JP2023067442A - Steam supply equipment - Google Patents
Steam supply equipment Download PDFInfo
- Publication number
- JP2023067442A JP2023067442A JP2021178683A JP2021178683A JP2023067442A JP 2023067442 A JP2023067442 A JP 2023067442A JP 2021178683 A JP2021178683 A JP 2021178683A JP 2021178683 A JP2021178683 A JP 2021178683A JP 2023067442 A JP2023067442 A JP 2023067442A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- steam
- pipe
- fluid
- refrigerant
- boiler
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 164
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 89
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 claims abstract description 84
- 238000010248 power generation Methods 0.000 claims abstract description 68
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims abstract description 22
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims abstract description 10
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 52
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims description 50
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims description 26
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 claims description 21
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 15
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 claims description 9
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 5
- 230000009467 reduction Effects 0.000 abstract description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 26
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 18
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 13
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 12
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 10
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 10
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 8
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 4
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 description 4
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 4
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 2
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- -1 for example Substances 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 2
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
本発明の実施形態は、蒸気供給設備に関する。 Embodiments of the present invention relate to steam supply equipment.
製造工場などでは、製品を製造する際に大量の蒸気を使用している。このような製造工場では、例えば、自家発電設備から抽気した蒸気を製造工場に導入している。 Manufacturing plants use a large amount of steam when manufacturing products. In such a manufacturing plant, for example, steam extracted from an in-house power generation facility is introduced into the manufacturing plant.
図12は、従来の自家発電設備300の系統図である。図12に示すように、自家発電設備300は、ボイラ310と、蒸気タービン311と、発電機312と、復水器313と、給水ポンプ314と、抽気管315とを備える。
FIG. 12 is a system diagram of a conventional private
ボイラ310で発生した蒸気は、蒸気タービン311に導入され、膨張仕事によって蒸気タービン311を回転駆動する。蒸気タービン311に連結された発電機312は、蒸気タービン311とともに回転駆動して発電する。
The steam generated by the
蒸気タービン311から排気された蒸気は、復水器313において冷却水313aにより冷却され復水になる。復水は、給水ポンプ314によって昇圧され、ボイラ310に導入される。
The steam exhausted from the
また、蒸気タービン311の所定のタービン段落から抽気された蒸気が抽気管315に導入される。抽気された蒸気は、圧力、温度が調整された後、例えば、製造工場の製造プロセス316へ送気される。
Also, steam extracted from a predetermined turbine stage of the
ここで、ボイラ310の燃料には、一般的に、石炭、重油、天然ガスなどのいわゆる化石燃料が使用される。化石燃料の燃焼によって生成されるCO2は、地球温暖化の一因である。そのため、化石燃料の燃焼量を削減することが求められている。
Here, so-called fossil fuels such as coal, heavy oil, and natural gas are generally used as fuel for the
また、従来の蒸気発生設備として、ヒートポンプサイクルを利用した蒸気発生設備がある。この蒸気発生設備は、ボイラを備えないため、CO2を排出しない。 Moreover, as conventional steam generating equipment, there is steam generating equipment using a heat pump cycle. Since this steam generation facility does not have a boiler, it does not emit CO2 .
図13は、ヒートポンプサイクルを利用した従来の蒸気発生設備330の系統図である。図13に示すように、蒸気発生設備330は、圧縮機320と、凝縮器321と、膨張弁322と、蒸発器323とを備える。なお、圧縮機320は、例えば、駆動装置320aによって駆動される。
FIG. 13 is a system diagram of a conventional
ヒートポンプサイクルには、冷媒が流れる。蒸発器323において、冷媒は、導入される外部流体323aから熱を奪い蒸発する。なお、蒸発器323を通過した外部流体323bの温度は、導入される外部流体323aの温度よりも低下する。なお、外部流体としては、工場からの廃熱などが用いられる。
A refrigerant flows through the heat pump cycle. In the
蒸発器323で蒸発した低圧の冷媒の蒸気は、圧縮機320において高温、高圧となる。圧縮機320で高温、高圧となった冷媒の蒸気は、凝縮器321に導入される。そして、冷媒の蒸気は、凝縮器321に導入される水321aに熱を放出して冷却される。なお、水321aは沸騰して蒸気321bとなり、凝縮器321から放出される。
The low pressure refrigerant vapor evaporated in the
凝縮器321において温度が低下した冷媒は、膨張弁322で絞り膨張する。そして、圧力および温度が低下して液体となった冷媒は、蒸発器323に導かれる。
The refrigerant whose temperature has decreased in the
上記した従来のヒートポンプサイクルを利用した蒸気発生設備330は、比較的小型の蒸気利用設備に採用されている。
The conventional
自家発電設備において、蒸気タービン311に導入される主蒸気のうち、例えば10~95%に相当する蒸気が、抽気管315によって抽気され製造工場などの製造プロセス316に供給される。このように、製造プロセス316においては、比較的大量の蒸気が使用される。
In the private power generation facility, steam corresponding to, for example, 10 to 95% of the main steam introduced into the
また、抽気蒸気を製造プロセス316に使用する従来の自家発電設備300では、抽気される蒸気流量を考慮してボイラ310において燃料が消費される。すなわち、抽気される蒸気の全量をボイラ310で発生させるため、抽気される蒸気流量に応じてCO2の排出量が増加する。
In addition, in the conventional private
また、従来のヒートポンプサイクルを利用した蒸気発生設備330において上記した蒸気流量を安定して発生させるには、冷媒の流量を増加させることが必要となる。これによって、冷媒を圧縮する圧縮機320の駆動装置320aにおける駆動電力の消費量が増加する。
Further, in order to stably generate the above-described steam flow rate in the conventional
また、凝縮器321において水321aを蒸気321bとするため、蒸発器323において、常時、高温の外部流体323aが大量に必要となる。しかしながら、上記した従来のヒートポンプサイクルを利用した単体の蒸気発生設備330では、製造工場で使用される全量の蒸気流量を安定して供給することは困難である。
Further, since
本発明が解決しようとする課題は、CO2の排出量を削減できるとともに、安定して高温の蒸気を供給することができる蒸気供給設備を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide a steam supply facility capable of reducing CO 2 emissions and stably supplying high-temperature steam.
実施形態の蒸気供給設備は、蒸気を発生させるボイラ、発生した蒸気を駆動源とする蒸気タービン、前記蒸気タービンの駆動によって発電する発電機、前記蒸気タービンから排出された蒸気を凝縮する復水器および前記ボイラに復水を圧送する給水ポンプを備えた発電設備に付属される。 The steam supply facility of the embodiment includes a boiler that generates steam, a steam turbine driven by the generated steam, a generator that generates power by driving the steam turbine, and a condenser that condenses the steam discharged from the steam turbine. and attached to a power generation facility equipped with a feedwater pump for pressure-feeding condensate to the boiler.
蒸気供給設備は、冷媒を蒸発させる蒸発器、蒸発した冷媒を圧縮する冷媒圧縮機、圧縮された冷媒の熱量を放熱する熱交換器および放熱した冷媒を膨張させる膨張部を備え、冷媒が循環するヒートポンプシステムと、前記蒸気タービンから蒸気を抽気する抽気管と、前記熱交換器に水を導入する水供給管と、前記水供給管から導入された水に冷媒が放熱した熱量を与えることによって生成される蒸気を前記熱交換器から排出する蒸気排出管と、前記蒸発器において冷媒に熱量を与える流体を前記蒸発器に導入する流体導入管と、前記蒸発器から前記流体を排出する流体排出管とを備える。そして、蒸気供給設備は、前記抽気管および前記蒸気排出管に導入された蒸気を蒸気利用部に供給する。 The steam supply equipment includes an evaporator that evaporates the refrigerant, a refrigerant compressor that compresses the evaporated refrigerant, a heat exchanger that radiates the heat of the compressed refrigerant, and an expansion section that expands the radiated refrigerant, and the refrigerant circulates. A heat pump system, a steam extraction pipe for extracting steam from the steam turbine, a water supply pipe for introducing water into the heat exchanger, and heat generated by applying the amount of heat radiated by the refrigerant to the water introduced from the water supply pipe. a steam discharge pipe for discharging the vapor from the heat exchanger, a fluid introduction pipe for introducing into the evaporator a fluid that gives heat to the refrigerant in the evaporator, and a fluid discharge pipe for discharging the fluid from the evaporator and The steam supply facility supplies the steam introduced into the extraction pipe and the steam discharge pipe to the steam utilization section.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1の実施の形態)
図1は、第1の実施の形態の蒸気供給設備30を備える蒸気-発電設備1の系統図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a system diagram of a steam-
図1に示すように、蒸気-発電設備1は、発電機能を備える発電設備10と、蒸気を蒸気利用部80に供給する蒸気供給設備30とを備える。
As shown in FIG. 1 , the steam-
まず、発電設備10について説明する。
First, the
発電設備10は、ボイラ11と、蒸気タービン12と、発電機13と、復水器14と、給水ポンプ15とを備える。これらは、配管を介して順次接続されている。
The
ボイラ11は、蒸気を発生させる蒸気発生装置である。ボイラ11は、例えば、燃焼器(図示しない)を備える。そして、ボイラ11は、燃焼器で発生した燃焼ガスを熱源として蒸気を発生させる。ボイラ11の燃料には、一般的に、石炭、重油、天然ガスなどのいわゆる化石燃料が使用される。
The
蒸気タービン12は、ボイラ11で発生した蒸気を駆動源とする。発電機13は、蒸気タービン12に連結され、蒸気タービン12の駆動によって発電する。
The
復水器14は、蒸気タービン12から排出された蒸気を凝縮して復水とする。復水器14は、蒸気を冷却するための冷却媒体を導入する冷却媒体導入管14aと、蒸気を冷却した冷却媒体を排出する冷却媒体排出管14bとを備える。給水ポンプ15は、ボイラ11に復水を圧送する。
The
上記した発電設備10において、ボイラ11で発生した蒸気は、蒸気タービン12に導入される。蒸気タービン12は、導入された蒸気の膨張仕事によって回転駆動される。蒸気タービン12に連結された発電機13は、蒸気タービン12とともに回転駆動して発電する。
In the
蒸気タービン12から排出された蒸気は、復水器14に導かれる。復水器14に導かれた蒸気は、冷却媒体導入管14aから導入された冷却媒体によって冷却され、復水になる。蒸気を冷却した冷却媒体は、冷却媒体排出管14bから排出される。なお、冷却媒体排出管14bから排出される冷却媒体の温度は、冷却媒体導入管14aから導入される冷却媒体の温度よりも高い。
Steam discharged from the
復水器14で形成された復水は、給水ポンプ15によって昇圧され、ボイラ11に導入される。
Condensate formed in the
次に、蒸気供給設備30について説明する。
Next, the
蒸気供給設備30は、ヒートポンプシステム40と、蒸気圧縮機45と、抽気管60とを備える。
The
ヒートポンプシステム40は、蒸発器41、冷媒圧縮機42、熱交換器43、膨張部44を備える。これらは、配管を介して順次接続されている。また、配管には、冷媒が循環する。冷媒圧縮機42は、駆動装置42aを備える。
The
蒸発器41は、外部から導入された流体と冷媒との熱交換によって液体の冷媒を蒸発させる。蒸発器41は、流体導入管41aと、流体排出管41bとを備える。流体導入管41aは、冷媒配管を流れる冷媒に熱量を与える流体を蒸発器41内に導入する。流体排出管41bは、冷媒を加熱した流体を蒸発器41から排出する。
The
なお、流体排出管41bから排出される冷媒の温度は、流体導入管41aから導入される冷媒の温度よりも低い。また、流体は、図示しないポンプなどによる圧送装置によって外部から流体導入管41aに導入される。
The temperature of the refrigerant discharged from the
ここで、流体導入管41aから蒸発器41に導入される流体として、海水、河川の水または大気などが例示できる。また、蒸発器41に導入される流体として、ボイラ11からの排ガスを使用してもよい。なお、蒸発器41に導入される流体は、これらに限定されず、蒸発器41を流れる冷媒の温度よりも高い温度の流体であればよい。すなわち、蒸発器41に導入される流体は、蒸発器41において冷媒を蒸発させる熱量を有する流体であればよい。
Here, examples of the fluid introduced into the evaporator 41 from the
なお、流体が復水器14の冷却媒体と同じ媒体である場合、例えば、復水器14の冷却媒体排出管14bから排出された冷却媒体の一部を流体とともに流体導入管41aに導入してもよい。流体よりもより高温の冷却媒体を混ぜることで、ヒートポンプシステム40の成績係数(COP)が向上する。
When the fluid is the same medium as the cooling medium of the
また、流体が復水器14の冷却媒体と同じ媒体である場合、例えば、蒸発器41の流体排出管41bから排出された流体を冷却媒体とともに冷却媒体導入管14aに導入してもよい。流体排出管41bから排出された流体の温度が冷却媒体の温度よりも低い場合には、復水器14に導入される冷却媒体の温度がより低くなる。これによって、発電設備10における熱効率が向上する。
Further, when the fluid is the same medium as the cooling medium of the
冷媒圧縮機42は、蒸発器41で蒸発した冷媒を圧縮して、高温、高圧の冷媒とする。冷媒圧縮機42は、駆動装置42aによって駆動される。
The
熱交換器43は、外部から導入された水と冷媒との熱交換によって蒸気を発生させる。熱交換器43は、水供給管43aと、蒸気排出管43bとを備える。水供給管43aは、冷媒との熱交換によって蒸気となる水を熱交換器内に導入する。なお、水は、図示しないポンプなどによる圧送装置によって外部から水供給管43aに導入される。
The
蒸気排出管43bは、水に冷媒が放熱した熱量を与えることによって生成された蒸気を熱交換器43から排出して蒸気利用部80に供給する。また、蒸気排出管43bには、蒸気圧縮機45が介在している。
The
膨張部44は、熱交換器43において放熱した冷媒を膨張させ、温度、圧力を低下させる。なお、膨張部44を通過した冷媒は、液体となる。膨張部44は、冷媒を膨張させて温度および圧力を低下させる構成であればよい。膨張部44として、例えば、膨張弁、オリフィスなどが使用される。
The
蒸気圧縮機45は、蒸気排出管43bに介在する。そして、熱交換器43から排出された蒸気を圧縮して、温度、圧力を上昇させる。蒸気圧縮機45において、蒸気の温度および圧力は、例えば、蒸気利用部80で要求される蒸気の温度、圧力を考慮して調整される。蒸気圧縮機45は、駆動装置45aによって駆動される。なお、蒸気の加温手段として、例えば、電気ヒータなどを使用してもよい。
The
ここで、蒸気利用部80として、例えば、製造工場の製造プロセスなどが例示できる。なお、蒸気利用部80は、これに限定されず、蒸気タービン12などから抽気した蒸気を利用している蒸気利用部であれば、蒸気利用部80に含まれる。
Here, as the
抽気管60は、蒸気タービン12から蒸気を抽気して蒸気利用部80に供給する。抽気管60は、蒸気利用部80で要求される蒸気の温度、圧力を考慮して、所定のタービン段落の蒸気を抽気するように蒸気タービン12に接続されている。
The
上記したように、蒸気利用部80には、蒸気排出管43bおよび抽気管60から蒸気が供給される。
As described above, steam is supplied to the
なお、蒸気排出管43bおよび抽気管60には、蒸気の温度および圧力を蒸気利用部80で要求される温度および圧力に最終的に調整する温度-圧力調整機構(図示しない)を備えてもよい。温度-圧力調整機構は、例えば、圧縮機、圧縮機および電気ヒータ、またはタービンなどで構成される。
The
なお、蒸気排出管43bおよび抽気管60から蒸気利用部80に導入される蒸気が、蒸気利用部80で要求される蒸気の温度および圧力を満たすように調整されている場合には、温度-圧力調整機構は、不要となる。
Note that when the steam introduced from the
上記した蒸気供給設備30において、液体の冷媒は、流体導入管41aから蒸発器41に導入された流体との熱交換によって加熱され蒸発する。冷媒を加熱した流体は、流体排出管41bから外部に排出される。
In the
蒸発した冷媒は、冷媒圧縮機42に導かれる。そして、冷媒は、冷媒圧縮機42において高温、高圧となる。高温、高圧となった冷媒は、熱交換器43に導入される。熱交換器43に導入された冷媒は、水供給管43aから熱交換器43に導入された水との熱交換によって、温度が低下する。一方、熱交換器43において、水は、冷媒から与えられた熱量によって沸騰して蒸気となる。
The evaporated refrigerant is led to
温度が低下した冷媒は、熱交換器43から膨張部44に導かれる。冷媒は、膨張部44で絞り膨張し、低圧、低温の状態になる。膨張部44を通過した冷媒は、液体となる。
The refrigerant whose temperature has decreased is guided from the
液体の冷媒は、再度、蒸発器41に循環する。
The liquid refrigerant circulates through the
ここで、熱交換器43おいて生成された蒸気は、蒸気排出管43bを通り蒸気利用部80に供給される。その際、蒸気排出管43bを流れる蒸気の温度および圧力は、蒸気圧縮機45を通過することで上昇する。
Here, the steam generated in the
また、蒸気タービン12の所定のタービン段落から抽気された蒸気は、抽気管60を通り蒸気利用部80に供給される。
Also, steam extracted from a predetermined turbine stage of the
上記した第1の実施の形態の蒸気供給設備30を備えることで、蒸気利用部80において必要な蒸気を蒸気タービン12から抽気した蒸気とともに、蒸気供給設備30から供給することができる。そのため、蒸気利用部80において必要な蒸気の全流量を蒸気タービン12からの抽気によって供給している従来の自家発電設備に比べて、ボイラ11において消費される化石燃料の流量を減少させることができる。
By providing the
すなわち、蒸気供給設備30を備えることで、発電設備10のボイラ11によって生成される蒸気の流量において、蒸気供給設備30から供給される蒸気の流量分を削減することができる。これによって、ボイラ11において消費される化石燃料の流量を減少させることができ、CO2の排出量を削減できる。
That is, by providing the
また、蒸気供給設備30では、蒸発器41において、例えば、自然エネルギである海水、河川の水または大気などの流体の熱量を利用する場合には、冷媒を蒸発させるための熱量を安定して得ることができる。これによって、熱交換器43において、蒸気利用部80に供給する蒸気流量を安定して発生させることができる。なお、上記した自然エネルギからなる流体以外でも安定した供給が可能な流体であれば、同様の効果を得ることができる。
Further, in the
さらに、既存の発電設備において、蒸気供給設備30を容易に付属させることができる。これによって、既存の発電設備を有効に利用するとともに、信頼性の高い蒸気供給機能を備えることができる。
Furthermore, the
ここで、図2は、第1の実施の形態の他の蒸気供給設備30を備える蒸気-発電設備1の系統図である。
Here, FIG. 2 is a system diagram of the steam-
図2に示すように、蒸気供給設備30は、蒸気利用部80で蒸気使用後に生成するドレンを流体導入管41aに導入するドレン管90を備えてもよい。ドレンは、蒸気利用部80に導入された蒸気が凝縮することで形成される。なお、ドレンは、図示しないポンプなどによって流体導入管41aに圧送される。
As shown in FIG. 2, the
この構成は、流体導入管41aに導入されるドレンの温度が、流体導入管41aから蒸発器41に導入される流体の温度よりも高い場合に適用される。
This configuration is applied when the temperature of the drain introduced into the
このように、流体の温度よりも高いドレンを流体とともに蒸発器41に導入することで、流体として、例えば、海水、河川の水または大気などを直接導入するよりも高い温度の流体が得られる。これによって、ヒートポンプシステム40の成績係数(COP)が向上する。
By introducing drain having a temperature higher than that of the fluid into the
(第2の実施の形態)
図3は、第2の実施の形態の蒸気供給設備31を備える蒸気-発電設備1の系統図である。なお、以下の実施の形態において、第1の実施の形態の蒸気供給設備30を備える蒸気-発電設備1と同一の構成部分には同一の符号を付して、重複する説明を省略または簡略する。
(Second embodiment)
FIG. 3 is a system diagram of a steam-
第2の実施の形態の蒸気供給設備31においては、蒸発器41の流体導入管41aへの流体の導入系統以外は、第1の実施の形態の蒸気供給設備30の構成と同じである。そのため、ここでは、流体導入管41aへの流体の導入系統の構成について主に説明する。
A
図3に示すように、蒸発器41の流体導入管41aの入口端は、復水器14の冷却媒体排出管14bの出口端に連結されている。また、流体導入管41aには、排出管41cが連結されている。排出管41cの出口端は、外部に開口している。排出管41cは、復水器14から排出された冷却媒体に一部を外部に排出する。なお、排出管41cには、排出する冷却媒体の流量を調整するための流量調整弁(図示しない)が備えられている。
As shown in FIG. 3 , the inlet end of the
そして、蒸発器41には、流体導入管41aを介して復水器14において蒸気を冷却した冷却媒体が流体として導入される。蒸発器41に導入される流体の流量は、例えば、蒸発器41において冷媒に与える熱量などに応じて調整される。
The cooling medium obtained by cooling the steam in the
ここで、復水器14における冷却媒体は、例えば、海水、河川の水または大気である。そして、復水器14の冷却媒体排出管14bから排出される冷却媒体の温度は、復水器14において蒸気から熱量を奪うことで冷却媒体導入管14aに流入する冷却媒体の温度よりも高い。そのため、蒸発器41には、外部から直接導入する流体の温度よりも高い温度の流体(冷却媒体)が導入される。
Here, the cooling medium in the
蒸発器41において、液体の冷媒は、流体導入管41aから蒸発器41に導入された流体との熱交換によって加熱され蒸発する。冷媒を加熱した流体は、流体排出管41bから外部に排出される。流体排出管41bから排出される流体の温度は、冷却媒体排出管14bから流体導入管41aに導入されたときの流体の温度よりも低い。
In the
第2の実施の形態の蒸気供給設備31によれば、第1の実施の形態の蒸気供給設備30における作用効果と同様の作用効果が得られる。
According to the
また、蒸気供給設備31では、復水器14から排出される冷却媒体を蒸発器41に導入する流体として使用することで、流体として、例えば、海水、河川の水または大気を直接導入するよりも高い温度の流体が得られる。これによって、ヒートポンプシステム40の成績係数(COP)が向上する。
In addition, in the
さらに、蒸気供給設備31を備える蒸気-発電設備1では、復水器14から排出される冷却媒体から蒸発器41において熱量を奪うことで、低温の冷却媒体(流体)を外部に排出する。これによって、冷却媒体(流体)が排出される海水、河川、大気などの温度上昇が抑制され、生物環境や気象環境に影響を与えることを防止できる。
Furthermore, in the steam-
なお、第2の実施の形態において、例えば、蒸発器41の流体排出管41bから排出された流体を復水器14の冷却媒体に混合して混合冷却媒体として冷却媒体導入管14aに導入してもよい。流体排出管41bから排出された流体の温度が外部から復水器14に導入される冷却媒体の温度よりも低い場合には、復水器14に導入される混合冷却媒体の温度は、外部から復水器14に導入される冷却媒体の温度よりも低くなる。これによって、発電設備10における熱効率が向上する。
In the second embodiment, for example, the fluid discharged from the
なお、蒸気供給設備31においても、第1の実施の形態において図2に示したように、蒸気利用部80で蒸気使用後に生成するドレンを流体導入管41aに導入するドレン管90を備えてもよい。
Note that the
(第3の実施の形態)
図4は、第3の実施の形態の蒸気供給設備32を備える蒸気-発電設備1の系統図である。
(Third Embodiment)
FIG. 4 is a system diagram of a steam-
第3の実施の形態の蒸気供給設備32においては、蒸発器41の流体導入管41aへの流体の導入系統および蒸発器41の流体排出管41bからの流体の排出系統以外は、第1の実施の形態の蒸気供給設備30の構成と同じである。そのため、ここでは、流体導入管41aへの流体の導入系統および流体排出管41bからの流体の排出系統の構成について主に説明する。
In the
図4に示すように、蒸気タービン12には、蒸発器41に蒸気を導出する蒸気導出管100が備えられている。蒸発器41の流体導入管41aの入口端は、蒸気導出管100の出口端に連結されている。そのため、蒸発器41には、流体導入管41aを介して蒸気タービン12から抽気された蒸気が流体として導入される。すなわち、蒸発器41には、蒸気タービン12から抽気された高温の蒸気が導入される。
As shown in FIG. 4 , the
また、蒸発器41の流体排出管41bの出口端は、復水器14と給水ポンプ15との間の給水配管20に連結されている。
Also, the outlet end of the
蒸発器41において、液体の冷媒は、流体導入管41aから蒸発器41に導入された流体との熱交換によって加熱され蒸発する。冷媒を加熱した蒸気は、凝縮して水となる。そして、水は、流体排出管41bを通り、復水器14と給水ポンプ15との間の給水配管20に導かれる。
In the
第3の実施の形態の蒸気供給設備32によれば、第1の実施の形態の蒸気供給設備30における作用効果と同様の作用効果が得られる。
According to the
また、蒸気供給設備32では、蒸気タービン12から抽気された蒸気を蒸発器41に導入する流体として使用することで、流体として、例えば、海水、河川の水または大気などを導入するよりも高い温度の流体が得られる。これによって、ヒートポンプシステム40の成績係数(COP)が向上する。
Further, in the
蒸気供給設備32においては、蒸発器41に導入した蒸気を水として発電設備10の給水系統に戻すことができる。これによって、発電設備10の給水系統における循環水量を維持できる。
In the
なお、ここでは、蒸気導出管100を介して蒸気タービン12から抽気した蒸気を蒸発器41に導入する一例を示したが、この構成に限られない。例えば、蒸気導出管100は、例えば、蒸気タービン12の排気管と流体導入管41aとを連結するように備えられてもよい。この場合、蒸気タービン12から排気された蒸気の一部が流体導入管41aを介して蒸発器41に導入される。
Although an example of introducing the steam extracted from the
この場合においても、流体として、例えば、海水、河川の水または大気などを導入するよりも高い温度の流体を蒸発器41に導入できる。これによって、ヒートポンプシステム40の成績係数(COP)が向上する。
Also in this case, a fluid having a higher temperature than seawater, river water, air, or the like can be introduced into the
(第4の実施の形態)
図5は、第4の実施の形態の蒸気供給設備33を備える蒸気-発電設備1の系統図である。
(Fourth embodiment)
FIG. 5 is a system diagram of a steam-
第4の実施の形態の蒸気供給設備33においては、ドレン管110を備えた以外は、第1の実施の形態の蒸気供給設備30の構成と同じである。そのため、ここでは、ドレン管110について主に説明する。
A
図5に示すように、蒸気供給設備33は、蒸気利用部80で蒸気使用後に生成するドレン(水)を熱交換器43の水供給管43aに導入するドレン管110を備える。ドレン管110は、蒸気利用部80におけるドレン回収部(図示しない)と水供給管43aとを連結する。
As shown in FIG. 5 , the
なお、ドレンは、蒸気利用部80に導入された蒸気が凝縮することで形成される水である。このドレンの温度は、水供給管43aに供給される水の温度よりも高い。ドレンは、図示しないポンプなどによって水供給管43aに圧送される。
Note that the drain is water formed by condensation of the steam introduced into the
蒸気供給設備33において、水供給管43aに供給される水とドレン管110を介して蒸気利用部80から水供給管43aに導入される水との混合水は、熱交換器43に導入された高温および高圧の冷媒と熱交換する。そして混合水は、冷媒から与えられた熱量によって沸騰して蒸気となる。
In the
第4の実施の形態の蒸気供給設備33によれば、第1の実施の形態の蒸気供給設備30における作用効果と同様の作用効果が得られる。
According to the
また、蒸気供給設備33において、ドレン管110から水供給管43aに導入される水の温度は、水供給管43aに導入される水の温度よりも高い。そのため、熱交換器43に導入される混合水の温度は、水供給管43aに外部から導入される水の温度よりも高い。
Further, in the
そのため、蒸気を発生させるために、熱交換器43において冷媒から混合水に与える熱量を減少できる。すなわち、冷媒圧縮機42において、冷媒を圧縮して高温、高圧の蒸気にする際の駆動装置42aの動力を削減できる。これによって、ヒートポンプシステム40の成績係数(COP)が向上する。
Therefore, the amount of heat given from the refrigerant to the mixed water in the
また、蒸気利用部80に導入された蒸気の凝縮水を水供給管43aに導入される水の一部として利用することで、外部から水供給管43aに供給する水量を削減できる。
Further, by using the condensed water of the steam introduced into the
なお、第4の実施の形態の蒸気供給設備33においても、第2の実施の形態の蒸気供給設備31(図3)と同様の流体導入管41aへの流体の導入系統の構成を備えてもよい。
It should be noted that the
(第5の実施の形態)
図6は、第5の実施の形態の蒸気供給設備34を備える蒸気-発電設備1の系統図である。
(Fifth embodiment)
FIG. 6 is a system diagram of the steam-
第5の実施の形態の蒸気供給設備34においては、抽気管60からの蒸気と、蒸気排出管43bからの蒸気をそれぞれ別個の蒸気利用部80A、80Bに供給する蒸気供給系統の構成以外は、第1の実施の形態の蒸気供給設備30の構成と同じである。そのため、ここでは、蒸気供給系統の構成について主に説明する。
In the
図6に示すように、蒸気タービン12から抽気された蒸気は、抽気管60を介して蒸気利用部80Aに導入される。また、熱交換器43で発生した蒸気は、蒸気排出管43bを介して蒸気利用部80Bに導入される。
As shown in FIG. 6 , the steam extracted from the
なお、抽気管60および蒸気排出管43bのそれぞれに、蒸気を所定の温度および圧力に調整する温度-圧力調整機構を備えてもよい。
Incidentally, the
第5の実施の形態の蒸気供給設備34によれば、第1の実施の形態の蒸気供給設備30における作用効果と同様の作用効果が得られる。
According to the
また、蒸気供給設備34では、異なる蒸気利用部にそれぞれ別個の蒸気供給系統で蒸気を供給することができる。例えば、ヒートポンプシステム40を蒸気利用部80Bに近い位置に設置することで、蒸気供給系統における放熱損失(ヒートロス)を削減できる。
Further, in the
また、別個の蒸気供給系統で蒸気を供給することによって、各蒸気利用部に異なる温度、圧力の蒸気を供給することができる。 In addition, by supplying steam through separate steam supply systems, it is possible to supply steam with different temperatures and pressures to each steam utilization section.
なお、第5の実施の形態の蒸気供給設備34においても、第2の実施の形態の蒸気供給設備31(図3)と同様の流体導入管41aへの流体の導入系統の構成を備えてもよい。
It should be noted that the
(第6の実施の形態)
図7は、コンバインド発電設備および第1の実施の形態の蒸気供給設備30を備える蒸気-発電設備1の系統図である。
(Sixth embodiment)
FIG. 7 is a system diagram of the steam-
ここでは、ガスタービン発電システム120および蒸気タービン発電システム130を備えたコンバインド発電設備を備えた以外は、第1の実施の形態の蒸気供給設備30の構成と同じである。そのため、ここでは、コンバインド発電設備について主に説明する。
Here, the configuration is the same as that of the
発電設備10は、ガスタービン発電システム120と、蒸気タービン発電システム130とを備えるコンバインド発電設備である。
The
ガスタービン発電システム120は、空気圧縮機121と、燃焼器122と、ガスタービン123と、発電機124とを備える。
The gas turbine
空気圧縮機121は、大気である空気を導入して圧縮する。燃焼器122は、空気圧縮機121で圧縮された空気と燃料を燃焼させる。燃焼器122には、燃料を供給する燃料供給管122aが備えられている。燃焼器122の燃料には、一般的に、石炭、重油、天然ガスなどのいわゆる化石燃料が使用される。
The
ガスタービン123は、燃焼器122で生成された燃焼ガスを駆動源とする。発電機124は、ガスタービン123に連結され、ガスタービン123の駆動によって発電する。
The
なお、ガスタービン123からの排ガスは、廃熱回収ボイラ(HRSG)140に導入される。
In addition, exhaust gas from the
蒸気タービン発電システム130は、廃熱回収ボイラ(HRSG)140と、蒸気タービン12と、発電機13と、復水器14と、給水ポンプ15とを備える。
The steam turbine
廃熱回収ボイラ140は、ガスタービン123からの排ガスの熱量によって蒸気を発生させる。発生した蒸気は、蒸気タービン12に導入される。なお、蒸気タービン発電システム130では、廃熱回収ボイラ140は、前述したボイラ11の機能を備える。
The waste heat
なお、蒸気タービン12、発電機13、復水器14、給水ポンプ15の機能は、前述したとおりである。
The functions of the
ガスタービン発電システム120では、空気圧縮機121によって圧縮された空気は、燃焼器122に導入される。また、燃焼器122には、燃料供給管122aを介して燃料が導入される。燃焼器122において、燃料と空気は燃焼して燃焼ガスを生成する。
In gas turbine
燃焼ガスは、ガスタービン123に導入される。ガスタービン123は、導入された燃焼ガスの膨張仕事によって回転駆動される。ガスタービン123に連結された発電機124は、ガスタービン123とともに回転駆動して発電する。ガスタービン123から排出された排ガスは、廃熱回収ボイラ140に導入される。
The combustion gases are introduced into
蒸気タービン発電システム130では、給水が給水ポンプ15によって廃熱回収ボイラ140に圧送される。廃熱回収ボイラ140では、ガスタービン123から排出された排ガスの熱量によって、給水が沸騰して蒸気となる。なお、廃熱回収ボイラ140において給水に熱量を与えた排ガスは、大気中に排出される。
In the steam turbine
廃熱回収ボイラ140で発生した蒸気は、蒸気タービン12に導入される。なお、これ以降の作用は、前述したとおりである。
Steam generated in the
このように、第1の実施の形態の蒸気供給設備30は、コンバインド発電設備にも適用することができる。なお、作用効果は、第1の実施の形態の蒸気供給設備30における作用効果と同じである。
Thus, the
なお、ここでは、コンバインド発電設備に第1の実施の形態の蒸気供給設備30を付属させた蒸気-発電設備1を例示した。蒸気供給設備としては、前述した第2の実施の形態~第5の実施の形態の蒸気供給設備31、32、33、34を備えてもよい。
Here, the steam-
(第7の実施の形態)
図8は、第7の実施の形態の蒸気供給設備35を備える蒸気-発電設備1の系統図である。
(Seventh embodiment)
FIG. 8 is a system diagram of a steam-
第7の実施の形態の蒸気供給設備35においては、蒸発器41の流体導入管41aへの流体の導入系統以外は、第6の実施の形態に示した蒸気供給設備30の構成と同じである。そのため、ここでは、蒸気供給系統の構成について主に説明する。
The
蒸気-発電設備1は、ガスタービン発電システム120および蒸気タービン発電システム130を備えたコンバインド発電設備を備える。
The steam-
図8に示すように、廃熱回収ボイラ140の排気管141は、蒸発器41の流体導入管41aに連結されている。すなわち、排気管141の出口端は、流体導入管41aの入口端に連結されている。
As shown in FIG. 8 , the
蒸気供給設備35において、廃熱回収ボイラ140から排出された排ガスは、排気管141、流体導入管41aを通り、流体として蒸発器41に導入される。すなわち、廃熱回収ボイラ140において給水に熱量を与えた排ガスは、蒸発器41に導入される流体として、流体導入管41aから導入される。
In the
第7の実施の形態の蒸気供給設備35によれば、第1の実施の形態の蒸気供給設備30における作用効果と同様の作用効果が得られる。
According to the
また、蒸気供給設備35において、流体として、例えば、海水、河川の水または大気などを導入するよりも高い温度の流体を蒸発器41に導入できる。そのため、ヒートポンプシステム40の成績係数(COP)が向上する。
Also, in the
また、蒸気供給設備36によれば、廃熱回収ボイラ140から排出された排ガスの熱量を有効に利用することができる。
Further, according to the
(第8の実施の形態)
図9は、第8の実施の形態の蒸気供給設備36を備える蒸気-発電設備1の系統図である。
(Eighth embodiment)
FIG. 9 is a system diagram of a steam-
第8の実施の形態の蒸気供給設備36においては、蒸発器41の流体導入管41aへの流体の導入系統以外は、第6の実施の形態に示した蒸気供給設備30の構成と同じである。そのため、ここでは、蒸発器41の流体導入管41aへの流体の導入系統について主に説明する。
The
蒸気-発電設備1は、ガスタービン発電システム120および蒸気タービン発電システム130を備えたコンバインド発電設備を備える。
The steam-
図9に示すように、蒸発器41の流体導入管41aは、熱交換器150を備える。廃熱回収ボイラ140の排気管141は、熱交換器150に連結されている。そして、排気管141は、廃熱回収ボイラ140から排ガスを熱交換器150に導入する。なお、熱交換器150は、排ガス熱交換器として機能する。
As shown in FIG. 9, the
また、熱交換器150は、冷却媒体導入管14aを流れる流体に熱量を与えた排ガスを排出する排出管151を備える。
The
蒸気供給設備36において、廃熱回収ボイラ140から排出された排ガスは、排気管141を通り熱交換器150に導入される。冷却媒体導入管14aに導入された流体は、熱交換器150に導入された排ガスと熱交換して加熱される。加熱された流体は、蒸発器41に導入される。
In the
第8の実施の形態の蒸気供給設備36によれば、第1の実施の形態の蒸気供給設備30における作用効果と同様の作用効果が得られる。
According to the
また、蒸気供給設備36において、廃熱回収ボイラ140からの排ガスと熱交換できる熱交換器150を流体導入管41aに備えることで、蒸発器41に導入される流体の温度を上昇させることができる。そのため、ヒートポンプシステム40の成績係数(COP)が向上する。
In addition, in the
また、蒸気供給設備36によれば、廃熱回収ボイラ140から排出された排ガスの熱量を有効に利用することができる。
Further, according to the
ここで、図3に示した第2の実施の形態の蒸気供給設備31においても、流体導入管41aに熱交換器150を備えてもよい。この場合、熱交換器150は、蒸発器41と排出管41cとの間に位置する流体導入管41aに備えられる。蒸気供給設備31においても、熱交換器150を備えることで、第8の実施の形態の蒸気供給設備36と同様の作用効果が得られる。
Here, also in the
(第9の実施の形態)
図10は、ボイラ蒸気供給設備160および第1の実施の形態の蒸気供給設備30を備える蒸気設備2の系統図である。
(Ninth embodiment)
FIG. 10 is a system diagram of the
ここでは、ボイラ蒸気供給設備160を備えた以外は、第1の実施の形態の蒸気供給設備30の構成と同じである。そのため、ここでは、ボイラ蒸気供給設備160について主に説明する。
Here, the configuration is the same as that of the
ボイラ蒸気供給設備160は、蒸気を発生させる装置である。ボイラ蒸気供給設備160は、ボイラ161と、ボイラ蒸気管162とを備える。
The boiler
ボイラ161は、蒸気を発生させる蒸気発生装置である。ボイラ161は、例えば、燃焼器(図示しない)を備える。そして、ボイラ161は、燃焼器で発生した燃焼ガスを熱源として蒸気を発生させる。ボイラ161の燃料には、一般的に、石炭、重油、天然ガスなどのいわゆる化石燃料が使用される。
The
ボイラ蒸気管162は、ボイラ161で発生した蒸気を蒸気利用部80に供給する。
The
なお、蒸気供給設備30の構成および作用は、前述したとおりである。
The configuration and action of the
蒸気設備2において、ボイラ161で発生した蒸気は、ボイラ蒸気管162を通り蒸気利用部80に供給される。
In the
蒸気供給設備30の熱交換器43おいて生成された蒸気は、蒸気排出管43bを通り蒸気利用部80に供給される。その際、蒸気排出管43bを流れる蒸気の温度および圧力は、蒸気圧縮機45を通過することで上昇する。
The steam generated in the
ここで、ボイラ蒸気管162および蒸気排出管43bには、蒸気の温度および圧力を調整する前述した温度-圧力調整機構を備えてもよい。
Here, the
なお、ボイラ蒸気管162および蒸気排出管43bから蒸気利用部80に供給される蒸気が、蒸気利用部80で要求される蒸気の温度および圧力を満たすように調整されている場合には、温度-圧力調整機構は、不要となる。
Note that when the steam supplied from the
上記した蒸気供給設備30を備えることで、蒸気利用部80において必要な蒸気をボイラ蒸気供給設備160で発生した蒸気とともに、蒸気供給設備30から供給することができる。そのため、蒸気利用部80において必要な蒸気の全流量をボイラ蒸気供給設備160からの抽気によって供給している従来の蒸気設備に比べて、ボイラ161において消費される化石燃料の流量を減少させることができる。
By providing the
すなわち、蒸気供給設備30を備えることで、ボイラ蒸気供給設備160のボイラ161によって生成される蒸気の流量において、蒸気供給設備30から供給される蒸気の流量分を削減することができる。これによって、ボイラ161において消費される化石燃料の流量を減少させることができ、CO2の排出量を削減できる。
That is, by providing the
また、蒸気供給設備30では、蒸発器41において、例えば、自然エネルギである海水、河川の水または大気などの流体の熱量を利用する場合には、冷媒を蒸発させるための熱量を安定して発生させることができる。これによって、熱交換器43において、蒸気利用部80に供給する蒸気流量を安定して得ることができる。なお、上記した自然エネルギからなる流体以外でも安定した供給が可能な流体であれば、同様の効果を得ることができる。
Further, in the
さらに、既存の蒸気設備において、蒸気供給設備30を容易に付属させることができる。これによって、既存の蒸気設備を有効に利用するとともに、信頼性の高い蒸気供給機能を備えることができる。
Furthermore, the existing steam equipment can be easily attached with the
なお、ここでは、ボイラ蒸気供給設備160に第1の実施の形態の蒸気供給設備30を付属させた蒸気設備2を例示した。前述した第4の実施の形態および第5の実施の形態において、発電設備10をボイラ蒸気供給設備160に置き換えてもよい。
Here, the
また、例えば、第7の実施の形態の蒸気供給設備35と同様に、蒸発器41に導入させる流体としてボイラ161の排ガスを流体導入管41aに導入してもよい。また、第8の実施の形態の蒸気供給設備36と同様に、流体導入管41aに熱交換器150を備え、熱交換器150にボイラ161の排ガスを導入してもよい。
Further, for example, exhaust gas from the
ボイラ161の排ガスを蒸発器41に導入する構成、または流体導入管41aに熱交換器150を備える構成とすることで、蒸発器41に導入される流体の温度を上昇させることができる。そのため、ヒートポンプシステム40の成績係数(COP)が向上する。
The temperature of the fluid introduced into the
ここで、ボイラ蒸気管162および蒸気排出管43bに温度-圧力調整機構170が備えられた場合における温度-圧力調整機構170の構成の一例について説明する。
Here, an example of the configuration of the temperature-
図11は、図10に示した蒸気供給設備30に備えられる温度-圧力調整機構170および蒸気利用部80の構成を模式的に示した図である。なお、図11には、温度-圧力調整機構170および蒸気利用部80の構成が主に示され、他の構成は省略されている。
FIG. 11 is a diagram schematically showing the configuration of the temperature-
図11に示すように、温度-圧力調整機構170は、高圧ヘッダ171と、低圧ヘッダ172と、膨張部173とを備える。
As shown in FIG. 11, the temperature-
高圧ヘッダ171には、ボイラ蒸気管162が連結されている。低圧ヘッダ172には、蒸気排出管43bが連結されている。また、高圧ヘッダ171と低圧ヘッダ172は、連結管174によって連結されている。
A
連結管174には、膨張部173が備えられている。膨張部173として、例えば、膨張弁、オリフィスなどが使用される。また、連結管174に減温器などその他の調整機構を備えてもよい。
The connecting
また、高圧ヘッダ171は、蒸気利用部80の高圧蒸気利用部80Cに蒸気を供給する高圧蒸気供給管175を備える。低圧ヘッダ172は、蒸気利用部80の低圧蒸気利用部80Dに蒸気を供給する低圧蒸気供給管176を備える。
The high-
このような構成の温度-圧力調整機構170において、ボイラ161で発生した蒸気は、ボイラ蒸気管162を介して高圧ヘッダ171に供給される。高圧ヘッダ171に供給された蒸気の一部は、高圧蒸気供給管175を介して高圧蒸気利用部80Cに供給される。
In the temperature-
高圧ヘッダ171に供給された蒸気の残部は、連結管174を介して低圧ヘッダ172に導入される。この際、蒸気の圧力および温度は、膨張部173を通過することで低下する。
The rest of the steam supplied to the
一方、熱交換器43で発生した蒸気は、蒸気排出管43bを介して低圧ヘッダ172に供給される。低圧ヘッダ172において、蒸気排出管43bからの蒸気と連結管174からの蒸気とが混合した蒸気は、低圧蒸気供給管176を介して低圧蒸気利用部80Dに供給される。
On the other hand, steam generated in the
このように、ボイラ161および熱交換器43で発生した蒸気は、温度-圧力調整機構170において、高圧蒸気利用部80C、低圧蒸気利用部80Dの用途に応じてそれぞれの利用部で要求される圧力および温度に調整される。
In this way, the steam generated in the
ここで、温度-圧力調整機構170において、高圧ヘッダ171、低圧ヘッダ172、膨張部173を備える構成は、これに限られない。ヘッダとして、例えば 中圧ヘッダなど他のヘッダを備えてもよい。
Here, in the temperature-
なお、上記した温度-圧力調整機構170、蒸気利用部80の構成は、前述した第1の実施の形態~第8の実施の形態に適用することができる。
The configurations of the temperature-
以上説明した実施形態によれば、CO2の排出量を削減できるとともに、安定して高温の蒸気を供給することが可能となる。 According to the embodiment described above, it is possible to reduce CO 2 emissions and stably supply high-temperature steam.
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 While several embodiments of the invention have been described, these embodiments have been presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and modifications can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the scope of the invention described in the claims and equivalents thereof.
10…発電設備、11、161…ボイラ、12…蒸気タービン、13、124…発電機、14…復水器、14a…冷却媒体導入管、14b…冷却媒体排出管、15…給水ポンプ、20…給水配管、30、31、32、33、34、35、36…蒸気供給設備、40…ヒートポンプシステム、41…蒸発器、41a…流体導入管、41b…流体排出管、41c、151…排出管、42…冷媒圧縮機、42a…駆動装置、43…熱交換器、43a…水供給管、43b…蒸気排出管、44…膨張部、45…蒸気圧縮機、45a…駆動装置、60…抽気管、80、80A、80B…蒸気利用部、80C…高圧蒸気利用部、80D…低圧蒸気利用部、90、110…ドレン管、100…蒸気導出管、120…ガスタービン発電システム、121…空気圧縮機、122…燃焼器、122a…燃料供給管、123…ガスタービン、130…蒸気タービン発電システム、140…廃熱回収ボイラ、141…排気管、150…熱交換器、160…ボイラ蒸気供給設備、162…ボイラ蒸気管、170…温度-圧力調整機構、171…高圧ヘッダ、172…低圧ヘッダ、173…膨張部、174…連結管、175…高圧蒸気供給管、176…低圧蒸気供給管。
DESCRIPTION OF
Claims (11)
冷媒を蒸発させる蒸発器、蒸発した冷媒を圧縮する冷媒圧縮機、圧縮された冷媒の熱量を放熱する熱交換器および放熱した冷媒を膨張させる膨張部を備え、冷媒が循環するヒートポンプシステムと、
前記熱交換器に水を導入する水供給管と、
前記水供給管から導入された水に冷媒が放熱した熱量を与えることによって生成される蒸気を前記熱交換器から排出する蒸気排出管と、
前記蒸発器において冷媒に熱量を与える流体を前記蒸発器に導入する流体導入管と、
前記蒸発器から前記流体を排出する流体排出管と、
前記蒸気タービンから蒸気を抽気する抽気管と
を備え、
前記蒸気排出管および前記抽気管に導入された蒸気を蒸気利用部に供給することを特徴とする蒸気供給設備。 A boiler that generates steam, a steam turbine that is driven by the generated steam, a generator that generates power by driving the steam turbine, a condenser that condenses the steam discharged from the steam turbine, and pumps condensate to the boiler. A steam supply facility attached to a power generation facility equipped with a feed water pump that
a heat pump system in which the refrigerant circulates, comprising an evaporator for evaporating the refrigerant, a refrigerant compressor for compressing the evaporated refrigerant, a heat exchanger for dissipating the heat of the compressed refrigerant, and an expansion section for expanding the dissipated refrigerant;
a water supply pipe for introducing water into the heat exchanger;
a steam discharge pipe for discharging, from the heat exchanger, steam generated by applying the amount of heat radiated by the refrigerant to the water introduced from the water supply pipe;
a fluid introduction pipe that introduces into the evaporator a fluid that gives heat to the refrigerant in the evaporator;
a fluid discharge pipe for discharging the fluid from the evaporator;
an extraction pipe for extracting steam from the steam turbine;
A steam supply facility, characterized in that the steam introduced into the steam discharge pipe and the extraction pipe is supplied to a steam utilization section.
前記復水器に導入される導入冷却媒体が、前記流体排出管から排出される前記排出冷却媒体を含むことを特徴とする請求項1記載の蒸気供給設備。 The fluid introduced into the fluid introduction pipe is a discharge cooling medium that cools the steam discharged from the steam turbine in the condenser and discharged from the discharge pipe of the condenser,
2. The steam supply facility according to claim 1, wherein the introduced cooling medium introduced into the condenser includes the discharged cooling medium discharged from the fluid discharge pipe.
前記流体排出管の出口が、前記復水器と前記給水ポンプとの間の配管に連結されていることを特徴とする請求項1記載の蒸気供給設備。 the fluid introduced into the fluid introduction pipe is part of steam extracted from the steam turbine or steam discharged from the steam turbine;
2. The steam supply facility according to claim 1, wherein an outlet of said fluid discharge pipe is connected to a pipe between said condenser and said water supply pump.
前記第1の蒸気利用部は、前記抽気管から蒸気が供給され、
前記第2の蒸気利用部は、前記蒸気排出管から蒸気が供給されることを特徴とする請求項1または2記載の蒸気供給設備。 the steam utilization unit comprises a first steam utilization unit and a second steam utilization unit,
The first steam utilization section is supplied with steam from the extraction pipe,
3. The steam supply facility according to claim 1, wherein steam is supplied from said steam discharge pipe to said second steam utilization section.
前記ボイラが、前記ガスタービンの排ガスの熱量によって蒸気を発生させる廃熱回収ボイラで構成されることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項記載の蒸気供給設備。 The power generation system includes an air compressor that compresses air, a combustor that burns the compressed air and fuel, and a gas turbine driven by combustion gas generated by the combustor,
8. The steam supply facility according to any one of claims 1 to 7, wherein the boiler is configured by a waste heat recovery boiler that generates steam by heat quantity of exhaust gas from the gas turbine.
前記ボイラが、前記ガスタービンの排ガスの熱量によって蒸気を発生させる廃熱回収ボイラで構成され、
前記流体導入管に、前記廃熱回収ボイラから排出された排ガスと熱交換する排ガス熱交換器を備え、
前記廃熱回収ボイラから排出された排ガスが前記排ガス熱交換器に導入されて前記流体導入管を流れる前記流体を加熱することを特徴とする請求項1、2、4のいずれか1項記載の蒸気供給設備。 The power generation system includes an air compressor that compresses air, a combustor that burns the compressed air and fuel, and a gas turbine driven by combustion gas generated by the combustor,
The boiler comprises a waste heat recovery boiler that generates steam from the heat quantity of exhaust gas from the gas turbine,
The fluid introduction pipe is provided with an exhaust gas heat exchanger that exchanges heat with the exhaust gas discharged from the waste heat recovery boiler,
The exhaust gas discharged from the heat recovery steam generator is introduced into the exhaust gas heat exchanger to heat the fluid flowing through the fluid introduction pipe. Steam supply equipment.
前記ボイラが、前記ガスタービンの排ガスの熱量によって蒸気を発生させる廃熱回収ボイラで構成され、
前記流体導入管に導入される前記流体が、前記廃熱回収ボイラから排出された排ガスであることを特徴とする請求項1記載の蒸気供給設備。 The power generation system includes an air compressor that compresses air, a combustor that burns the compressed air and fuel, and a gas turbine driven by combustion gas generated by the combustor,
The boiler comprises a waste heat recovery boiler that generates steam from the heat quantity of exhaust gas from the gas turbine,
2. The steam supply system according to claim 1, wherein said fluid introduced into said fluid introduction pipe is exhaust gas discharged from said waste heat recovery boiler.
冷媒を蒸発させる蒸発器、蒸発した冷媒を圧縮する冷媒圧縮機、圧縮された冷媒の熱量を放熱する熱交換器および放熱した冷媒を膨張させる膨張部を備え、冷媒が循環するヒートポンプシステムと、
前記熱交換器に水を導入する水供給管と、
前記水供給管から導入された水に冷媒が放熱した熱量を与えることによって生成される蒸気を前記熱交換器から排出する蒸気排出管と、
前記蒸発器において冷媒に熱量を与える流体を前記蒸発器に導入する流体導入管と、
前記蒸発器から前記流体を排出する流体排出管と、
前記ボイラから蒸気を導出するボイラ蒸気管と
を備え、
前記ボイラ蒸気管および前記蒸気排出管に導入された蒸気を蒸気利用部に供給することを特徴とする蒸気供給設備。 A steam supply facility attached to a steam facility equipped with a boiler for generating steam,
a heat pump system in which the refrigerant circulates, comprising an evaporator for evaporating the refrigerant, a refrigerant compressor for compressing the evaporated refrigerant, a heat exchanger for dissipating the heat of the compressed refrigerant, and an expansion section for expanding the dissipated refrigerant;
a water supply pipe for introducing water into the heat exchanger;
a steam discharge pipe for discharging, from the heat exchanger, steam generated by applying the amount of heat radiated by the refrigerant to the water introduced from the water supply pipe;
a fluid introduction pipe that introduces into the evaporator a fluid that gives heat to the refrigerant in the evaporator;
a fluid discharge pipe for discharging the fluid from the evaporator;
and a boiler steam pipe for leading steam from the boiler,
A steam supply facility, wherein the steam introduced into the boiler steam pipe and the steam discharge pipe is supplied to a steam utilization section.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021178683A JP2023067442A (en) | 2021-11-01 | 2021-11-01 | Steam supply equipment |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021178683A JP2023067442A (en) | 2021-11-01 | 2021-11-01 | Steam supply equipment |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2023067442A true JP2023067442A (en) | 2023-05-16 |
Family
ID=86326338
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021178683A Pending JP2023067442A (en) | 2021-11-01 | 2021-11-01 | Steam supply equipment |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2023067442A (en) |
-
2021
- 2021-11-01 JP JP2021178683A patent/JP2023067442A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4676284B2 (en) | Waste heat recovery equipment for steam turbine plant | |
RU2551458C2 (en) | Combined heat system with closed loop for recuperation of waste heat and its operating method | |
JP5567961B2 (en) | Double reheat Rankine cycle system and method | |
US8938966B2 (en) | Storage of electrical energy with thermal storage and return through a thermodynamic cycle | |
EP2492457A1 (en) | Gas turbine intercooler with tri-lateral flash cycle | |
US9410535B2 (en) | Binary power generation system | |
JP2007520662A (en) | Fluid for organic Rankine cycle | |
JP2009299682A (en) | System for recovering waste heat generated by auxiliary system of turbo machine | |
US11274575B2 (en) | Gas turbine plant and operation method therefor | |
KR20050056941A (en) | Cascading closed loop cycle power generation | |
MX2014011444A (en) | System and method for recovery of waste heat from dual heat sources. | |
JP4794229B2 (en) | Gas turbine power generator and gas turbine combined power generation system | |
JP5130676B2 (en) | Steam generation system | |
WO2017199170A1 (en) | Cogenerative organic rankine cycle system | |
US20100060005A1 (en) | Power generation system using low grade solar energy | |
CN102606237A (en) | Open forward and inverse cycle coupling triple supply system of electricity, heat and cold based on combustion gas turbine | |
JP4999992B2 (en) | Gas turbine combined power generation system | |
JP4666641B2 (en) | Energy supply system, energy supply method, and energy supply system remodeling method | |
JP2010038160A (en) | System and method for use in combined or rankine cycle power plant | |
JP2001527619A (en) | Gas / steam turbine equipment and method for cooling gas turbine cooling medium in this equipment | |
EP2601394B1 (en) | Gas turbine apparatus with improved exergy recovery | |
KR20150094190A (en) | Combined cogeneration Organic Rankine cycle electricity generation system | |
JP2023067442A (en) | Steam supply equipment | |
JP3017937B2 (en) | Hydrogen combustion turbine plant | |
KR20120070197A (en) | Power generation system using heat from transformer |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20240312 |