heat exchanger 21.

そして、熱交換器21にて第2の外部熱源で加熱された低沸点作動媒体が蒸発器11に供給され、蒸発器11において、外部熱源A入り口12を介して外部から供給された第1の外部熱源によって低沸点作動媒体が加熱され、低沸点作動媒体が蒸発することによって低沸点作動媒体ガスが発生することになる。  Then, the low boiling point working medium heated by the second external heat source in the heat exchanger 21 is supplied to the evaporator 11, and in the evaporator 11, the first supplied from the outside via the external heat source A inlet 12. The low boiling point working medium is heated by the external heat source, and the low boiling point working medium evaporates to generate low boiling point working medium gas.

また、外部熱源A入り口12を介して外部から供給され、蒸発器11を通った第1の外部熱源は外部熱源A戻り口13から外部に戻され、また、外部熱源B入り口22を介して外部から供給され、熱交換器21を通った第2の外部熱源は外部熱源B戻り口23から外部に戻される。なお、外部熱源A戻り口13から外部に戻された第1の外部熱源や、外部熱源B戻り口23から外部に戻された第2の外部熱源の戻し先は、特に限定しない。  Further, the first external heat source supplied from the outside through the external heat source A inlet 12 and passed through the evaporator 11 is returned to the outside from the external heat source A return port 13, and externally through the external heat source B inlet 22. And the second external heat source that has passed through the heat exchanger 21 is returned to the outside through the external heat source B return port 23. The return destination of the first external heat source returned to the outside from the external heat source A return port 13 and the return destination of the second external heat source returned to the outside from the external heat source B return port 23 are not particularly limited.

このように本形態においては、外部熱源A入り口12を介して外部から供給される第1の外部熱源によって低沸点作動媒体を加熱することによって低沸点作動媒体ガスを発生させるだけでなく、循環ポンプ17によって下流側に押し上げられて蒸発器11に供給される低沸点作動媒体を、外部熱源B入り口22を介して外部から供給される第1の外部熱源によって加熱してから蒸発器11に供給するという、複数種類の外部熱源を回収することを可能としているため、廃熱回収効率及び電力回収の大幅な増加が可能となり、CO削減効果や省エネ効果及び発電能力、さらには設備規模による経済性効果を大幅に向上することができる。As described above, in the present embodiment, not only the low boiling point working medium is generated by heating the low boiling point working medium by the first external heat source supplied from the outside via the external heat source A inlet 12, but also the circulation pump The low boiling point working medium pushed up by 17 and supplied to the evaporator 11 is heated by the first external heat source supplied from the outside via the external heat source B inlet 22 and then supplied to the evaporator 11. Because it is possible to recover multiple types of external heat sources, it is possible to significantly increase waste heat recovery efficiency and power recovery, reducing CO 2 effects, energy saving effects, power generation capacity, and economics due to equipment scale The effect can be greatly improved.

(第2の実施の形態)
図2は、本発明のバイナリー発電システムの第2の実施の形態を示すブロック図である。
(Second Embodiment)
FIG. 2 is a block diagram showing a second embodiment of the binary power generation system of the present invention.

本形態は図2に示すように、第1の実施の形態に示したものに対して、熱交換器31が追加されている点のみが異なるものである。  As shown in FIG. 2, the present embodiment is different from that shown in the first embodiment only in that a heat exchanger 31 is added.

熱交換器31は、本発明における第1の熱交換器となるものであって、循環ポンプ17から供給される低沸点作動媒体を、外部熱源C入り口32を介して外部から供給される第2の外部熱源で加熱する。なお、外部熱源C入り口32を介して外部から供給される第2の外部熱源としては、例えば廃温水等が挙げられる。すなわち、外部熱源B入り口22を介して外部から熱交換器21に供給される第2の外部熱源と、外部熱源C入り口32を介して外部から熱交換器31に供給される第2の外部熱源とは、互いに異なる種類のものである。  The heat exchanger 31 is the first heat exchanger in the present invention, and the second boiling point working medium supplied from the circulation pump 17 is supplied from the outside via the external heat source C inlet 32. Heat with an external heat source. In addition, as a 2nd external heat source supplied from the outside via the external heat source C entrance 32, waste hot water etc. are mentioned, for example. That is, the second external heat source supplied from the outside to the heat exchanger 21 via the external heat source B inlet 22 and the second external heat source supplied from the outside to the heat exchanger 31 via the external heat source C inlet 32 Are different types.

本形態におけるバイナリー発電システムにおいては、循環ポンプ17によって下流側に押し上げられた低沸点作動媒体は、熱交換器15において、膨張機及び発電機14にて膨張した低沸点作動媒体ガスの余熱が与えられた後、熱交換器31において、外部熱源C入り口32を介して外部から供給される第2の外部熱源で加熱される。  In the binary power generation system according to the present embodiment, the low boiling point working medium pushed up downstream by the circulation pump 17 is given the residual heat of the low boiling point working medium gas expanded by the expander and the generator 14 in the heat exchanger 15. After being heated, the heat exchanger 31 is heated by the second external heat source supplied from the outside through the external heat source C inlet 32.

そして、熱交換器31にて第2の外部熱源で加熱された低沸点作動媒体は、熱交換器21において、外部熱源B入り口22を介して外部から供給される第2の外部熱源で加熱される。  The low boiling point working medium heated by the second external heat source in the heat exchanger 31 is heated in the heat exchanger 21 by the second external heat source supplied from the outside via the external heat source B inlet 22. The

その後、熱交換器21にて第2の外部熱源で加熱された低沸点作動媒体が蒸発器11に供給され、蒸発器11において、外部熱源A入り口12を介して外部から供給された第1の外部熱源によって低沸点作動媒体が加熱され、低沸点作動媒体が蒸発することによって低沸点作動媒体ガスが発生することになる。  Thereafter, the low boiling point working medium heated by the second external heat source in the heat exchanger 21 is supplied to the evaporator 11, and the first heat supplied from the outside via the external heat source A inlet 12 in the evaporator 11. The low boiling point working medium is heated by the external heat source, and the low boiling point working medium evaporates to generate low boiling point working medium gas.

なお、外部熱源C入り口32を介して外部から供給され、熱交換器31を通った第2の外部熱源は外部熱源C戻り口33から外部に戻されるが、外部熱源C戻り口33から外部に戻された第2の外部熱源の戻し先は、特に限定しない。  Note that the second external heat source supplied from the outside through the external heat source C inlet 32 and passed through the heat exchanger 31 is returned to the outside from the external heat source C return port 33, but from the external heat source C return port 33 to the outside. The return destination of the returned second external heat source is not particularly limited.

(第3の実施の形態)
図3は、本発明のバイナリー発電システムの第3の実施の形態を示すブロック図である。
(Third embodiment)
FIG. 3 is a block diagram showing a third embodiment of the binary power generation system of the present invention.

本形態は図3に示すように、第2の実施の形態に示したものに対して、熱交換器41が追加されている点のみが異なるものである。  As shown in FIG. 3, this embodiment differs from that shown in the second embodiment only in that a heat exchanger 41 is added.

熱交換器41は、本発明における第1の熱交換器となるものであって、循環ポンプ17から供給される低沸点作動媒体を、外部熱源D入り口32を介して外部から供給される第2の外部熱源で加熱する。なお、外部熱源D入り口32を介して外部から供給される第2の外部熱源としては、例えば、外部熱源C入り口22を介して外部から供給される廃温水とは異なる廃温水等が挙げられる。すなわち、外部熱源B入り口22を介して外部から熱交換器21に供給される第2の外部熱源と、外部熱源C入り口32を介して外部から熱交換器31に供給される第2の外部熱源と、外部熱源D入り口42を介して外部から熱交換器41に供給される第2の外部熱源とは、互いに異なる種類のものである。  The heat exchanger 41 serves as the first heat exchanger in the present invention, and the second boiling point working medium supplied from the circulation pump 17 is supplied from the outside through the external heat source D inlet 32. Heat with an external heat source. Examples of the second external heat source supplied from the outside via the external heat source D inlet 32 include waste warm water different from the waste warm water supplied from the outside via the external heat source C inlet 22. That is, the second external heat source supplied from the outside to the heat exchanger 21 via the external heat source B inlet 22 and the second external heat source supplied from the outside to the heat exchanger 31 via the external heat source C inlet 32 The second external heat source supplied from the outside to the heat exchanger 41 through the external heat source D inlet 42 is of a different type.

本形態におけるバイナリー発電システムにおいては、循環ポンプ17によって下流側に押し上げられた低沸点作動媒体は、熱交換器15において、膨張機及び発電機14にて膨張した低沸点作動媒体ガスの余熱が与えられた後、熱交換器41において、外部熱源D入り口42を介して外部から供給される第2の外部熱源で加熱される。  In the binary power generation system according to the present embodiment, the low boiling point working medium pushed up downstream by the circulation pump 17 is given the residual heat of the low boiling point working medium gas expanded by the expander and the generator 14 in the heat exchanger 15. Then, the heat exchanger 41 is heated by the second external heat source supplied from the outside through the external heat source D inlet 42.

そして、熱交換器41にて第2の外部熱源で加熱された低沸点作動媒体は、熱交換器31において、外部熱源C入り口32を介して外部から供給される第2の外部熱源で加熱される。  The low boiling point working medium heated by the second external heat source in the heat exchanger 41 is heated in the heat exchanger 31 by the second external heat source supplied from the outside via the external heat source C inlet 32. The

また、熱交換器31にて第2の外部熱源で加熱された低沸点作動媒体は、熱交換器21において、外部熱源B入り口22を介して外部から供給される第2の外部熱源で加熱される。  The low boiling point working medium heated by the second external heat source in the heat exchanger 31 is heated by the second external heat source supplied from the outside via the external heat source B inlet 22 in the heat exchanger 21. The

その後、熱交換器21にて第2の外部熱源で加熱された低沸点作動媒体が蒸発器11に供給され、蒸発器11において、外部熱源A入り口12を介して外部から供給された第1の外部熱源によって低沸点作動媒体が加熱され、低沸点作動媒体が蒸発することによって低沸点作動媒体ガスが発生することになる。  Thereafter, the low boiling point working medium heated by the second external heat source in the heat exchanger 21 is supplied to the evaporator 11, and the first heat supplied from the outside via the external heat source A inlet 12 in the evaporator 11. The low boiling point working medium is heated by the external heat source, and the low boiling point working medium evaporates to generate low boiling point working medium gas.

なお、外部熱源D入り口42を介して外部から供給され、熱交換器41を通った第2の外部熱源は外部熱源D戻り口43から外部に戻されるが、外部熱源D戻り口43から外部に戻された第2の外部熱源の戻し先は、特に限定しない。  The second external heat source supplied from the outside through the external heat source D inlet 42 and passed through the heat exchanger 41 is returned to the outside from the external heat source D return port 43, but is externally supplied from the external heat source D return port 43. The return destination of the returned second external heat source is not particularly limited.

上述した3つの実施の形態においては、第1の熱交換器を、第1の実施の形態においては1つ、第2の実施の形態においては2つ、第3の実施の形態においては3つとしたが、第1の熱交換器の組み合わせ個数はこれらに限らず、外部熱源とバイナリー発電システムの圧力比から経済的な段数及び外部熱源の種類を選択すればよい。  In the three embodiments described above, the first heat exchanger is one in the first embodiment, two in the second embodiment, and three in the third embodiment. However, the number of combinations of the first heat exchangers is not limited to these, and an economical stage number and type of external heat source may be selected from the pressure ratio between the external heat source and the binary power generation system.

現在の工場環境においては、廃ガスや廃蒸気及び温度レベルの異なる廃温水等の外部熱源の発生は少量であるため省エネ効果が少ないと判断されやすく、大方が廃棄されているのが現状である。1種類の外部熱源でバイナリー発電システムを設置することは不可能ではないが、小容量すぎて発電規模も小さく経済性が悪い。  In the current factory environment, generation of external heat sources such as waste gas, waste steam and waste hot water with different temperature levels is small, so it is easy to judge that the energy saving effect is small, and most of them are discarded. . Although it is not impossible to install a binary power generation system with one type of external heat source, the capacity is too small and the power generation scale is small and the economic efficiency is poor.

しかしながら、本発明を適用することにより、外部熱源の種類毎の熱容量は少ないが、複合させることにより熱容量が増大し、CO削減効果や省エネ効果及び発電能力、さらには設備規模による経済性効果を大幅に向上することができる。However, although the heat capacity for each type of external heat source is small by applying the present invention, the heat capacity is increased by combining them, and the CO 2 reduction effect, the energy saving effect, the power generation capacity, and the economic effect due to the equipment scale are achieved. It can be greatly improved.

11 蒸発器
12 外部熱源A入り口
13 外部熱源A戻り口
14 膨張機及び発電機
15,21,31,41 熱交換器
16 凝縮器
17 循環ポンプ
22 外部熱源B入り口
23 外部熱源B戻り口
32 外部熱源C入り口
33 外部熱源C戻り口
42 外部熱源D入り口
43 外部熱源D戻り口
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Evaporator 12 External heat source A inlet 13 External heat source A return port 14 Expander and generator 15, 21, 31, 41 Heat exchanger 16 Condenser 17 Circulation pump 22 External heat source B inlet 23 External heat source B return port 32 External heat source C inlet 33 External heat source C return port 42 External heat source D inlet 43 External heat source D return port

Claims (3)

外部から供給される第1の外部熱源で低沸点作動媒体を加熱することによって低沸点作動媒体ガスを発生させる蒸気発生手段と、前記蒸気発生手段にて発生した低沸点作動媒体ガスを膨張させて該低沸点作動媒体ガスによって発電する膨張機及び発電機と、前記膨張機及び発電機にて膨張した低沸点作動媒体ガスを凝集して液化する凝集器と、前記凝集器にて液化された低沸点作動媒体を前記蒸気発生手段に供給するポンプとを有してなるバイナリー発電システムにおいて、
前記ポンプから供給される低沸点作動媒体を、外部から供給される第2の外部熱源で加熱する第1の熱交換器を有し、
前記第1の熱交換器で加熱された低沸点作動媒体が前記蒸気発生手段に供給されることを特徴とするバイナリー発電システム。
Steam generating means for generating a low-boiling working medium gas by heating the low-boiling working medium with a first external heat source supplied from outside, and expanding the low-boiling working medium gas generated by the steam generating means An expander and a generator for generating electric power with the low-boiling working medium gas, a coagulator for condensing and liquefying the low-boiling working medium gas expanded by the expander and the generator, and a low liquefied by the coagulator A binary power generation system comprising a pump for supplying a boiling point working medium to the steam generating means,
A first heat exchanger for heating the low boiling point working medium supplied from the pump with a second external heat source supplied from the outside;
The binary power generation system, wherein the low boiling point working medium heated by the first heat exchanger is supplied to the steam generating means.
請求項1に記載のバイナリー発電システムにおいて、
前記膨張機及び発電機にて膨張した低沸点作動媒体ガスの余熱を、前記凝集器にて液化した低沸点作動媒体に与える第2の熱交換器を有するバイナリー発電システム。
The binary power generation system according to claim 1,
The binary power generation system which has a 2nd heat exchanger which gives the residual heat of the low boiling-point working medium gas expanded with the said expander and the generator to the low boiling-point working medium liquefied with the said coagulator.
請求項1または請求項2に記載のバイナリー発電システムにおいて、
前記第1の熱交換器は、互いに異なる種類の前記第2の外部熱源が供給されるものとして複数設けられているバイナリー発電システム。
The binary power generation system according to claim 1 or 2,
A plurality of the first heat exchangers are provided as binary power generation systems to which the different types of the second external heat sources are supplied.
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