JP2015017771A - Boiler system - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a system that has a simple structure for storing waste heat of a prime mover and using the stored waste heat.SOLUTION: A boiler system 1 is provided with: a boiler part 50 for heating boiler water by using waste heat of a prime mover 3 as a heat source; a second pump 55 for circulating the boiler water via a second circulation passage 522; and a heat storage part 59 for exchanging heat between a heat storage material and the boiler water flowing through the second circulation passage 522. In the heat storage part 59, the heat storage material is heated by the boiler water to store heat when the temperature of the heat storage material is lower than the temperature of the boiler water, and the boiler water is heated by the heat storage material when the temperature of the heat storage material is higher than the temperature of the boiler water. In this way, by adding the heat storage part 59, the second pump 55, and the second circulation passage 522 to the boiler part 50 for supplying steam to a steam system in a ship, the boiler system 1 that has a simple structure for storing the waste heat of the prime mover 3 and heating the boiler water by using the stored waste heat can be provided.

Description

本発明は、ボイラシステムに関する。   The present invention relates to a boiler system.

従来より、大型船舶では、主機関から排出された排気の廃熱によりボイラ水を加熱して蒸気を生成する排ガスエコノマイザが煙突内に設けられる。例えば、特許文献1に示す排ガスエコノマイザシステムでは、補助ボイラに貯溜されるボイラ水が、ボイラ水循環ポンプにより排ガスエコノマイザへと送出され、排ガスエコノマイザにて加熱された後、補助ボイラへと戻される。   Conventionally, in a large vessel, an exhaust gas economizer that generates steam by heating boiler water with waste heat of exhaust gas discharged from a main engine is provided in a chimney. For example, in the exhaust gas economizer system disclosed in Patent Document 1, boiler water stored in an auxiliary boiler is sent to an exhaust gas economizer by a boiler water circulation pump, heated by the exhaust gas economizer, and then returned to the auxiliary boiler.

特許文献2では、船舶においてエネルギーを貯蔵するエネルギー貯蔵システムが提案されている。当該エネルギー貯蔵システムでは、主機関からの排気の廃熱を熱媒油により回収する廃熱回収装置が設けられ、廃熱回収装置において加熱された熱媒油は、蓄熱材熱交換装置および蒸気発生器装置に供給される。蓄熱材熱交換装置では、熱媒油により溶融塩等の蓄熱材が加熱されて蓄熱が行われる。蒸気発生装置では、熱媒油により水を蒸発させて蒸気タービンを駆動し、蒸気タービンに接続された発電機により発電が行われる。蒸気タービンに供給された蒸気の一部は、蒸気タービンの中段から取り出され、船内にてプロセス蒸気として使用される。主機関からの排気の廃熱を利用できない停泊中等は、蓄熱材の熱により蒸気発生装置の水が加熱されて蒸気が生成され、当該蒸気により発電が行われる。   In patent document 2, the energy storage system which stores energy in a ship is proposed. In the energy storage system, a waste heat recovery device that recovers waste heat of exhaust from the main engine with a heat transfer oil is provided, and the heat transfer oil heated in the waste heat recovery device is used as a heat storage material heat exchange device and a steam generator. Supplied to the device. In the heat storage material heat exchange device, the heat storage material such as molten salt is heated by the heat medium oil to perform heat storage. In the steam generator, water is evaporated by the heat transfer oil to drive the steam turbine, and power is generated by a generator connected to the steam turbine. Part of the steam supplied to the steam turbine is taken out from the middle stage of the steam turbine and used as process steam in the ship. During berthing where the waste heat from the exhaust from the main engine cannot be used, the steam in the steam generator is heated by the heat of the heat storage material to generate steam, and power is generated by the steam.

特許文献3では、船舶用蓄熱システムが提案されている。当該蓄熱システムでは、排ガスエコノマイザにて水を加熱して蒸気を生成し、当該蒸気を熱交換手段へと供給することにより、蓄熱槽から熱交換手段へと送出される蓄熱媒体が加熱され、蓄熱槽にて蓄熱が行われる。蓄熱利用運転モードでは、利用機器から熱交換手段へと利用側熱媒体が送出され、蓄熱槽から熱交換手段へと供給された蓄熱媒体により利用側熱媒体が加熱される。   In patent document 3, the thermal storage system for ships is proposed. In the heat storage system, water is heated by an exhaust gas economizer to generate steam, and the steam is supplied to the heat exchange means, whereby the heat storage medium sent from the heat storage tank to the heat exchange means is heated to store the heat. Heat is stored in the tank. In the heat storage use operation mode, the use side heat medium is sent from the use device to the heat exchange means, and the use side heat medium is heated by the heat storage medium supplied from the heat storage tank to the heat exchange means.

一方、特許文献4では、ディーゼル発電機の排気を利用して発電を行う発電装置が開示されている。当該発電装置では、ディーゼル発電機等の排気により加熱された水または水蒸気により、循環路を循環する有機流体が熱交換器を介して加熱され、当該有機流体によりタービンが駆動されて発電機により発電が行われる。当該発電装置は、すなわち、有機媒体を作動流体として有機ランキンサイクル(ORC:Organic Rankine Cycle)を行う廃熱回収装置である。   On the other hand, Patent Document 4 discloses a power generation device that generates power using exhaust gas from a diesel generator. In the power generation device, the organic fluid circulating in the circulation path is heated via a heat exchanger by water or steam heated by exhaust gas from a diesel generator or the like, and the turbine is driven by the organic fluid to generate power by the generator. Is done. That is, the power generation apparatus is a waste heat recovery apparatus that performs an organic rankine cycle (ORC) using an organic medium as a working fluid.

特開2011−196646号公報JP2011-196646A 特開2010−116847号公報JP 2010-116847 A 特開2011−75227号公報JP 2011-75227 A 登録実用新案第3044386号公報Registered Utility Model No. 3044386

ところで、特許文献2の船舶用エネルギー貯蔵システムでは、蓄えられた熱エネルギーを発電用の動力源として利用するため、大規模な蓄熱設備が必要となる。また、熱エネルギーを動力に変換する際の変換効率は低いため、蓄えられた熱エネルギーを効率良く利用することが難しい。一方、特許文献3の船舶用蓄熱システムでは、主機関の廃熱を回収するシステム、蓄熱槽への蓄熱および蓄熱槽からの放熱を行うシステム、並びに、蓄熱槽の熱エネルギーを利用側熱媒体を介して利用機器へと供給するシステムが個別に必要となるため、船舶用蓄熱システムの構造が複雑化してしまう。   By the way, in the marine energy storage system of patent document 2, since the stored thermal energy is used as a power source for power generation, a large-scale heat storage facility is required. Moreover, since the conversion efficiency at the time of converting heat energy into motive power is low, it is difficult to efficiently use the stored heat energy. On the other hand, in the marine heat storage system of Patent Document 3, a system that recovers waste heat of the main engine, a system that stores heat in the heat storage tank and releases heat from the heat storage tank, and a heat medium that uses the heat energy of the heat storage tank Since the system which supplies to a utilization apparatus via a device is needed separately, the structure of the thermal storage system for ships will be complicated.

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、原動機の廃熱を蓄えるとともに蓄えられた廃熱を利用する簡素な構造のシステムを提供することを目的としている。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a system having a simple structure that stores waste heat of a prime mover and uses the stored waste heat.

請求項1に記載の発明は、ボイラシステムであって、液状の媒体を貯溜し、原動機からの廃熱を熱源として媒体を加熱するボイラ部と、前記ボイラ部から液状の媒体を送出し、循環路を介して前記ボイラ部へと循環させるポンプと、蓄熱材を有し、前記蓄熱材と前記循環路を流れる媒体との間で熱交換を行い、前記蓄熱材が前記循環路を流れる媒体よりも低温の場合に前記蓄熱材により蓄熱を行い、前記蓄熱材が前記循環路を流れる媒体よりも高温の場合に前記蓄熱材により媒体を加熱する蓄熱部とを備える。   The invention according to claim 1 is a boiler system that stores a liquid medium, heats the medium using waste heat from a prime mover as a heat source, and sends the liquid medium from the boiler section for circulation. From a medium having a pump that circulates to the boiler section through a passage and a heat storage material, exchanging heat between the heat storage material and a medium flowing through the circulation path, and the heat storage material flowing through the circulation path A heat storage unit that stores heat with the heat storage material when the temperature is low, and heats the medium with the heat storage material when the heat storage material is hotter than the medium flowing through the circulation path.

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のボイラシステムであって、前記ボイラ部が、液状の媒体を貯溜するボイラ本体と、前記ボイラ本体から液状の媒体を送出し、他の循環路を介して前記ボイラ本体へと循環させる他のポンプと、前記原動機の排気路を流れる排気を熱源として前記他の循環路を流れる媒体を加熱する排気熱交換器とを備える。   Invention of Claim 2 is the boiler system of Claim 1, Comprising: The said boiler part sends out a liquid medium from the boiler main body which stores a liquid medium, and the said boiler main body, and other circulation Another pump that circulates to the boiler main body via a passage, and an exhaust heat exchanger that heats the medium flowing through the other circulation passage using the exhaust gas flowing through the exhaust passage of the prime mover as a heat source.

請求項3に記載の発明は、請求項1に記載のボイラシステムであって、前記ボイラ部が、液状の媒体を貯溜するとともに前記排気路が貫通するボイラ本体を備え、前記排気路を流れる排気により前記ボイラ本体内の媒体が加熱される。   Invention of Claim 3 is a boiler system of Claim 1, Comprising: The said boiler part is equipped with the boiler main body through which the said exhaust path penetrates while storing a liquid medium, Exhaust gas which flows through the said exhaust path As a result, the medium in the boiler body is heated.

請求項4に記載の発明は、請求項1ないし3のいずれかに記載のボイラシステムであって、前記循環路において前記蓄熱部から前記ボイラ部へと媒体を導く配管上に配置され、前記原動機へと供給される加圧された吸気である圧縮空気を熱源として媒体を加熱する圧縮空気熱交換器をさらに備える。   Invention of Claim 4 is a boiler system in any one of Claim 1 thru | or 3, Comprising: It arrange | positions on the piping which guides a medium from the said thermal storage part to the said boiler part in the said circulation path, The said prime mover The apparatus further includes a compressed air heat exchanger that heats the medium using compressed air that is pressurized intake air supplied to the heat source as a heat source.

請求項5に記載の発明は、請求項1ないし4のいずれかに記載のボイラシステムであって、前記ボイラ部における媒体の温度から前記蓄熱部における前記蓄熱材の温度を減算した温度差を求める温度差取得部と、前記温度差に基づいて前記蓄熱部から前記ボイラ部へと導かれる媒体の流量を制御する流量制御部とをさらに備え、前記温度差が大きくなるに従って、前記流量制御部により前記流量が減少する。   Invention of Claim 5 is a boiler system in any one of Claim 1 thru | or 4, Comprising: The temperature difference which subtracted the temperature of the said thermal storage material in the said thermal storage part from the temperature of the medium in the said boiler part is calculated | required. A temperature difference acquisition unit; and a flow rate control unit that controls a flow rate of a medium guided from the heat storage unit to the boiler unit based on the temperature difference, and as the temperature difference increases, the flow rate control unit The flow rate decreases.

請求項6に記載の発明は、請求項1ないし5のいずれかに記載のボイラシステムであって、前記循環路において前記蓄熱部から前記ボイラ部へと媒体を導く配管上に配置され、前記蓄熱部から送出された媒体からエネルギーを回収する回収装置をさらに備え、前記回収装置が、前記循環路を流れる媒体を熱源として有機媒体である作動流体を加熱して気化するORC熱交換器と、前記ORC熱交換器にて気化された作動流体を膨張させて機械的エネルギーを回収する膨張機と、前記膨張機にて膨張させた作動流体を凝縮して液化する凝縮器と、前記凝縮器にて液化された作動流体を前記ORC熱交換器へと送出するORCポンプとを備える。   Invention of Claim 6 is a boiler system in any one of Claim 1 thru | or 5, Comprising: It arrange | positions on the piping which guides a medium from the said thermal storage part to the said boiler part in the said circulation path, The said thermal storage A recovery device that recovers energy from the medium sent from the section, wherein the recovery device heats and vaporizes the working fluid that is an organic medium using the medium flowing through the circulation path as a heat source; and An expander that expands the working fluid vaporized in the ORC heat exchanger to recover mechanical energy, a condenser that condenses and liquefies the working fluid expanded in the expander, and the condenser An ORC pump for delivering the liquefied working fluid to the ORC heat exchanger.

請求項7に記載の発明は、請求項1ないし6のいずれかに記載のボイラシステムであって、前記媒体が、ボイラ水であり、前記ボイラ部において、前記ボイラ水の蒸気が生成される。   The invention according to claim 7 is the boiler system according to any one of claims 1 to 6, wherein the medium is boiler water, and steam of the boiler water is generated in the boiler section.

請求項8に記載の発明は、請求項7に記載のボイラシステムであって、前記ボイラ部から外部へと送出されるボイラ水の蒸気を圧縮する蒸気圧縮部をさらに備える。   Invention of Claim 8 is a boiler system of Claim 7, Comprising: The steam compression part which compresses the vapor | steam of the boiler water sent to the exterior from the said boiler part is further provided.

請求項9に記載の発明は、請求項1ないし8のいずれかに記載のボイラシステムであって、前記原動機が、船舶の主機関であり、前記ボイラ部が、前記船舶の補助ボイラである。   A ninth aspect of the present invention is the boiler system according to any of the first to eighth aspects, wherein the prime mover is a main engine of a ship, and the boiler unit is an auxiliary boiler of the ship.

本発明では、原動機の廃熱を蓄えるとともに蓄えられた廃熱を利用する簡素な構造のシステムを提供することができる。   In the present invention, it is possible to provide a system having a simple structure that stores the waste heat of the prime mover and uses the stored waste heat.

本発明の第1の実施の形態に係るボイラシステムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the boiler system which concerns on the 1st Embodiment of this invention. ボイラ水の流量制御の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the flow control of boiler water. ボイラシステムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of a boiler system. 本発明の第2の実施の形態に係るボイラシステムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the boiler system which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. ボイラシステムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of a boiler system. 本発明の第3の実施の形態に係るボイラシステムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the boiler system which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. ボイラシステムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of a boiler system. 本発明の第4の実施の形態に係るボイラシステムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the boiler system which concerns on the 4th Embodiment of this invention. ボイラシステムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of a boiler system.

図1は、本発明の第1の実施の形態に係るボイラシステム1の構成を示す図である。ボイラシステム1は、例えば、比較的大型の船舶の補助ボイラシステムとして利用される。図1では、船舶の主機関として利用される過給機付き原動機2も共に示す。ボイラシステム1では、過給機付き原動機2の廃熱を利用して媒体であるボイラ水を加熱する。加熱されたボイラ水から発生した蒸気は、船内の燃料油、潤滑油、生活用水等の加熱源等として利用される。   FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a boiler system 1 according to a first embodiment of the present invention. The boiler system 1 is used, for example, as an auxiliary boiler system for a relatively large ship. In FIG. 1, the motor | power_engine 2 with a supercharger utilized as a main engine of a ship is also shown. In the boiler system 1, boiler water as a medium is heated using waste heat of the motor 2 with a supercharger. Steam generated from the heated boiler water is used as a heating source for fuel oil, lubricating oil, domestic water, etc. in the ship.

過給機付き原動機2は、内燃機関である舶用原動機3(以下、単に「原動機3」という。)と、ターボチャージャである過給機4とを備える。原動機3は、船舶の主機関であり、例えば、2サイクル・ディーゼルエンジンである。過給機4は、タービン41と、タービン41に機械的に接続されるコンプレッサ42とを備える。原動機3と過給機4とは、掃気路31および排気路32により接続される。排気路32は、原動機3からの排気をタービン41へと導く。   The supercharger-equipped prime mover 2 includes a marine prime mover 3 that is an internal combustion engine (hereinafter simply referred to as “prime mover 3”) and a turbocharger 4 that is a turbocharger. The prime mover 3 is a main engine of a ship, for example, a two-cycle diesel engine. The supercharger 4 includes a turbine 41 and a compressor 42 that is mechanically connected to the turbine 41. The prime mover 3 and the supercharger 4 are connected by a scavenging path 31 and an exhaust path 32. The exhaust path 32 guides the exhaust from the prime mover 3 to the turbine 41.

タービン41は、原動機3から排気路32を介して供給された排気により回転する。タービン41の回転に利用された排気は、排気路32を介して過給機付き原動機2の外部に排出される。コンプレッサ42は、タービン41にて発生する回転力を利用して(すなわち、タービン41の回転を動力として)、過給機付き原動機2の外部から吸気路43を介して過給機4に導かれた吸気(空気)を加圧して圧縮する。コンプレッサ42により加圧された吸気である圧縮空気(以下、「掃気」という。)は、掃気路31上に設けられた圧縮空気熱交換器56(後述)にて冷却された後、原動機3に供給される。このように、過給機4では、排気を利用して吸気を加圧し、掃気が生成される。掃気路31は、加圧された吸気を過給機4から原動機3へと導く流路、すなわち、加圧吸気路である。なお、ボイラシステム1では、掃気路31の圧縮空気熱交換器56よりも下流側に配置されるとともに圧縮空気熱交換器56から送出された掃気をさらに冷却する掃気冷却器が設けられてもよい(他の実施の形態においても同様)。   The turbine 41 is rotated by the exhaust gas supplied from the prime mover 3 through the exhaust passage 32. The exhaust used for the rotation of the turbine 41 is discharged to the outside of the supercharger-equipped prime mover 2 through the exhaust passage 32. The compressor 42 is guided to the supercharger 4 through the intake passage 43 from the outside of the supercharger-equipped prime mover 2 using the rotational force generated in the turbine 41 (that is, using the rotation of the turbine 41 as power). Pressurize and compress the intake air (air). Compressed air (hereinafter referred to as “scavenging”) pressurized by the compressor 42 is cooled by a compressed air heat exchanger 56 (described later) provided on the scavenging passage 31, and then is supplied to the prime mover 3. Supplied. Thus, in the supercharger 4, the intake air is pressurized using the exhaust gas, and scavenging is generated. The scavenging passage 31 is a passage that guides pressurized intake air from the supercharger 4 to the prime mover 3, that is, a pressurized intake passage. The boiler system 1 may be provided with a scavenging cooler that is disposed on the downstream side of the compressed air heat exchanger 56 in the scavenging passage 31 and further cools the scavenged air sent from the compressed air heat exchanger 56. (The same applies to other embodiments).

ボイラシステム1は、ボイラ装置5を備える。ボイラ装置5は、ボイラ部50と、ポンプ55と、蓄熱部59と、切替部572と、圧縮空気熱交換器56と、流量制御部571と、第1測定部581と、第2測定部582とを備える。図1では、蓄熱部59による蓄熱が行われる「蓄熱モード」について説明する。ボイラ部50は、ボイラ本体51と、他のポンプ53と、排気熱交換器54とを備える。以下の説明では、ポンプ53,55を区別するために、それぞれ「第1ポンプ53」「第2ポンプ55」と呼ぶ。   The boiler system 1 includes a boiler device 5. The boiler device 5 includes a boiler unit 50, a pump 55, a heat storage unit 59, a switching unit 572, a compressed air heat exchanger 56, a flow rate control unit 571, a first measurement unit 581, and a second measurement unit 582. With. In FIG. 1, “heat storage mode” in which heat storage by the heat storage unit 59 is performed will be described. The boiler unit 50 includes a boiler body 51, another pump 53, and an exhaust heat exchanger 54. In the following description, the pumps 53 and 55 are referred to as “first pump 53” and “second pump 55”, respectively.

ボイラ本体51は、船舶の煙突(いわゆる、ファンネル)から離れた位置に配置され、液状の媒体(すなわち、液状のボイラ水)を貯溜する。ボイラ本体51には、上述の第1測定部581が設けられる。第1測定部581により、ボイラ本体51内のボイラ水の温度が測定される。ボイラ本体51には、また、図示省略のバーナや給水部が設けられる。当該バーナは、ボイラ本体51内のボイラ水を必要に応じて加熱する。当該給水部は、ボイラ本体51内のボイラ水が減少した場合等、必要に応じてボイラ本体51内にボイラ水を供給する。   The boiler body 51 is disposed at a position away from the chimney (so-called funnel) of the ship and stores a liquid medium (that is, liquid boiler water). The boiler main body 51 is provided with the first measurement unit 581 described above. The temperature of the boiler water in the boiler body 51 is measured by the first measuring unit 581. The boiler body 51 is also provided with a burner and a water supply unit (not shown). The burner heats boiler water in the boiler body 51 as necessary. The said water supply part supplies boiler water in the boiler main body 51 as needed, such as when the boiler water in the boiler main body 51 reduces.

ボイラ本体51、第2ポンプ55、蓄熱部59、切替部572、圧縮空気熱交換器56および流量制御部571は、ボイラ水が循環する循環路522により、当該順序にて接続される。ボイラ部50では、ボイラ本体51、第1ポンプ53および排気熱交換器54が、ボイラ水が循環する他の循環路521により、当該順序にて接続される。以下の説明では、循環路521,522を区別するために、それぞれ「第1循環路521」「第2循環路522」と呼ぶ。第1循環路521および第2循環路522は、ボイラ本体51と分岐部52aとの間において、共通流路となっており、分岐部52aにおいて分岐する。なお、第1循環路521および第2循環路522は、それぞれ個別にボイラ本体51に接続されてもよい。   The boiler body 51, the second pump 55, the heat storage unit 59, the switching unit 572, the compressed air heat exchanger 56, and the flow rate control unit 571 are connected in this order by a circulation path 522 through which boiler water circulates. In the boiler part 50, the boiler main body 51, the 1st pump 53, and the exhaust heat exchanger 54 are connected in the said order by the other circulation path 521 through which boiler water circulates. In the following description, the circulation paths 521 and 522 are referred to as “first circulation path 521” and “second circulation path 522”, respectively. The first circulation path 521 and the second circulation path 522 form a common flow path between the boiler body 51 and the branching part 52a, and branch off at the branching part 52a. Note that the first circulation path 521 and the second circulation path 522 may be individually connected to the boiler body 51.

ボイラ部50では、第1ポンプ53が駆動されることにより、液状のボイラ水がボイラ本体51から第1循環路521へと送出される。ボイラ本体51から送出されたボイラ水は、図1中に矢印にて示すように、第1循環路521を介して、第1ポンプ53を通過し、さらに排気熱交換器54を通過して、ボイラ本体51へと循環する。   In the boiler unit 50, liquid boiler water is sent from the boiler body 51 to the first circulation path 521 by driving the first pump 53. The boiler water sent out from the boiler body 51 passes through the first pump 53 via the first circulation path 521 and further passes through the exhaust heat exchanger 54, as indicated by arrows in FIG. Circulates to the boiler body 51.

排気熱交換器54は、船舶の煙突内に配置され、過給機付き原動機2の排気路32上においてタービン41よりも下流側に配置される。排気熱交換器54では、第1循環路521を流れる液状のボイラ水が、排気路32を流れるタービン41からの排気(すなわち、タービン41を通過した後の原動機3からの排気)を熱源として加熱される。換言すれば、排気熱交換器54では、排気に含まれる過給機付き原動機2の廃熱を熱源としてボイラ水が加熱される。排気熱交換器54を通過する排気の温度は、原動機3の出力や周囲の温度等により変化する。原動機3の出力が最大出力(100%出力)である場合の当該排気温度は、例えば、約230℃である。排気熱交換器54では、排気熱交換器54に流入するボイラ水の一部が気化(蒸発)する。そして、ガス状のボイラ水と液状のボイラ水との混合流体が、排気熱交換器54からボイラ本体51へと送出される。   The exhaust heat exchanger 54 is disposed in the chimney of the ship, and is disposed on the downstream side of the turbine 41 on the exhaust path 32 of the supercharger-equipped prime mover 2. In the exhaust heat exchanger 54, the liquid boiler water flowing through the first circulation path 521 is heated using the exhaust from the turbine 41 flowing through the exhaust path 32 (that is, the exhaust from the prime mover 3 after passing through the turbine 41) as a heat source. Is done. In other words, in the exhaust heat exchanger 54, boiler water is heated using the waste heat of the supercharger-equipped prime mover 2 included in the exhaust as a heat source. The temperature of the exhaust gas passing through the exhaust heat exchanger 54 varies depending on the output of the prime mover 3, the ambient temperature, and the like. The exhaust temperature when the output of the prime mover 3 is the maximum output (100% output) is, for example, about 230 ° C. In the exhaust heat exchanger 54, a part of the boiler water flowing into the exhaust heat exchanger 54 is vaporized (evaporated). A mixed fluid of gaseous boiler water and liquid boiler water is sent from the exhaust heat exchanger 54 to the boiler body 51.

すなわち、ボイラ部50は、液状のボイラ水を貯溜し、原動機3の排気路32を流れる排気を熱源としてボイラ水を加熱してボイラ水の蒸気を生成する装置(いわゆる、排ガスエコノマイザ)であり、船舶の補助ボイラとして利用される。ボイラ本体51内におけるボイラ水の温度・圧力は、例えば、約135℃・約0.25MPa(メガパスカル)〜約165℃・約0.6MPaである。ボイラ本体51内のボイラ水の蒸気は、ボイラ本体51の上部に接続された蒸気配管524を介して、船内の蒸気システム(図示省略)へと供給される。   That is, the boiler unit 50 is an apparatus (so-called exhaust gas economizer) that stores liquid boiler water and heats the boiler water using the exhaust gas flowing through the exhaust passage 32 of the prime mover 3 as a heat source to generate steam of the boiler water. Used as an auxiliary boiler for ships. The temperature and pressure of the boiler water in the boiler body 51 are, for example, about 135 ° C. and about 0.25 MPa (megapascal) to about 165 ° C. and about 0.6 MPa. Steam of boiler water in the boiler body 51 is supplied to a steam system (not shown) in the ship via a steam pipe 524 connected to the upper part of the boiler body 51.

ボイラシステム1では、ボイラ本体51と蒸気システムとの間において、蒸気配管524から分岐して蒸気配管524へと合流する分岐配管526が設けられる。分岐配管526上には、ボイラ部50から外部の蒸気システムへと送出されるボイラ水の蒸気を圧縮する蒸気圧縮部(以下、単に「圧縮部511」という。)が設けられる。蒸気配管524および分岐配管526上にはバルブが設けられる。これらのバルブを切り替えることにより、ボイラ本体51から船内の蒸気システムへと供給される蒸気の供給経路が、圧縮部511を通過する経路と、圧縮部511を通過しない経路との間で切り替えられる。蓄熱モードでは、圧縮部511は利用されず、ボイラ本体51から送出された蒸気は、圧縮部511を通過することなく、船内の蒸気システムへと供給される。   In the boiler system 1, a branch pipe 526 that branches from the steam pipe 524 and joins to the steam pipe 524 is provided between the boiler body 51 and the steam system. On branch pipe 526, a steam compression section (hereinafter simply referred to as “compression section 511”) for compressing steam of boiler water sent from boiler section 50 to an external steam system is provided. Valves are provided on the steam pipe 524 and the branch pipe 526. By switching these valves, the supply path of the steam supplied from the boiler body 51 to the steam system in the ship is switched between a path that passes through the compression section 511 and a path that does not pass through the compression section 511. In the heat storage mode, the compression unit 511 is not used, and the steam sent from the boiler body 51 is supplied to the steam system in the ship without passing through the compression unit 511.

ボイラ装置5では、第2ポンプ55が駆動されることにより、液状のボイラ水がボイラ本体51から第2循環路522へと送出される。ボイラ本体51から送出されたボイラ水は、図1中に矢印にて示すように、第2循環路522を介して、第2ポンプ55、蓄熱部59、切替部572、圧縮空気熱交換器56および流量制御部571を当該順序にて通過して、ボイラ本体51へと循環する。   In the boiler device 5, liquid boiler water is sent from the boiler body 51 to the second circulation path 522 by driving the second pump 55. The boiler water sent out from the boiler body 51 is connected to the second pump 55, the heat storage unit 59, the switching unit 572, and the compressed air heat exchanger 56 via the second circulation path 522 as shown by arrows in FIG. And flow through the flow rate control unit 571 in this order and circulate to the boiler body 51.

蓄熱部59は、蓄熱材を有する。蓄熱部59では、蓄熱材と、第2循環路522を流れるボイラ水との間で熱交換が行われる。例えば、原動機3の出力が、常用出力(CSO:Continuous Service Output)以上である場合、ボイラ本体51から送出されるボイラ水の温度は比較的高いため、蓄熱材の温度は、蓄熱部59において第2循環路522を流れるボイラ水の温度よりも低い。このように、蓄熱材が、蓄熱部59において第2循環路522を流れるボイラ水よりも低温の場合、蓄熱材がボイラ水により加熱され、蓄熱部59において蓄熱が行われる。蓄熱部59における蓄熱材の温度は、第2測定部582により測定される。   The heat storage part 59 has a heat storage material. In the heat storage unit 59, heat exchange is performed between the heat storage material and boiler water flowing through the second circulation path 522. For example, when the output of the prime mover 3 is equal to or higher than the service output (CSO: Continuous Service Output), the temperature of the boiler water sent from the boiler body 51 is relatively high, and therefore the temperature of the heat storage material is It is lower than the temperature of the boiler water flowing through the two circulation paths 522. Thus, when the heat storage material is at a lower temperature than the boiler water flowing through the second circulation path 522 in the heat storage unit 59, the heat storage material is heated by the boiler water, and heat storage is performed in the heat storage unit 59. The temperature of the heat storage material in the heat storage unit 59 is measured by the second measurement unit 582.

蓄熱部59では、ボイラ水が蓄熱材により冷却される。蓄熱部59から送出されたボイラ水は、切替部572へと導かれる。切替部572は、例えば、第2循環路522上に設けられた三方弁である。切替部572を通過したボイラ水は、第2循環路522により圧縮空気熱交換器56へと導かれる。切替部572では、図1中に破線にて示す分岐配管525が第2循環路522から分岐し、圧縮空気熱交換器56と流量制御部571との間の合流部52cにおいて、第2循環路522に合流する。蓄熱モードでは、分岐配管525は使用しない。分岐配管525を使用する「給熱モード」については後述する。切替部572から圧縮空気熱交換器56へと向かうボイラ水の温度は、例えば、約100〜130℃である。   In the heat storage unit 59, the boiler water is cooled by the heat storage material. The boiler water sent from the heat storage unit 59 is guided to the switching unit 572. The switching unit 572 is a three-way valve provided on the second circulation path 522, for example. The boiler water that has passed through the switching unit 572 is guided to the compressed air heat exchanger 56 by the second circulation path 522. In the switching unit 572, a branch pipe 525 indicated by a broken line in FIG. 1 branches from the second circulation path 522, and the second circulation path is formed at the junction 52c between the compressed air heat exchanger 56 and the flow rate control unit 571. Merge to 522. In the heat storage mode, the branch pipe 525 is not used. The “heat supply mode” using the branch pipe 525 will be described later. The temperature of boiler water heading from the switching unit 572 to the compressed air heat exchanger 56 is, for example, about 100 to 130 ° C.

圧縮空気熱交換器56は、第2循環路522上において蓄熱部59からボイラ部50のボイラ本体51へとボイラ水を導く配管上に配置される。具体的には、圧縮空気熱交換器56は、第2循環路522上において蓄熱部59とと流量制御部571との間に配置される。圧縮空気熱交換器56は、また、コンプレッサ42と原動機3との間において掃気路31上に配置される。圧縮空気熱交換器56では、コンプレッサ42から原動機3へと供給される掃気路31内の掃気を熱源として、第2循環路522を流れる液状のボイラ水が加熱される。換言すれば、圧縮空気熱交換器56では、掃気に含まれる過給機付き原動機2の廃熱を熱源としてボイラ水が加熱される。   The compressed air heat exchanger 56 is arranged on a pipe that guides boiler water from the heat storage unit 59 to the boiler body 51 of the boiler unit 50 on the second circulation path 522. Specifically, the compressed air heat exchanger 56 is disposed between the heat storage unit 59 and the flow rate control unit 571 on the second circulation path 522. The compressed air heat exchanger 56 is also disposed on the scavenging path 31 between the compressor 42 and the prime mover 3. In the compressed air heat exchanger 56, the liquid boiler water flowing through the second circulation path 522 is heated using the scavenging in the scavenging path 31 supplied from the compressor 42 to the prime mover 3 as a heat source. In other words, in the compressed air heat exchanger 56, the boiler water is heated using the waste heat of the prime mover-equipped motor 2 included in the scavenging as a heat source.

圧縮空気熱交換器56からは、液状のボイラ水、または、ガス状のボイラ水と液状のボイラ水との混合流体が送出される。圧縮空気熱交換器56において加熱されたボイラ水は、流量制御部571を通過してボイラ本体51へと戻される。圧縮空気熱交換器56を通過する掃気の温度は、原動機3の出力や周囲の温度等により変化する。原動機3の出力が最大出力(100%出力)である場合の当該掃気温度は、例えば、約220℃である。原動機3の出力が低下すると、掃気温度も低下する。圧縮空気熱交換器56から送出されるボイラ水の温度は、圧縮空気熱交換器56に流入するボイラ水の温度や圧縮空気熱交換器56を通過する掃気の温度等により変化する。圧縮空気熱交換器56から流量制御部571へと向かうボイラ水の温度は、例えば、約135〜165℃である。   From the compressed air heat exchanger 56, liquid boiler water or a mixed fluid of gaseous boiler water and liquid boiler water is sent out. The boiler water heated in the compressed air heat exchanger 56 passes through the flow rate control unit 571 and is returned to the boiler body 51. The temperature of the scavenging air passing through the compressed air heat exchanger 56 varies depending on the output of the prime mover 3, the ambient temperature, and the like. The scavenging temperature when the output of the prime mover 3 is the maximum output (100% output) is, for example, about 220 ° C. When the output of the prime mover 3 decreases, the scavenging temperature also decreases. The temperature of boiler water sent from the compressed air heat exchanger 56 varies depending on the temperature of boiler water flowing into the compressed air heat exchanger 56, the temperature of scavenging air passing through the compressed air heat exchanger 56, and the like. The temperature of the boiler water heading from the compressed air heat exchanger 56 to the flow rate control unit 571 is, for example, about 135 to 165 ° C.

流量制御部571は、例えば、第2循環路522上に設けられた三方弁である。流量制御部571において、図1中に破線にて示す分岐配管523が第2循環路522から分岐し、ボイラ本体51と第2ポンプ55との間の合流部52bにおいて、第2循環路522に合流する。   The flow rate control unit 571 is, for example, a three-way valve provided on the second circulation path 522. In the flow rate control unit 571, a branch pipe 523 indicated by a broken line in FIG. 1 branches from the second circulation path 522, and in the junction 52 b between the boiler body 51 and the second pump 55, the second circulation path 522 is connected. Join.

ボイラ装置5では、上述のように、第1測定部581により、ボイラ本体51内のボイラ水の温度が測定され、第2測定部582により、蓄熱部59の蓄熱材の温度が測定される。第1測定部581および第2測定部582のそれぞれの測定値は、流量制御部571に接続される温度差取得部573へと送られる。温度差取得部573では、第1測定部581および第2測定部582からの測定値に基づいて、ボイラ部50のボイラ本体51におけるボイラ水の温度から、蓄熱部59における蓄熱材の温度を減算した温度差が求められる。そして、当該温度差に基づいて、蓄熱部59から圧縮空気熱交換器56を介してボイラ部50のボイラ本体51へと導かれるボイラ水の流量が、流量制御部571により制御される。   In the boiler device 5, as described above, the temperature of the boiler water in the boiler body 51 is measured by the first measurement unit 581, and the temperature of the heat storage material of the heat storage unit 59 is measured by the second measurement unit 582. The measurement values of the first measurement unit 581 and the second measurement unit 582 are sent to the temperature difference acquisition unit 573 connected to the flow rate control unit 571. In the temperature difference acquisition unit 573, the temperature of the heat storage material in the heat storage unit 59 is subtracted from the temperature of the boiler water in the boiler body 51 of the boiler unit 50 based on the measurement values from the first measurement unit 581 and the second measurement unit 582. Temperature difference. And based on the said temperature difference, the flow volume of the boiler water guide | induced to the boiler main body 51 of the boiler part 50 through the compressed air heat exchanger 56 from the heat storage part 59 is controlled by the flow volume control part 571.

図2は、流量制御部571によるボイラ水の流量制御の一例を示す図である。図2の横軸は、温度差取得部573にて求められるボイラ水と蓄熱材との温度差Δtを示す。図2の縦軸は、圧縮空気熱交換器56から流量制御部571へと導かれるボイラ水のうち、流量制御部571を通過してボイラ本体51へと戻されるボイラ水の割合(以下、「還流割合」という。)を示す。換言すれば、還流割合は、蓄熱部59から圧縮空気熱交換器56を介して流量制御部571へと導かれるボイラ水の流量に対する、蓄熱部59から圧縮空気熱交換器56および流量制御部571を介してボイラ本体51へと導かれるボイラ水の流量の割合である。   FIG. 2 is a diagram showing an example of boiler water flow control by the flow control unit 571. The horizontal axis in FIG. 2 indicates the temperature difference Δt between the boiler water and the heat storage material obtained by the temperature difference acquisition unit 573. The vertical axis in FIG. 2 indicates the proportion of boiler water that is returned from the compressed air heat exchanger 56 to the flow rate control unit 571 and returned to the boiler body 51 through the flow rate control unit 571 (hereinafter, “ "Reflux ratio"). In other words, the recirculation ratio is determined from the heat storage unit 59 to the compressed air heat exchanger 56 and the flow rate control unit 571 with respect to the flow rate of boiler water guided from the heat storage unit 59 via the compressed air heat exchanger 56 to the flow rate control unit 571. It is the ratio of the flow volume of the boiler water guide | induced to the boiler main body 51 via.

還流割合が100%の場合、圧縮空気熱交換器56から流量制御部571へと導かれるボイラ水の全量が、流量制御部571を通過してボイラ本体51へと戻される。一方、還流割合が100%未満の場合、圧縮空気熱交換器56から送出されるボイラ水の流量に縦軸の値に相当する割合を乗算した流量のボイラ水が、流量制御部571を通過してボイラ本体51へと戻される。また、残りのボイラ水は、流量制御部571にて分岐配管523へと導かれ、合流部52bにてボイラ本体51から送出されたボイラ水と合流した後、第2循環路522を介して第2ポンプ55へと導かれる。   When the reflux ratio is 100%, the entire amount of boiler water led from the compressed air heat exchanger 56 to the flow rate control unit 571 is returned to the boiler body 51 through the flow rate control unit 571. On the other hand, when the recirculation ratio is less than 100%, the boiler water having a flow rate obtained by multiplying the flow rate of the boiler water sent from the compressed air heat exchanger 56 by the ratio corresponding to the value on the vertical axis passes through the flow rate control unit 571. Is returned to the boiler body 51. Further, the remaining boiler water is guided to the branch pipe 523 by the flow rate control unit 571, merged with the boiler water sent from the boiler body 51 at the junction unit 52 b, and then the second boiler channel 522 through the second circulation path 522. 2 is guided to the pump 55.

図2に示す例では、温度差Δtが0以上t1以下の場合、還流割合は100%であり、圧縮空気熱交換器56からのボイラ水の全量がボイラ本体51へと戻される。これにより、圧縮空気熱交換器56において回収された掃気の廃熱を、ボイラ本体51内のボイラ水の加熱(または温度維持)に効率良く利用することができる。   In the example shown in FIG. 2, when the temperature difference Δt is 0 or more and t1 or less, the reflux ratio is 100%, and the entire amount of boiler water from the compressed air heat exchanger 56 is returned to the boiler body 51. Thereby, the waste heat of the scavenging gas collected in the compressed air heat exchanger 56 can be efficiently used for heating (or maintaining the temperature) of the boiler water in the boiler body 51.

一方、温度差Δtがt1よりも大きい場合、還流割合は100%未満であり、圧縮空気熱交換器56からのボイラ水の一部がボイラ本体51へと戻され、残りのボイラ水は、ボイラ本体51を通過することなく、分岐配管523を介して第2ポンプ55へと戻される。上記温度差Δtがt1よりも大きく、かつ、t2以下である場合、温度差Δtが大きくなるに従って、流量制御部571による制御より還流割合が漸次減少する。換言すれば、温度差Δtが大きくなるに従って、流量制御部571による制御により、蓄熱部59からボイラ本体51へと導かれるボイラ水の流量が漸次減少する。また、温度差Δtがt2以上である場合、還流割合は0%よりも大きく、かつ、100%未満の所定の割合にて一定である。   On the other hand, when the temperature difference Δt is larger than t1, the reflux rate is less than 100%, a part of the boiler water from the compressed air heat exchanger 56 is returned to the boiler body 51, and the remaining boiler water is used as the boiler water. It returns to the second pump 55 via the branch pipe 523 without passing through the main body 51. When the temperature difference Δt is greater than t1 and equal to or less than t2, the reflux ratio gradually decreases as controlled by the flow rate control unit 571 as the temperature difference Δt increases. In other words, as the temperature difference Δt increases, the flow rate of the boiler water led from the heat storage unit 59 to the boiler body 51 is gradually reduced by the control by the flow rate control unit 571. When the temperature difference Δt is t2 or more, the reflux ratio is constant at a predetermined ratio that is greater than 0% and less than 100%.

上述のように、蓄熱部59では、ボイラ水により蓄熱材が加熱される際にボイラ水の温度が低下する。ボイラ水の温度から蓄熱材の温度を減算した温度差Δtが大きくなると、蓄熱部59におけるボイラ水の温度低下も大きくなる。したがって、温度差Δtが大きい場合、仮に、蓄熱部59にて温度が低下したボイラ水の全量をボイラ本体51に戻したとすると、ボイラ本体51内のボイラ水の温度が所定の温度範囲よりも低下し、ボイラ本体51から船内への蒸気の供給に悪影響を及ぼす可能性がある。   As described above, in the heat storage unit 59, the temperature of the boiler water decreases when the heat storage material is heated by the boiler water. When the temperature difference Δt obtained by subtracting the temperature of the heat storage material from the temperature of the boiler water increases, the temperature drop of the boiler water in the heat storage unit 59 also increases. Therefore, when the temperature difference Δt is large, if the total amount of boiler water whose temperature has been reduced in the heat storage unit 59 is returned to the boiler body 51, the temperature of the boiler water in the boiler body 51 falls below a predetermined temperature range. In addition, the steam supply from the boiler body 51 to the ship may be adversely affected.

そこで、図1に示すボイラシステム1では、上述の温度差Δtが大きい場合、蓄熱部59からボイラ本体51に戻るボイラ水の流量を減少させることにより、ボイラ本体51内のボイラ水の温度が、所定の温度よりも低くなることを抑制または防止することができる。その結果、船内の蒸気システムに所望の温度のボイラ水の蒸気を供給することができる。また、温度差Δtが大きくなるに従って、蓄熱部59からボイラ本体51に戻るボイラ水の流量を漸次減少させることにより、ボイラ本体51内のボイラ水の温度が、所定の温度よりも低くなることをより一層抑制または防止することができる。すなわち、流量制御部571は、ボイラ部50のボイラ本体51におけるボイラ水の温度を制御する温度制御部である。   Therefore, in the boiler system 1 shown in FIG. 1, when the temperature difference Δt is large, the temperature of the boiler water in the boiler body 51 is reduced by reducing the flow rate of the boiler water returning from the heat storage unit 59 to the boiler body 51. It is possible to suppress or prevent the temperature from becoming lower than the predetermined temperature. As a result, it is possible to supply boiler water steam at a desired temperature to the steam system in the ship. Further, as the temperature difference Δt increases, the temperature of the boiler water in the boiler body 51 becomes lower than a predetermined temperature by gradually decreasing the flow rate of the boiler water returning from the heat storage unit 59 to the boiler body 51. Further suppression or prevention can be achieved. That is, the flow rate control unit 571 is a temperature control unit that controls the temperature of boiler water in the boiler body 51 of the boiler unit 50.

また、ボイラシステム1では、ボイラ部50におけるボイラ本体51以外の部位のボイラ水の温度が第1測定部581により測定され、当該ボイラ水の温度から蓄熱材の温度を減算した温度差に基づいて、上述と同様に、流量制御部571によるボイラ水の流量制御が行われてもよい。この場合であっても、ボイラ本体51内のボイラ水の温度が、所定の温度よりも低くなることを抑制または防止することができる。   Moreover, in the boiler system 1, the temperature of the boiler water of parts other than the boiler main body 51 in the boiler part 50 is measured by the 1st measurement part 581, and based on the temperature difference which subtracted the temperature of the thermal storage material from the temperature of the said boiler water. Similarly to the above, the flow rate control of the boiler water by the flow rate control unit 571 may be performed. Even in this case, it is possible to suppress or prevent the boiler water temperature in the boiler body 51 from becoming lower than a predetermined temperature.

図3は、図1と同様に、ボイラシステム1の構成を示す図である。ただし、図3では、温度差取得部573の図示を省略している(図4ないし図9においても同様)。以下では、図3を参照しつつ、蓄熱部59からボイラ部50への給熱が行われる給熱モードについて説明する。給熱モードは、例えば、原動機3が停止された状態において、ボイラシステム1から船内への蒸気の供給が行われる場合に実施される。原動機3が停止されると、排気熱交換器54における排気によるボイラ水の加熱はできないため、第1ポンプ53が停止され、第1循環路521におけるボイラ水の循環が停止される。図3では、第1循環路521を破線にて示す。   FIG. 3 is a diagram showing the configuration of the boiler system 1 as in FIG. 1. However, in FIG. 3, illustration of the temperature difference acquisition part 573 is abbreviate | omitted (same also in FIG. 4 thru | or FIG. 9). Below, the heat supply mode in which the heat supply from the heat storage part 59 to the boiler part 50 is performed is demonstrated, referring FIG. The heat supply mode is performed, for example, when steam is supplied from the boiler system 1 to the ship while the prime mover 3 is stopped. When the prime mover 3 is stopped, the boiler water cannot be heated by exhaust in the exhaust heat exchanger 54, so the first pump 53 is stopped and the boiler water circulation in the first circulation path 521 is stopped. In FIG. 3, the first circulation path 521 is indicated by a broken line.

排気によるボイラ水の加熱が停止されると、ボイラ本体51内のボイラ水の温度が低下する。したがって、第2ポンプ55によりボイラ本体51から送出されて第2循環路522を流れるボイラ水の温度も低下する。比較的低温となったボイラ水は、第2ポンプ55を通過して蓄熱部59へと導かれ、ボイラ水と蓄熱部59の蓄熱材との間で熱交換が行われる。当該蓄熱材は、上述の蓄熱モードにより蓄えられた熱エネルギーにより、第2循環路522を流れるボイラ水よりも高温である。このため、蓄熱部59では、蓄熱材によりボイラ水が加熱され、蓄熱部59に流入するボイラ水の一部が気化する。そして、ガス状のボイラ水と液状のボイラ水との混合流体が、蓄熱部59から切替部572へと送出される。   When the boiler water heating by the exhaust is stopped, the temperature of the boiler water in the boiler body 51 is lowered. Therefore, the temperature of the boiler water that is sent from the boiler body 51 by the second pump 55 and flows through the second circulation path 522 is also lowered. The boiler water having a relatively low temperature passes through the second pump 55 and is guided to the heat storage unit 59, and heat exchange is performed between the boiler water and the heat storage material of the heat storage unit 59. The heat storage material is hotter than the boiler water flowing through the second circulation path 522 due to the thermal energy stored in the above-described heat storage mode. For this reason, in the heat storage unit 59, the boiler water is heated by the heat storage material, and a part of the boiler water flowing into the heat storage unit 59 is vaporized. Then, a mixed fluid of gaseous boiler water and liquid boiler water is sent from the heat storage unit 59 to the switching unit 572.

給熱モードでは、切替部572により流路が切り替えられることにより、蓄熱部59から切替部572に流入するボイラ水の全量が、分岐配管525へと導かれる。分岐配管525へと導かれたボイラ水は、合流部52cを通過し、第2循環路522により流量制御部571へと導かれ、全量がボイラ本体51へと戻される。このように、給熱モードでは、ボイラ本体51から送出されたボイラ水が、蓄熱部59において、蓄熱材に蓄えられた熱エネルギーにより加熱されてボイラ本体51へと戻される。換言すれば、蓄熱部59に蓄えられた熱エネルギーが、ボイラ部50へと供給される。なお、給熱モードでは、第2循環路522のうち、切替部572から圧縮空気熱交換器56を通過して合流部52cに至る部位にはボイラ水は流れないため、図3中では当該部位を破線にて示す(図5、図7および図9においても同様)。   In the heat supply mode, the flow path is switched by the switching unit 572, whereby the total amount of boiler water flowing from the heat storage unit 59 to the switching unit 572 is guided to the branch pipe 525. The boiler water guided to the branch pipe 525 passes through the merging portion 52 c, is guided to the flow rate control unit 571 by the second circulation path 522, and the entire amount is returned to the boiler body 51. Thus, in the heat supply mode, the boiler water sent from the boiler body 51 is heated by the heat energy stored in the heat storage material in the heat storage section 59 and returned to the boiler body 51. In other words, the thermal energy stored in the heat storage unit 59 is supplied to the boiler unit 50. In the heat supply mode, boiler water does not flow in the second circulation path 522 from the switching unit 572 through the compressed air heat exchanger 56 to the merging unit 52c. Is indicated by a broken line (the same applies to FIGS. 5, 7 and 9).

給熱モードにおいても、ボイラ本体51内の蒸気が蒸気配管524を介して船内の蒸気システムへと供給される。給熱モードでは、ボイラ本体51から送出されるボイラ水の蒸気の圧力が、所望の圧力よりも低下した場合、蒸気配管524および分岐配管526上のバルブが切り替えられ、ボイラ本体51からのボイラ水の蒸気が圧縮部511へと導かれる。圧縮部511は、ボイラ水の蒸気を圧縮して所望の圧力とした後、蒸気システムへと供給する。   Even in the heat supply mode, the steam in the boiler body 51 is supplied to the steam system in the ship via the steam pipe 524. In the heat supply mode, when the steam pressure of the boiler water delivered from the boiler body 51 is lower than a desired pressure, the valves on the steam pipe 524 and the branch pipe 526 are switched, and the boiler water from the boiler body 51 is switched. Are introduced into the compression section 511. The compressing unit 511 compresses the boiler water steam to a desired pressure, and then supplies the steam to the steam system.

以上に説明したように、図1に示すボイラシステム1では、液状のボイラ水を貯溜し、原動機3の排気に含まれる廃熱を熱源としてボイラ水を加熱するボイラ部50と、ボイラ部50から液状のボイラ水を送出し、第2循環路522を介してボイラ部50へと循環させる第2ポンプ55と、蓄熱材と第2循環路522を流れるボイラ水との間で熱交換を行う蓄熱部59が設けられる。そして、蓄熱部59において、蓄熱材が第2循環路522を流れるボイラ水よりも低温の場合に、ボイラ水により蓄熱材が加熱されて蓄熱材による蓄熱が行われ、蓄熱材が第2循環路522を流れるボイラ水よりも高温の場合に、蓄熱材によりボイラ水が加熱される。   As described above, in the boiler system 1 shown in FIG. 1, the boiler unit 50 that stores liquid boiler water and heats the boiler water using the waste heat contained in the exhaust gas of the prime mover 3 as a heat source, and the boiler unit 50 Heat storage that exchanges heat between the second pump 55 that sends liquid boiler water and circulates it to the boiler section 50 via the second circulation path 522, and the heat storage material and the boiler water that flows through the second circulation path 522. A portion 59 is provided. And in the thermal storage part 59, when a thermal storage material is low temperature rather than the boiler water which flows through the 2nd circulation path 522, a thermal storage material is heated with boiler water, and thermal storage with a thermal storage material is performed, and a thermal storage material is the 2nd circulation path. When the temperature is higher than the boiler water flowing through 522, the boiler water is heated by the heat storage material.

このように、船内の蒸気システムへと蒸気を供給するボイラ部50に、上述の蓄熱部59、第2ポンプ55および第2循環路522を追加することにより、原動機3の廃熱を蓄えるとともに蓄えられた廃熱を利用してボイラ水を加熱する簡素な構造のボイラシステム1を提供することができる。このようなボイラシステム1の構成は、燃料消費量の低減が要求されるとともに装置の配置スペースに制限がある船舶の補助ボイラシステムに特に適している。   In this way, by adding the above-described heat storage unit 59, the second pump 55, and the second circulation path 522 to the boiler unit 50 that supplies steam to the steam system in the ship, the waste heat of the prime mover 3 can be stored and stored. A boiler system 1 having a simple structure that heats boiler water using the generated waste heat can be provided. Such a configuration of the boiler system 1 is particularly suitable for an auxiliary boiler system of a ship that requires a reduction in fuel consumption and has a limited space for arranging the apparatus.

ボイラシステム1では、第2循環路522において蓄熱部59からボイラ部50へとボイラ水を導く配管上に配置され、図1に示す蓄熱モードにおいて、原動機3へと供給される掃気を熱源としてボイラ水を加熱する圧縮空気熱交換器56が設けられる。これにより、蓄熱モードにおけるボイラ水の加熱に、原動機3に供給される掃気の廃熱も利用することができる。すなわち、ボイラシステム1では、蓄熱モードにおいて、原動機3に係る複数種類の廃熱を利用して簡素な構造にて効率良くボイラ水を加熱することができ、ボイラ水の蒸気を効率良く生成することができる。また、ボイラ水を蓄熱部59において蓄熱材により冷却した後に、圧縮空気熱交換器56において掃気により加熱することにより、掃気の廃熱をボイラ水に効率良く回収させることができる。   In the boiler system 1, the second circulation path 522 is arranged on a pipe for leading boiler water from the heat storage unit 59 to the boiler unit 50, and in the heat storage mode shown in FIG. 1, the scavenging gas supplied to the prime mover 3 is used as a heat source. A compressed air heat exchanger 56 for heating the water is provided. Thereby, the waste heat of the scavenging gas supplied to the prime mover 3 can be used for heating the boiler water in the heat storage mode. That is, in the boiler system 1, in the heat storage mode, the boiler water can be efficiently heated with a simple structure using a plurality of types of waste heat related to the prime mover 3, and the steam of the boiler water is efficiently generated. Can do. In addition, after the boiler water is cooled by the heat storage material in the heat storage unit 59 and heated by scavenging in the compressed air heat exchanger 56, the waste heat of the scavenging can be efficiently recovered in the boiler water.

上述のように、ボイラ部50は、船舶の煙突から離れた位置に配置されるボイラ本体51と、ボイラ本体51から液状のボイラ水を送出して第1循環路521を介してボイラ本体51へと循環させる第1ポンプ53と、排気路32上に配置されて蓄熱モードにおいて第1循環路521を流れるボイラ水を加熱する排気熱交換器54とを備える。これにより、ボイラシステム1のうち、排気路32上に設けられる構造(すなわち、煙突内に設けられる構造)を小型化、および、簡素化することができる。   As described above, the boiler unit 50 sends the boiler water 51 from the boiler main body 51 disposed at a position away from the chimney of the ship and the boiler main body 51 to the boiler main body 51 via the first circulation path 521. And a first pump 53 that circulates, and an exhaust heat exchanger 54 that heats boiler water that is disposed on the exhaust path 32 and flows through the first circulation path 521 in the heat storage mode. Thereby, the structure (namely, structure provided in a chimney) provided on the exhaust path 32 among the boiler systems 1 can be reduced in size and simplified.

ボイラシステム1では、ボイラ部50から外部へと送出されるボイラ水の蒸気を圧縮する圧縮部511が設けられる。これにより、給熱モードにおいて、船内の蒸気システムへと供給されるボイラ水の蒸気の圧力不足を防止することができる。また、所望の圧力のボイラ水の蒸気を蒸気システムへと供給しつつ、ボイラ本体51内のボイラ水の蒸気の圧力を低くすることができる。これにより、ボイラ装置5におけるボイラ水の気化を促進することができる。   In the boiler system 1, the compression part 511 which compresses the steam of the boiler water sent out from the boiler part 50 outside is provided. Thereby, in the heat supply mode, it is possible to prevent insufficient steam pressure of boiler water supplied to the steam system in the ship. Moreover, the steam pressure of the boiler water in the boiler body 51 can be lowered while supplying steam of boiler water having a desired pressure to the steam system. Thereby, vaporization of the boiler water in the boiler apparatus 5 can be promoted.

図4は、本発明の第2の実施の形態に係るボイラシステム1aの構成を示す図である。ボイラシステム1aは、図1に示すボイラシステム1と同様に、比較的大型の船舶の補助ボイラシステムとして利用され、過給機付き原動機2の廃熱を利用して媒体であるボイラ水を加熱する。図4に示すボイラシステム1aでは、図1に示すボイラ部50に代えて、ボイラ部50とは構造が異なるボイラ部50aが設けられる。ボイラシステム1aの他の構成は、図1に示すボイラシステム1と同様であり、以下の説明では対応する構成に同符号を付す。   FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a boiler system 1a according to the second embodiment of the present invention. The boiler system 1a is used as an auxiliary boiler system for a relatively large ship, similarly to the boiler system 1 shown in FIG. 1, and heats the boiler water that is a medium by using the waste heat of the motor 2 with a supercharger. . In the boiler system 1a shown in FIG. 4, a boiler unit 50a having a different structure from the boiler unit 50 is provided instead of the boiler unit 50 shown in FIG. 1. The other structure of the boiler system 1a is the same as that of the boiler system 1 shown in FIG. 1, and the same code | symbol is attached | subjected to a corresponding structure in the following description.

図4に示すボイラ部50aは、液状のボイラ水を貯溜するボイラ本体51を備える。ボイラ本体51は、船舶の煙突内において原動機3の排気路32上に設けられ、排気路32がボイラ本体51を貫通する。換言すれば、ボイラ部50aは、船舶の煙突内に設けられる、いわゆる「コンポジットボイラ」である。ボイラ部50aは、煙管式または水管式のボイラであり、図2では、煙管式のボイラ部50aが設けられるものとして説明する。ボイラ部50aでは、排気路32が複数の細管321に分岐され、当該複数の細管321が、ボイラ本体51の底部から上部に向けて貫通する。複数の細管321は、ボイラ本体51に貯溜される液状のボイラ水と直接的に接触する。ボイラ部50aでは、排気路32の複数の細管321を流れる原動機3の排気により、ボイラ本体51内のボイラ水が加熱されてボイラ水の蒸気が生成される。   A boiler unit 50a shown in FIG. 4 includes a boiler body 51 that stores liquid boiler water. The boiler body 51 is provided on the exhaust path 32 of the prime mover 3 in the chimney of the ship, and the exhaust path 32 penetrates the boiler body 51. In other words, the boiler unit 50a is a so-called “composite boiler” provided in a chimney of a ship. The boiler unit 50a is a smoke tube type or water tube type boiler, and FIG. 2 will be described assuming that a smoke tube type boiler unit 50a is provided. In the boiler part 50 a, the exhaust passage 32 is branched into a plurality of thin tubes 321, and the plurality of thin tubes 321 penetrate from the bottom of the boiler body 51 toward the top. The plurality of thin tubes 321 are in direct contact with liquid boiler water stored in the boiler body 51. In the boiler part 50a, the boiler water in the boiler body 51 is heated by the exhaust of the prime mover 3 flowing through the plurality of thin tubes 321 of the exhaust passage 32, and steam of the boiler water is generated.

ボイラシステム1aでは、図1に示すボイラシステム1と同様に、蓄熱モードにおいて、ボイラ本体51から送出されたボイラ水が、第2循環路522を介して蓄熱部59へと導かれ、蓄熱部59の蓄熱材を加熱した後(すなわち、蓄熱部59による蓄熱が行われた後)、圧縮空気熱交換器56にて加熱されてボイラ本体51へと戻る。また、図5に示すように、給熱モードにおいては、ボイラ本体51から送出されたボイラ水は、第2循環路522を介して蓄熱部59へと導かれ、蓄熱部59の蓄熱材により加熱された後、ボイラ部50aのボイラ本体51へと戻る。   In the boiler system 1a, as in the boiler system 1 shown in FIG. 1, in the heat storage mode, the boiler water sent from the boiler body 51 is guided to the heat storage unit 59 via the second circulation path 522, and the heat storage unit 59 After the heat storage material is heated (that is, after heat storage by the heat storage section 59 is performed), the heat storage material is heated by the compressed air heat exchanger 56 and returned to the boiler body 51. As shown in FIG. 5, in the heat supply mode, the boiler water sent from the boiler body 51 is guided to the heat storage unit 59 via the second circulation path 522 and heated by the heat storage material of the heat storage unit 59. After being done, it returns to the boiler body 51 of the boiler part 50a.

このように、船内の蒸気システムへと蒸気を供給するボイラ部50aに、図1に示すボイラシステム1と同様に、上述の蓄熱部59、第2ポンプ55および第2循環路522を追加することにより、原動機3の廃熱を蓄えるとともに蓄えられた廃熱を利用してボイラ水を加熱する簡素な構造のボイラシステム1aを提供することができる。また、ボイラシステム1aでは、ボイラ部50aにおいて、ボイラ本体51を排気路32が貫通する位置(すなわち、船舶の煙突内)に配置することにより、ボイラ部50aの構造を小型化することができる。これにより、ボイラシステム1aを小型化することができる。   As described above, the above-described heat storage unit 59, the second pump 55, and the second circulation path 522 are added to the boiler unit 50a that supplies steam to the steam system in the ship, similarly to the boiler system 1 shown in FIG. Thus, it is possible to provide the boiler system 1a having a simple structure that stores the waste heat of the prime mover 3 and heats the boiler water using the stored waste heat. Moreover, in the boiler system 1a, in the boiler part 50a, the structure of the boiler part 50a can be reduced in size by arrange | positioning the boiler main body 51 in the position (namely, inside the chimney of a ship) where the exhaust passage 32 penetrates. Thereby, the boiler system 1a can be reduced in size.

図6は、本発明の第3の実施の形態に係るボイラシステム1bの構成を示す図である。ボイラシステム1bでは、図1に示すボイラシステム1の構造に加えて、回収装置6が設けられる。ボイラシステム1bの他の構成は、図1に示すボイラシステム1と同様であり、以下の説明では対応する構成に同符号を付す。   FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a boiler system 1b according to the third embodiment of the present invention. In the boiler system 1b, a recovery device 6 is provided in addition to the structure of the boiler system 1 shown in FIG. The other structure of the boiler system 1b is the same as that of the boiler system 1 shown in FIG. 1, and the same code | symbol is attached | subjected to a corresponding structure in the following description.

図6に示すように、回収装置6は、ボイラ装置5の第2循環路522上において蓄熱部59からボイラ部50へとボイラ水を導く配管上に配置される。回収装置6は、蓄熱部59から第2循環路522へと送出されたボイラ水からエネルギーを回収する装置である。回収装置6は、例えば、水よりも沸点が低い作動流体(好ましくは、代替フロンR245fa等の有機媒体)を利用した有機ランキンサイクル(ORC:Organic Rankine Cycle)によって熱エネルギーを動力として回収するものである。回収装置6は、ORC循環路61と、ORC熱交換器62と、膨張機63と、凝縮器64と、ORCポンプ65とを備える。ORC熱交換器62、膨張機63、凝縮器64およびORCポンプ65は、作動流体が循環するORC循環路61により、上記順序にて接続される。   As shown in FIG. 6, the recovery device 6 is disposed on a pipe that guides boiler water from the heat storage unit 59 to the boiler unit 50 on the second circulation path 522 of the boiler device 5. The recovery device 6 is a device that recovers energy from the boiler water sent from the heat storage unit 59 to the second circulation path 522. The recovery device 6 recovers thermal energy as power by an organic Rankine Cycle (ORC) using a working fluid having a lower boiling point than water (preferably, an organic medium such as alternative chlorofluorocarbon R245fa). is there. The recovery device 6 includes an ORC circuit 61, an ORC heat exchanger 62, an expander 63, a condenser 64, and an ORC pump 65. The ORC heat exchanger 62, the expander 63, the condenser 64, and the ORC pump 65 are connected in the above order by the ORC circulation path 61 through which the working fluid circulates.

回収装置6では、ORCポンプ65により作動流体が加圧されてORC熱交換器62へと送出される。ORC熱交換器62は、第2循環路522上において蓄熱部59からボイラ部50へとボイラ水を導く配管上に配置される。具体的には、ORC熱交換器62は、第2循環路522のうち、蓄熱部59から圧縮空気熱交換器56へとボイラ水が導かれる配管上に配置される。ORC熱交換器62では、第2循環路522を流れるボイラ水を熱源として、ORCポンプ65から送出された作動流体が加熱されて気化する。また、第2循環路522を流れるボイラ水は、ORC熱交換器62において回収装置6の作動流体により冷却され、ボイラ水の温度は低下する。   In the recovery device 6, the working fluid is pressurized by the ORC pump 65 and sent to the ORC heat exchanger 62. The ORC heat exchanger 62 is disposed on a pipe that guides boiler water from the heat storage unit 59 to the boiler unit 50 on the second circulation path 522. Specifically, the ORC heat exchanger 62 is disposed on the pipe through which the boiler water is guided from the heat storage unit 59 to the compressed air heat exchanger 56 in the second circulation path 522. In the ORC heat exchanger 62, the working fluid sent from the ORC pump 65 is heated and vaporized using boiler water flowing through the second circulation path 522 as a heat source. Moreover, the boiler water which flows through the 2nd circulation path 522 is cooled by the working fluid of the collection | recovery apparatus 6 in the ORC heat exchanger 62, and the temperature of boiler water falls.

ORC熱交換器62により加熱されて気化された作動流体は、ORC循環路61を介して膨張機63へと導かれる。膨張機63は、ORC熱交換器62にて気化されたガス状の作動流体を膨張させて機械的エネルギーを回収する。膨張機63としては、例えば、作動流体により回転するタービンが利用される。当該タービンの軸は発電機8に接続されており、ORC熱交換器62から送り込まれる作動流体によりタービンが駆動されることにより、発電機8において発電が行われる。   The working fluid heated and vaporized by the ORC heat exchanger 62 is guided to the expander 63 via the ORC circuit 61. The expander 63 expands the gaseous working fluid vaporized by the ORC heat exchanger 62 and recovers mechanical energy. As the expander 63, for example, a turbine rotated by a working fluid is used. The shaft of the turbine is connected to the generator 8, and the turbine 8 is driven by the working fluid sent from the ORC heat exchanger 62, whereby the generator 8 generates power.

膨張機63を通過したガス状の作動流体は、凝縮器64へと導かれる。凝縮器64は、膨張機63にて膨張させた作動流体を凝縮して液化する。凝縮器64にて液化された作動流体は、ORCポンプ65により、上述のように加圧されてORC熱交換器62へと送出される。   The gaseous working fluid that has passed through the expander 63 is guided to the condenser 64. The condenser 64 condenses and liquefies the working fluid expanded by the expander 63. The working fluid liquefied by the condenser 64 is pressurized as described above by the ORC pump 65 and sent to the ORC heat exchanger 62.

ボイラシステム1bでは、図1に示すボイラシステム1と同様に、蓄熱モードにおいて、ボイラ本体51から送出されたボイラ水が、第2循環路522を介して蓄熱部59へと導かれ、蓄熱部59の蓄熱材を加熱する(すなわち、蓄熱部59による蓄熱が行われる)。蓄熱部59から送出されたボイラ水は、回収装置6のORC熱交換器62を通過し、圧縮空気熱交換器56にて加熱されてボイラ本体51へと戻る。また、図7に示すように、給熱モードにおいては、ボイラ本体51から送出されたボイラ水は、第2循環路522を介して蓄熱部59へと導かれ、蓄熱部59の蓄熱材により加熱された後、ボイラ部50のボイラ本体51へと戻る。   In the boiler system 1b, as in the boiler system 1 shown in FIG. 1, in the heat storage mode, the boiler water sent from the boiler body 51 is guided to the heat storage unit 59 via the second circulation path 522, and the heat storage unit 59 The heat storage material is heated (that is, heat storage by the heat storage unit 59 is performed). The boiler water sent from the heat storage unit 59 passes through the ORC heat exchanger 62 of the recovery device 6, is heated by the compressed air heat exchanger 56, and returns to the boiler body 51. Further, as shown in FIG. 7, in the heat supply mode, the boiler water sent from the boiler body 51 is guided to the heat storage unit 59 through the second circulation path 522 and heated by the heat storage material of the heat storage unit 59. After being done, the boiler unit 50 returns to the boiler body 51.

このように、船内の蒸気システムへと蒸気を供給するボイラ部50に、図1に示すボイラシステム1と同様に、上述の蓄熱部59、第2ポンプ55および第2循環路522を追加することにより、原動機3の廃熱を蓄えるとともに蓄えられた廃熱を利用してボイラ水を加熱する簡素な構造のボイラシステム1bを提供することができる。   As described above, the above-described heat storage section 59, the second pump 55, and the second circulation path 522 are added to the boiler section 50 that supplies steam to the steam system in the ship, similarly to the boiler system 1 shown in FIG. Thus, it is possible to provide the boiler system 1b having a simple structure that stores the waste heat of the prime mover 3 and heats the boiler water using the stored waste heat.

ボイラシステム1bでは、図6に示す蓄熱モードにおいて、ORC熱交換器62、膨張機63、凝縮器64およびORCポンプ65を備える回収装置6により、蓄熱部59から送出されたボイラ水から機械的エネルギーを回収することができる。これにより、ボイラ水により回収された原動機3の廃熱を効率良く利用することができる。また、第2循環路522を循環するボイラ水を、回収装置6のORC熱交換器62において冷却した後に、圧縮空気熱交換器56において掃気により加熱することにより、掃気の廃熱をボイラ水に効率良く回収させることができる。   In the boiler system 1b, in the heat storage mode shown in FIG. 6, mechanical energy is generated from the boiler water sent from the heat storage unit 59 by the recovery device 6 including the ORC heat exchanger 62, the expander 63, the condenser 64, and the ORC pump 65. Can be recovered. Thereby, the waste heat of the motor | power_engine 3 collect | recovered with boiler water can be utilized efficiently. In addition, after the boiler water circulating in the second circulation path 522 is cooled in the ORC heat exchanger 62 of the recovery device 6, the waste water of the scavenging is converted into boiler water by heating in the compressed air heat exchanger 56 by scavenging. It can be recovered efficiently.

図8は、本発明の第4の実施の形態に係るボイラシステム1cの構成を示す図である。ボイラシステム1cでは、図6に示す回収装置6に代えて、回収装置6とは部分的に構造が異なる回収装置6aが設けられる。ボイラシステム1cの他の構成は、図6に示すボイラシステム1bと同様であり、以下の説明では対応する構成に同符号を付す。   FIG. 8 is a diagram showing a configuration of a boiler system 1c according to the fourth embodiment of the present invention. In the boiler system 1c, instead of the recovery device 6 shown in FIG. 6, a recovery device 6a having a partially different structure from the recovery device 6 is provided. The other structure of the boiler system 1c is the same as that of the boiler system 1b shown in FIG. 6, and the same code | symbol is attached | subjected to a corresponding structure in the following description.

回収装置6aでは、図1に示す膨張機63に代えて、2段タービンである膨張機63aが設けられる。膨張機63aは、高圧タービンである第1膨張機631と、低圧タービンである第2膨張機632とを備える。また、回収装置6aは、図6に示す回収装置6の各構成に加え、他のORC熱交換器62aおよび他のORCポンプ65aを備える。以下の説明では、ORC熱交換器62,62aを区別するために、それぞれ「第1ORC熱交換器62」および「第2ORC熱交換器62a」と呼ぶ。また、ORCポンプ65,65aを区別するために、それぞれ「第1ORCポンプ65」および「第2ORCポンプ65a」と呼ぶ。   In the recovery device 6a, an expander 63a that is a two-stage turbine is provided instead of the expander 63 shown in FIG. The expander 63a includes a first expander 631 that is a high-pressure turbine and a second expander 632 that is a low-pressure turbine. Further, the recovery device 6a includes another ORC heat exchanger 62a and another ORC pump 65a in addition to the components of the recovery device 6 shown in FIG. In the following description, the ORC heat exchangers 62 and 62a are referred to as “first ORC heat exchanger 62” and “second ORC heat exchanger 62a”, respectively, in order to distinguish them. Further, in order to distinguish the ORC pumps 65 and 65a, they are referred to as “first ORC pump 65” and “second ORC pump 65a”, respectively.

第2ORCポンプ65aは、ORC循環路61において第1ORCポンプ65と第1ORC熱交換器62との間の配管上に配置される。ORC循環路61には、第1ORCポンプ65と第2ORCポンプ65aとの間に分岐部61aが設けられ、分岐部61aにおいてORC循環路61から分岐流路611が分岐される。分岐部61aから膨張機63aへと向かう分岐流路611上には、第2ORC熱交換器62aが配置される。第2ORC熱交換器62aは、ボイラ装置5の第2循環路522上において第1ORC熱交換器62と圧縮空気熱交換器56との間に配置される。   The second ORC pump 65 a is disposed on the piping between the first ORC pump 65 and the first ORC heat exchanger 62 in the ORC circuit 61. In the ORC circulation path 61, a branch portion 61a is provided between the first ORC pump 65 and the second ORC pump 65a, and a branch flow path 611 is branched from the ORC circulation path 61 in the branch portion 61a. A second ORC heat exchanger 62a is disposed on the branch flow path 611 from the branch portion 61a toward the expander 63a. The second ORC heat exchanger 62 a is disposed between the first ORC heat exchanger 62 and the compressed air heat exchanger 56 on the second circulation path 522 of the boiler device 5.

回収装置6aでは、凝縮器64からの作動流体が、第1ORCポンプ65により加圧されて分岐部61aへと送出される。凝縮器64から送出された作動流体の一部は、分岐部61aにて分岐流路611へと分岐されて第2ORC熱交換器62aへと導かれる。また、作動流体の残りの部分は、分岐部61aにてORC循環路61へと分岐され、第2ORCポンプ65aによりさらに加圧されて第1ORC熱交換器62へと導かれる。第2ORCポンプ65aは、第1ORC熱交換器62に導かれる作動流体の圧力を、第2ORC熱交換器62aに導かれる作動流体の圧力よりも高くする圧力調整部である。   In the recovery device 6a, the working fluid from the condenser 64 is pressurized by the first ORC pump 65 and sent to the branching portion 61a. A part of the working fluid delivered from the condenser 64 is branched into the branch flow path 611 at the branching portion 61a and led to the second ORC heat exchanger 62a. Further, the remaining portion of the working fluid is branched to the ORC circulation path 61 by the branching portion 61a, further pressurized by the second ORC pump 65a, and guided to the first ORC heat exchanger 62. The second ORC pump 65a is a pressure adjusting unit that makes the pressure of the working fluid guided to the first ORC heat exchanger 62 higher than the pressure of the working fluid guided to the second ORC heat exchanger 62a.

第1ORC熱交換器62では、蓄熱モードにおいて、蓄熱部59から送出されて第2循環路522を流れるボイラ水を熱源として、第2ORCポンプ65aから送出された作動流体が加熱されて気化する。第1ORC熱交換器62にて気化された作動流体は、膨張機63aへと導かれ、第1膨張機631に供給される。一方、第2循環路522を流れるボイラ水は、第1ORC熱交換器62において回収装置6aの作動流体により冷却される。第1ORC熱交換器62から送出されたボイラ水は、第2ORC熱交換器62aへと導かれる。   In the first ORC heat exchanger 62, in the heat storage mode, the working fluid sent from the second ORC pump 65a is heated and vaporized using boiler water sent from the heat storage unit 59 and flowing through the second circulation path 522 as a heat source. The working fluid vaporized by the first ORC heat exchanger 62 is guided to the expander 63a and supplied to the first expander 631. On the other hand, the boiler water flowing through the second circulation path 522 is cooled by the working fluid of the recovery device 6a in the first ORC heat exchanger 62. The boiler water sent from the first ORC heat exchanger 62 is guided to the second ORC heat exchanger 62a.

第2ORC熱交換器62aでは、第1ORC熱交換器62から送出されたボイラ水(すなわち、第1ORC熱交換器62から圧縮空気熱交換器56へと導かれるボイラ水)を熱源として、第1ORCポンプ65から送出された作動流体が加熱されて気化する。上述のように、第2ORC熱交換器62aに導かれる作動流体の圧力は、第1ORC熱交換器62に導かれる作動流体の圧力よりも低いため、第2ORC熱交換器62aにおける作動流体の蒸発温度は、第1ORC熱交換器62における作動流体の蒸発温度よりも低い。第2ORC熱交換器62aにて気化された作動流体は、膨張機63aへと導かれ、第2膨張機632に供給される。   In the second ORC heat exchanger 62a, the boiler water sent from the first ORC heat exchanger 62 (that is, boiler water guided from the first ORC heat exchanger 62 to the compressed air heat exchanger 56) is used as a heat source, and the first ORC pump The working fluid delivered from 65 is heated and vaporized. As described above, since the pressure of the working fluid led to the second ORC heat exchanger 62a is lower than the pressure of the working fluid led to the first ORC heat exchanger 62, the evaporation temperature of the working fluid in the second ORC heat exchanger 62a Is lower than the evaporation temperature of the working fluid in the first ORC heat exchanger 62. The working fluid vaporized in the second ORC heat exchanger 62 a is guided to the expander 63 a and supplied to the second expander 632.

一方、ボイラ水は、第2ORC熱交換器62aにおいて回収装置6aの作動流体により冷却される。第2ORC熱交換器62aから送出されたボイラ水は、圧縮空気熱交換器56へと導かれ、原動機3の掃気を熱源として加熱された後、ボイラ本体51へと戻される。   On the other hand, the boiler water is cooled by the working fluid of the recovery device 6a in the second ORC heat exchanger 62a. The boiler water delivered from the second ORC heat exchanger 62a is guided to the compressed air heat exchanger 56, heated with the scavenging of the prime mover 3 as a heat source, and then returned to the boiler body 51.

回収装置6aの膨張機63aでは、第1ORC熱交換器62にて気化された作動流体が第1膨張機631において膨張し、膨張後の当該作動流体、および、第2ORC熱交換器62aにて気化された作動流体が、第2膨張機632において合流して膨張する。そして、膨張機63aにおいて作動流体の膨張により回収された機械的エネルギーにより、発電機8における発電が行われる。   In the expander 63a of the recovery device 6a, the working fluid vaporized in the first ORC heat exchanger 62 expands in the first expander 631, and the expanded working fluid and vaporizes in the second ORC heat exchanger 62a. The working fluids that have been joined together in the second expander 632 are expanded. Then, the generator 8 generates power using the mechanical energy recovered by the expansion of the working fluid in the expander 63a.

ボイラシステム1cでは、図6に示すボイラシステム1bと同様に、蓄熱モードにおいて、ボイラ本体51から送出されたボイラ水が、第2循環路522を介して蓄熱部59へと導かれ、蓄熱部59の蓄熱材を加熱する(すなわち、蓄熱部59による蓄熱が行われる)。蓄熱部59から送出されたボイラ水は、回収装置6aの第1ORC熱交換器62および第2ORC熱交換器62aを通過し、圧縮空気熱交換器56にて加熱されてボイラ部50のボイラ本体51へと戻る。また、図9に示すように、給熱モードにおいては、ボイラ本体51から送出されたボイラ水は、第2循環路522を介して蓄熱部59へと導かれ、蓄熱部59の蓄熱材により加熱された後、ボイラ部50のボイラ本体51へと戻る。   In the boiler system 1c, as in the boiler system 1b shown in FIG. 6, in the heat storage mode, the boiler water sent from the boiler body 51 is guided to the heat storage unit 59 via the second circulation path 522, and the heat storage unit 59 The heat storage material is heated (that is, heat storage by the heat storage unit 59 is performed). The boiler water sent from the heat storage unit 59 passes through the first ORC heat exchanger 62 and the second ORC heat exchanger 62a of the recovery device 6a, is heated by the compressed air heat exchanger 56, and is the boiler body 51 of the boiler unit 50. Return to. In addition, as shown in FIG. 9, in the heat supply mode, the boiler water sent from the boiler body 51 is guided to the heat storage unit 59 via the second circulation path 522 and heated by the heat storage material of the heat storage unit 59. After being done, the boiler unit 50 returns to the boiler body 51.

このように、船内の蒸気システムへと蒸気を供給するボイラ部50に、図6に示すボイラシステム1bと同様に、上述の蓄熱部59、第2ポンプ55および第2循環路522を追加することにより、原動機3の廃熱を蓄えるとともに蓄えられた廃熱を利用してボイラ水を加熱する簡素な構造のボイラシステム1cを提供することができる。   As described above, the above-described heat storage unit 59, the second pump 55, and the second circulation path 522 are added to the boiler unit 50 that supplies the steam to the steam system in the ship, similarly to the boiler system 1b shown in FIG. Thus, it is possible to provide the boiler system 1c having a simple structure that stores the waste heat of the prime mover 3 and heats the boiler water using the stored waste heat.

ボイラシステム1cでは、図8に示す蓄熱モードにおいて、回収装置6aの第1ORC熱交換器62における作動流体の蒸発温度および圧力を高くすることにより、膨張機63aにおける熱落差を大きくすることができ、膨張機63aによるエネルギーの回収効率を向上することができる。また、第2ORC熱交換器62aにおける作動流体の蒸発温度を第1ORC熱交換器62における作動流体の蒸発温度よりも低くすることにより、第1ORC熱交換器62において温度が低下したボイラ水から、効率良く熱を回収することができる。ボイラ装置5では、第1ORC熱交換器62にて冷却されたボイラ水を、第2ORC熱交換器62aにおいてさらに冷却することにより、圧縮空気熱交換器56における掃気温度とボイラ水の温度との差をより一層大きくすることができる。その結果、圧縮空気熱交換器56における掃気の廃熱の回収効率を向上することができる。   In the boiler system 1c, in the heat storage mode shown in FIG. 8, by increasing the evaporation temperature and pressure of the working fluid in the first ORC heat exchanger 62 of the recovery device 6a, the heat drop in the expander 63a can be increased. The energy recovery efficiency by the expander 63a can be improved. In addition, by lowering the evaporation temperature of the working fluid in the second ORC heat exchanger 62a to be lower than the evaporation temperature of the working fluid in the first ORC heat exchanger 62, it is possible to reduce the Heat can be recovered well. In the boiler device 5, the boiler water cooled in the first ORC heat exchanger 62 is further cooled in the second ORC heat exchanger 62a, whereby the difference between the scavenging temperature in the compressed air heat exchanger 56 and the temperature of the boiler water. Can be further increased. As a result, scavenging waste heat recovery efficiency in the compressed air heat exchanger 56 can be improved.

上述のボイラシステム1,1a〜1cでは、様々な変更が可能である。   Various modifications can be made in the above-described boiler systems 1 and 1a to 1c.

流量制御部571は三方弁には限定されず、例えば、循環ポンプが流量制御部571として利用されてもよい。あるいは、第2ポンプ55として流量を制御可能なインバータポンプが利用され、上述の温度差Δtに基づいて、第2循環路522を流れてボイラ本体51へと戻るボイラ水の流量が制御されてもよい。この場合、当該インバータポンプの流量制御部分が、流量制御部571となる。   The flow rate control unit 571 is not limited to a three-way valve, and for example, a circulation pump may be used as the flow rate control unit 571. Alternatively, even if an inverter pump capable of controlling the flow rate is used as the second pump 55 and the flow rate of boiler water flowing through the second circulation path 522 and returning to the boiler body 51 is controlled based on the temperature difference Δt described above. Good. In this case, the flow rate control part of the inverter pump is the flow rate control unit 571.

膨張機63,63aは、必ずしもタービンには限定されず、例えば、スクリュー膨張機であってもよい。図7に示すボイラシステム1cでは、第2ORCポンプ65aに代えて、減圧弁が分岐流路611上に圧力調整部として設けられてもよい。   The expanders 63 and 63a are not necessarily limited to turbines, and may be screw expanders, for example. In the boiler system 1 c shown in FIG. 7, a pressure reducing valve may be provided on the branch flow path 611 as a pressure adjusting unit instead of the second ORC pump 65 a.

ボイラシステム1,1b,1cのボイラ部50では、第1循環路521を流れるボイラ水を加熱する熱源は、必ずしも、原動機3からの排気には限定されず、原動機3からの廃熱であればよい。例えば、第1循環路521を流れるボイラ水が、掃気路31上に配置された熱交換器において、掃気路31を流れる掃気を熱源として加熱されてもよい。ボイラシステム1b,1cでは、ボイラ部50に代えて、図4に示すボイラ部50aが設けられてもよい。   In the boiler unit 50 of the boiler systems 1, 1 b, and 1 c, the heat source for heating the boiler water flowing through the first circulation path 521 is not necessarily limited to the exhaust from the prime mover 3, and can be waste heat from the prime mover 3. Good. For example, boiler water flowing through the first circulation path 521 may be heated using the scavenging gas flowing through the scavenging path 31 as a heat source in a heat exchanger disposed on the scavenging path 31. In the boiler systems 1b and 1c, instead of the boiler unit 50, a boiler unit 50a shown in FIG. 4 may be provided.

ボイラシステム1,1a〜1cでは、圧縮空気熱交換器56および切替部572が省略されてもよい。この場合、蓄熱モードおよび給熱モードの双方において、蓄熱部59から送出されたボイラ水は、直接的に流量制御部571へと導かれる。これにより、ボイラシステム1,1a〜1cの構造を簡素化することができる。   In the boiler systems 1 and 1a to 1c, the compressed air heat exchanger 56 and the switching unit 572 may be omitted. In this case, in both the heat storage mode and the heat supply mode, the boiler water sent from the heat storage unit 59 is directly guided to the flow rate control unit 571. Thereby, the structure of the boiler systems 1 and 1a-1c can be simplified.

ボイラシステム1,1a〜1cでは、ボイラ水に代えて、熱媒油等の様々な媒体が利用されてもよい。ボイラシステム1,1a〜1cのボイラ装置5における媒体として熱媒油が利用される場合、ボイラ装置5では媒体の蒸気は生成されず、ボイラ装置5により加熱された液状の熱媒油が、船内の燃料油、潤滑油、生活用水等の加熱源等として利用される。   In the boiler systems 1 and 1a to 1c, various media such as heat transfer oil may be used instead of the boiler water. When heat transfer oil is used as a medium in the boiler apparatus 5 of the boiler systems 1, 1 a to 1 c, the medium vapor is not generated in the boiler apparatus 5, and the liquid heat transfer oil heated by the boiler apparatus 5 is It is used as a heating source for fuel oil, lubricating oil, and domestic water.

原動機3は、例えば、4サイクル・ディーゼルエンジンであってもよい。この場合、コンプレッサ42により加圧された吸気である圧縮空気は「給気」と呼ばれ、掃気路31は給気路と呼ばれる。また、原動機3は、ディーゼルエンジン以外の内燃機関であってもよく、内燃機関以外の原動機であってもよい。原動機3は、船舶の主機関以外の様々な用途に利用されてよく、ボイラシステム1,1a〜1cも、船舶の補助ボイラシステム以外の他の用途に利用されてよい。   The prime mover 3 may be a four-cycle diesel engine, for example. In this case, the compressed air that is the intake air pressurized by the compressor 42 is called “air supply”, and the scavenging path 31 is called an air supply path. The prime mover 3 may be an internal combustion engine other than a diesel engine or a prime mover other than the internal combustion engine. The prime mover 3 may be used for various purposes other than the main engine of the ship, and the boiler systems 1 and 1a to 1c may also be used for other uses other than the auxiliary boiler system of the ship.

上記実施の形態および各変形例における構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わされてよい。   The configurations in the above-described embodiments and modifications may be combined as appropriate as long as they do not contradict each other.

1,1a〜1c ボイラシステム
3 原動機
6,6a 回収装置
32 排気路
50,50a ボイラ部
51 ボイラ本体
53 第1ポンプ
54 排気熱交換器
55 第2ポンプ
56 圧縮空気熱交換器
59 蓄熱部
62 (第1)ORC熱交換器
62a 第2ORC熱交換器
63,63a 膨張機
64 凝縮器
65 (第1)ORCポンプ
65a 第2ORCポンプ
511 圧縮部
521 第1循環路
522 第2循環路
571 流量制御部
573 温度差取得部
1, 1a to 1c Boiler system 3 Motor 6, 6a Recovery device 32 Exhaust passage 50, 50a Boiler part 51 Boiler body 53 First pump 54 Exhaust heat exchanger 55 Second pump 56 Compressed air heat exchanger 59 Heat storage part 62 (first 1) ORC heat exchanger 62a 2nd ORC heat exchanger 63, 63a expander 64 condenser 65 (first) ORC pump 65a second ORC pump 511 compression unit 521 first circulation path 522 second circulation path 571 flow rate control section 573 temperature Difference acquisition unit

Claims (9)

ボイラシステムであって、
液状の媒体を貯溜し、原動機からの廃熱を熱源として媒体を加熱するボイラ部と、
前記ボイラ部から液状の媒体を送出し、循環路を介して前記ボイラ部へと循環させるポンプと、
蓄熱材を有し、前記蓄熱材と前記循環路を流れる媒体との間で熱交換を行い、前記蓄熱材が前記循環路を流れる媒体よりも低温の場合に前記蓄熱材により蓄熱を行い、前記蓄熱材が前記循環路を流れる媒体よりも高温の場合に前記蓄熱材により媒体を加熱する蓄熱部と、
を備えることを特徴とするボイラシステム。
A boiler system,
A boiler section for storing a liquid medium and heating the medium using waste heat from the prime mover as a heat source;
A pump for sending a liquid medium from the boiler unit and circulating it to the boiler unit via a circulation path;
Having a heat storage material, performing heat exchange between the heat storage material and the medium flowing through the circulation path, and performing heat storage by the heat storage material when the heat storage material is at a lower temperature than the medium flowing through the circulation path, A heat storage unit that heats the medium with the heat storage material when the heat storage material is hotter than the medium flowing through the circulation path;
A boiler system comprising:
請求項1に記載のボイラシステムであって、
前記ボイラ部が、
液状の媒体を貯溜するボイラ本体と、
前記ボイラ本体から液状の媒体を送出し、他の循環路を介して前記ボイラ本体へと循環させる他のポンプと、
前記原動機の排気路を流れる排気を熱源として前記他の循環路を流れる媒体を加熱する排気熱交換器と、
を備えることを特徴とするボイラシステム。
The boiler system according to claim 1,
The boiler section is
A boiler body for storing a liquid medium;
A liquid medium sent out from the boiler body, and another pump circulating through the other circulation path to the boiler body;
An exhaust heat exchanger for heating a medium flowing in the other circulation path using exhaust gas flowing in the exhaust path of the prime mover as a heat source;
A boiler system comprising:
請求項1に記載のボイラシステムであって、
前記ボイラ部が、液状の媒体を貯溜するとともに前記排気路が貫通するボイラ本体を備え、
前記排気路を流れる排気により前記ボイラ本体内の媒体が加熱されることを特徴とするボイラシステム。
The boiler system according to claim 1,
The boiler unit includes a boiler body that stores a liquid medium and through which the exhaust passage passes,
The boiler system in which the medium in the boiler body is heated by the exhaust gas flowing through the exhaust passage.
請求項1ないし3のいずれかに記載のボイラシステムであって、
前記循環路において前記蓄熱部から前記ボイラ部へと媒体を導く配管上に配置され、前記原動機へと供給される加圧された吸気である圧縮空気を熱源として媒体を加熱する圧縮空気熱交換器をさらに備えることを特徴とするボイラシステム。
The boiler system according to any one of claims 1 to 3,
A compressed air heat exchanger that is arranged on a pipe that guides the medium from the heat storage unit to the boiler unit in the circulation path, and that heats the medium using compressed air that is pressurized intake air supplied to the prime mover as a heat source A boiler system characterized by further comprising:
請求項1ないし4のいずれかに記載のボイラシステムであって、
前記ボイラ部における媒体の温度から前記蓄熱部における前記蓄熱材の温度を減算した温度差を求める温度差取得部と、
前記温度差に基づいて前記蓄熱部から前記ボイラ部へと導かれる媒体の流量を制御する流量制御部と、
をさらに備え、
前記温度差が大きくなるに従って、前記流量制御部により前記流量が減少することを特徴とするボイラシステム。
The boiler system according to any one of claims 1 to 4,
A temperature difference obtaining unit for obtaining a temperature difference obtained by subtracting the temperature of the heat storage material in the heat storage unit from the temperature of the medium in the boiler unit;
A flow rate control unit for controlling the flow rate of the medium guided from the heat storage unit to the boiler unit based on the temperature difference;
Further comprising
The boiler system, wherein the flow rate is reduced by the flow rate control unit as the temperature difference increases.
請求項1ないし5のいずれかに記載のボイラシステムであって、
前記循環路において前記蓄熱部から前記ボイラ部へと媒体を導く配管上に配置され、前記蓄熱部から送出された媒体からエネルギーを回収する回収装置をさらに備え、
前記回収装置が、
前記循環路を流れる媒体を熱源として有機媒体である作動流体を加熱して気化するORC熱交換器と、
前記ORC熱交換器にて気化された作動流体を膨張させて機械的エネルギーを回収する膨張機と、
前記膨張機にて膨張させた作動流体を凝縮して液化する凝縮器と、
前記凝縮器にて液化された作動流体を前記ORC熱交換器へと送出するORCポンプと、
を備えることを特徴とするボイラシステム。
The boiler system according to any one of claims 1 to 5,
A recovery device that is disposed on a pipe that guides a medium from the heat storage unit to the boiler unit in the circulation path, and that recovers energy from the medium sent from the heat storage unit;
The recovery device is
An ORC heat exchanger that heats and vaporizes the working fluid that is an organic medium using the medium flowing through the circulation path as a heat source;
An expander that expands the working fluid vaporized in the ORC heat exchanger and recovers mechanical energy;
A condenser that condenses and liquefies the working fluid expanded by the expander;
An ORC pump for delivering the working fluid liquefied in the condenser to the ORC heat exchanger;
A boiler system comprising:
請求項1ないし6のいずれかに記載のボイラシステムであって、
前記媒体が、ボイラ水であり、
前記ボイラ部において、前記ボイラ水の蒸気が生成されることを特徴とするボイラシステム。
The boiler system according to any one of claims 1 to 6,
The medium is boiler water;
In the boiler unit, the boiler water steam is generated.
請求項7に記載のボイラシステムであって、
前記ボイラ部から外部へと送出されるボイラ水の蒸気を圧縮する蒸気圧縮部をさらに備えることを特徴とするボイラシステム。
The boiler system according to claim 7,
A boiler system, further comprising a steam compression section that compresses steam of boiler water sent out from the boiler section.
請求項1ないし8のいずれかに記載のボイラシステムであって、
前記原動機が、船舶の主機関であり、
前記ボイラ部が、前記船舶の補助ボイラであることを特徴とするボイラシステム。
The boiler system according to any one of claims 1 to 8,
The prime mover is a main engine of a ship;
The boiler system, wherein the boiler unit is an auxiliary boiler for the ship.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015017770A (en) * 2013-07-12 2015-01-29 日立造船株式会社 Boiler system
JP2016200048A (en) * 2015-04-09 2016-12-01 株式会社神戸製鋼所 Thermal energy recovery device

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109110063A (en) * 2018-08-06 2019-01-01 江苏科技大学 A kind of polar region ship lifeboat cabin preheating system and method

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS53149116U (en) * 1977-04-28 1978-11-24
JPS59225203A (en) * 1983-06-07 1984-12-18 三菱重工業株式会社 Device for recovering waste heat
JPS59191001U (en) * 1983-06-06 1984-12-18 トヨタ自動車株式会社 Waste heat recovery equipment
JPH0233568A (en) * 1988-07-25 1990-02-02 Kawasaki Heavy Ind Ltd Method of recovering and utilizing waste heat
US5385214A (en) * 1992-11-30 1995-01-31 Spurgeon; John E. Heat storage system utilized in heat engine drive system
JP3044386U (en) * 1997-06-13 1997-12-22 ネプコ・インコーポレーテッド Power generator
JP2007247932A (en) * 2006-03-14 2007-09-27 Chugoku Electric Power Co Inc:The Hot water producing device and method utilizing waste heat of automobile
JP2007255349A (en) * 2006-03-24 2007-10-04 Jfe Engineering Kk Exhaust heat recovery power generation method and exhaust heat recovery power generation system
JP2011149332A (en) * 2010-01-21 2011-08-04 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Exhaust heat recovery power generating device and ship with the same
JP2011231636A (en) * 2010-04-26 2011-11-17 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Exhaust heat recovery power generator and ship provided with exhaust heat recovery power generator
EP2423455A2 (en) * 2010-08-24 2012-02-29 RWE Power Aktiengesellschaft Method for operating a power plant
EP2551477A1 (en) * 2011-07-29 2013-01-30 Siemens Aktiengesellschaft Method and fossil fuel powered power plant for recovering a condensate
US20130042621A1 (en) * 2010-04-01 2013-02-21 Alstom Technology Ltd. Method for increasing the efficiency of a power plant which is equipped with a gas turbine, and power plant for carrying out the method

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0344386U (en) * 1989-09-01 1991-04-24
JP2010116847A (en) * 2008-11-13 2010-05-27 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Energy storage system for marine vessel
JP5636955B2 (en) * 2010-12-27 2014-12-10 三菱日立パワーシステムズ株式会社 Heat recovery system
CN102287798A (en) * 2011-07-11 2011-12-21 梁兆志 Power boiler for coal-burning ship

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS53149116U (en) * 1977-04-28 1978-11-24
JPS59191001U (en) * 1983-06-06 1984-12-18 トヨタ自動車株式会社 Waste heat recovery equipment
JPS59225203A (en) * 1983-06-07 1984-12-18 三菱重工業株式会社 Device for recovering waste heat
JPH0233568A (en) * 1988-07-25 1990-02-02 Kawasaki Heavy Ind Ltd Method of recovering and utilizing waste heat
US5385214A (en) * 1992-11-30 1995-01-31 Spurgeon; John E. Heat storage system utilized in heat engine drive system
JP3044386U (en) * 1997-06-13 1997-12-22 ネプコ・インコーポレーテッド Power generator
JP2007247932A (en) * 2006-03-14 2007-09-27 Chugoku Electric Power Co Inc:The Hot water producing device and method utilizing waste heat of automobile
JP2007255349A (en) * 2006-03-24 2007-10-04 Jfe Engineering Kk Exhaust heat recovery power generation method and exhaust heat recovery power generation system
JP2011149332A (en) * 2010-01-21 2011-08-04 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Exhaust heat recovery power generating device and ship with the same
US20130042621A1 (en) * 2010-04-01 2013-02-21 Alstom Technology Ltd. Method for increasing the efficiency of a power plant which is equipped with a gas turbine, and power plant for carrying out the method
JP2011231636A (en) * 2010-04-26 2011-11-17 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Exhaust heat recovery power generator and ship provided with exhaust heat recovery power generator
EP2423455A2 (en) * 2010-08-24 2012-02-29 RWE Power Aktiengesellschaft Method for operating a power plant
EP2551477A1 (en) * 2011-07-29 2013-01-30 Siemens Aktiengesellschaft Method and fossil fuel powered power plant for recovering a condensate

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015017770A (en) * 2013-07-12 2015-01-29 日立造船株式会社 Boiler system
JP2016200048A (en) * 2015-04-09 2016-12-01 株式会社神戸製鋼所 Thermal energy recovery device

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