JP3026338B2 - Gas pipeline decompression equipment - Google Patents

Gas pipeline decompression equipment

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JP3026338B2
JP3026338B2 JP6098480A JP9848094A JP3026338B2 JP 3026338 B2 JP3026338 B2 JP 3026338B2 JP 6098480 A JP6098480 A JP 6098480A JP 9848094 A JP9848094 A JP 9848094A JP 3026338 B2 JP3026338 B2 JP 3026338B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、高圧下にて移送される
各種ガスのパイプラインに、末端での使用に適した所定
圧に移送ガスを減圧すべく設置される減圧設備に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a decompression equipment installed in a pipeline of various gases transferred under high pressure to reduce the transfer gas to a predetermined pressure suitable for use at the end.

【0002】[0002]

【従来の技術】天然ガス移送用のパイプライン等、各種
のガスを長距離に亘って移送するガスパイプラインにお
いては、パイプの小径化による設備コストの削減を図る
べく、移送対象となるガスを昇圧し、高圧状態に保って
圧送する一方、末端に設けた減圧設備により使用に適し
た圧力に減圧する移送方式が広く採用されている。
2. Description of the Related Art In a gas pipeline for transferring various gases over a long distance, such as a pipeline for transferring natural gas, the pressure of a gas to be transferred is increased in order to reduce equipment costs by reducing the diameter of the pipe. In addition, a transfer method is widely used in which a high-pressure state is maintained and the pressure is reduced, while the pressure is reduced to a pressure suitable for use by a decompression facility provided at the end.

【0003】この種の減圧設備の多くは、管路に介装さ
れた減圧バルブの開度を調節して内部を流れる高圧の移
送ガスに絞り抵抗を付与し、所定の減圧を行わせて使用
に適した低圧を得る構成となっている。また、前記減圧
バルブの上流側には予熱装置を配して移送ガスを予熱
し、温度降下を伴う前記減圧の後に適正な温度が得られ
るようになしてある。
[0003] In many of these types of decompression equipment, the opening degree of a decompression valve provided in a pipeline is adjusted to provide a throttling resistance to a high-pressure transfer gas flowing through the inside of the decompression valve so that a predetermined decompression is performed. It is configured to obtain a low pressure suitable for Further, a preheating device is arranged upstream of the pressure reducing valve to preheat the transfer gas so that an appropriate temperature can be obtained after the pressure reduction accompanied by a temperature drop.

【0004】ところがこのような減圧設備においては、
移送ガスの保有圧が減圧バルブの通過に伴う圧力損失に
より失われ、該移送ガスの昇圧及び予熱に供されたエネ
ルギの大部分が無為に消費されるという問題があり、近
年においては、例えば、実開平3−112528号公報、1990
年発行の小冊子「CADDET(CENTRE FOR THE ANALY
SIS AND DISEMINATION OF DEMONSTRATED ENERGY TECHNO
LOGIES);IEA/OECD;5X.D00.NL.90.003」等に開示され
ている如く、ガスパイプラインの末端に前記減圧バルブ
に代えて減圧タービンを配し、この減圧タービン内に移
送ガスを流すことにより、該移送ガスの保有エネルギを
減圧タービンの回転エネルギとして回収しつつ所望の圧
力への減圧を可能とした減圧設備が採用されつつある。
However, in such a decompression facility,
There is a problem that the retained pressure of the transfer gas is lost due to the pressure loss accompanying the passage of the pressure reducing valve, and most of the energy used for pressurizing and preheating the transfer gas is consumed unnecessarily.In recent years, for example, JP-A-3-112528, 1990
"CADDET (CENTER FOR THE ANALY
SIS AND DISEMINATION OF DEMONSTRATED ENERGY TECHNO
LOGIES); IEA / OECD; 5X.D00.NL.90.003 ”and the like, disposing a pressure reducing turbine at the end of a gas pipeline in place of the pressure reducing valve, and flowing a transfer gas through the pressure reducing turbine. As a result, decompression equipment capable of reducing the pressure to a desired pressure while recovering the retained energy of the transfer gas as the rotational energy of the decompression turbine is being adopted.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】さて、これらの減圧設
備においては、前記減圧タービンにより発電機を駆動す
る構成となっており、該発電機の発生電力は、設備内の
他の機器にて使用すること、又は蓄電若しくは売電する
ことを前提としている。一方、これらの減圧設備におい
ても、減圧に伴う温度降下を補償するため、減圧タービ
ンへの供給前の予熱は必要であり、減圧タービンの上流
側には予熱装置が配されるが、前者(実開平3−112528
号公報)においては、前記予熱装置としてヒータを用い
る構成が開示され、また後者(CADDET)において
は、減圧後の移送ガスを燃料としてボイラ又はガスエン
ジンを運転し、これらによる発生熱を熱源とする熱交換
器により前記移送ガスを予熱する構成とした予熱装置が
用いられている。
In these decompression facilities, a generator is driven by the decompression turbine, and the power generated by the generator is used by other equipment in the facility. It is assumed that power is stored or sold or sold. On the other hand, even in these decompression facilities, preheating before supply to the decompression turbine is necessary in order to compensate for a temperature drop caused by decompression, and a preheating device is arranged upstream of the decompression turbine. Kaihei 3-112528
In the latter (CADDET), a boiler or a gas engine is operated using a transfer gas after pressure reduction as a fuel, and heat generated by these is used as a heat source. A preheating device configured to preheat the transfer gas by a heat exchanger is used.

【0006】このように、減圧タービンを用いた従来の
減圧設備においては、減圧タービンへの供給前の移送ガ
スの予熱のために専用のエネルギ源を必要とする。前者
の構成においては、前記ヒータのエネルギ源として、減
圧タービンにより駆動される発電機の発生電力を利用す
ることができるが、この場合、移送ガスの保有エネルギ
は、まず減圧タービンにより回転エネルギに変換され、
次いで発電機により電気エネルギに変換され、更にヒー
タにより熱エネルギに変換されて前記予熱に供されるこ
とになり、夫々の変換に際しての変換効率の累積によ
り、特にヒータにおける熱エネルギへの変換効率が低い
ことから、減圧タービンによる回収エネルギは、著しく
低い効率にて利用されることとなり、実質上、前記予熱
のための補助的なエネルギが得られるに過ぎない。
[0006] As described above, in the conventional decompression equipment using the decompression turbine, a dedicated energy source is required for preheating the transfer gas before supply to the decompression turbine. In the former configuration, the power generated by the generator driven by the decompression turbine can be used as the energy source of the heater. In this case, the energy held by the transfer gas is first converted into rotational energy by the decompression turbine. And
Then, it is converted to electric energy by a generator, and further converted to heat energy by a heater and used for the preheating. By accumulating the conversion efficiencies at each conversion, the conversion efficiency to heat energy especially in the heater is reduced. Due to the low energy recovered by the decompression turbine is utilized with a significantly lower efficiency, essentially only providing supplementary energy for said preheating.

【0007】一方後者の構成は、前記移送ガスが可燃性
のガスであることが前提となっており、予熱のために移
送ガスの消費が必要となる。また移送ガスが非可燃性の
ガスであり、前記ボイラとして電気加熱式のボイラを用
いた場合、前者の構成の場合と同様、移送ガスの保有エ
ネルギが多くのエネルギ変換を経て予熱に供される結
果、回収エネルギが利用効率が悪く、有効なエネルギ回
収が可能なものとは言えない。
[0007] On the other hand, the latter configuration is based on the premise that the transfer gas is a flammable gas, and requires consumption of the transfer gas for preheating. Further, when the transfer gas is a non-flammable gas and an electric heating type boiler is used as the boiler, the energy held in the transfer gas is supplied to the preheating through a large amount of energy conversion as in the former configuration. As a result, the recovered energy has poor utilization efficiency, and it cannot be said that effective energy recovery is possible.

【0008】本発明は斯かる事情に鑑みてなされたもの
であり、減圧タービンの回転エネルギとして回収される
移送ガスの保有エネルギを、該移送ガスの予熱のために
高効率にて利用でき、この予熱のための必要分を除いた
実質的な回収エネルギの大幅な増加を図れるガスパイプ
ラインの減圧設備を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of such circumstances, and it is possible to use the energy of a transfer gas recovered as rotational energy of a pressure reducing turbine with high efficiency for preheating the transfer gas. It is an object of the present invention to provide a gas pipeline decompression system capable of achieving a substantial increase in the substantial recovered energy excluding a preheating necessary portion.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明の第1発明に係る
ガスパイプラインの減圧設備は、移送ガスを移送するパ
イプラインの末端に予熱装置と減圧タービンとを配し、
前記予熱装置を経て予熱された移送ガスを前記減圧ター
ビンに供給し所定圧に減圧すると共に、前記移送ガスの
保有エネルギを前記減圧タービンの回転エネルギとして
回収するガスパイプラインの減圧設備において、前記減
圧タービンに連結された発電機と、該発電機からの給電
により駆動され、前記予熱装置の熱源として動作するヒ
ートポンプとを具備することを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a gas pipeline decompression system comprising a preheating device and a decompression turbine at an end of a pipeline for transferring a transfer gas.
In a gas pipeline decompression facility for supplying a transfer gas preheated through the preheating device to the decompression turbine and reducing the pressure to a predetermined pressure, and recovering retained energy of the transfer gas as rotational energy of the decompression turbine, the decompression turbine , And a heat pump driven by power supply from the generator and operating as a heat source of the preheating device.

【0010】本発明の第2発明に係るガスパイプライン
の減圧設備は、移送ガスを移送するパイプラインの末端
に予熱装置と減圧タービンとを配し、前記予熱装置を経
て予熱された移送ガスを前記減圧タービンに供給し所定
圧に減圧すると共に、前記移送ガスの保有エネルギを前
記減圧タービンの回転エネルギとして回収するガスパイ
プラインの減圧設備において、前記減圧タービンに連結
された圧縮機と、該圧縮機をその一部に含み、前記予熱
装置の熱源として動作するヒートポンプとを具備するこ
とを特徴とする。
[0010] In a gas pipeline decompression system according to a second aspect of the present invention, a preheating device and a decompression turbine are disposed at an end of a pipeline for transferring a transfer gas, and the transfer gas preheated through the preheating device is supplied to the gas decompression device. In a gas pipeline decompression facility for supplying a reduced pressure turbine to reduce the pressure to a predetermined pressure and recovering the retained energy of the transfer gas as rotational energy of the reduced pressure turbine, a compressor connected to the reduced pressure turbine; A heat pump included in a part thereof and operating as a heat source of the preheating device.

【0011】[0011]

【作用】本発明の第1発明においては、減圧タービンに
より発電機を駆動し、この発生電力によりヒートポンプ
を駆動して、該ヒートポンプの放熱によりガスパイプラ
イン内部の移送ガスを予熱する。ヒートポンプの放熱量
は、駆動に要する動力の数倍に達し、前記発生電力の一
部により十分な予熱が可能であり、残りの発生電力とし
て十分な量の回収エネルギが得られる。
According to the first aspect of the present invention, the generator is driven by the decompression turbine, the heat pump is driven by the generated power, and the transfer gas in the gas pipeline is preheated by the heat radiation of the heat pump. The heat radiation amount of the heat pump reaches several times the power required for driving, sufficient preheating is possible with a part of the generated power, and a sufficient amount of recovered energy is obtained as the remaining generated power.

【0012】本発明の第2発明においては、減圧タービ
ンの出力として得られる回転動力によりヒートポンプを
直接的に駆動し、該ヒートポンプの発生熱として移送ガ
スの保有エネルギを直接的に回収し、この発生熱の一部
により移送ガスを予熱し、残りの発生熱を回収エネルギ
として他の目的に利用する。
In the second aspect of the present invention, the heat pump is directly driven by the rotary power obtained as the output of the pressure reducing turbine, and the energy retained in the transfer gas is directly recovered as the heat generated by the heat pump. The transfer gas is preheated by a part of the heat, and the remaining generated heat is used as recovered energy for other purposes.

【0013】[0013]

【実施例】以下本発明をその実施例を示す図面に基づい
て詳述する。図1は、本発明の第1発明に係るガスパイ
プラインの減圧設備の構成を模式的に示すブロック図で
ある。図中1は、ガスパイプラインの末端に接続された
管路であり、該管路1の中途には減圧タービン2が介装
され、該減圧タービン2の出力端には発電機3が連結さ
れている。なお、図においては、減圧タービン2と発電
機3とが直結されているかの如く示されているが、減圧
タービン2と発電機3との連結は、一般的に減速機を介
して行われる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail with reference to the drawings showing the embodiments. FIG. 1 is a block diagram schematically showing a configuration of a gas pipeline decompression facility according to a first invention of the present invention. In the figure, reference numeral 1 denotes a pipeline connected to the end of the gas pipeline. A pressure reducing turbine 2 is interposed in the middle of the pipeline 1, and a generator 3 is connected to an output end of the pressure reducing turbine 2. I have. In the drawings, the decompression turbine 2 and the generator 3 are illustrated as if they were directly connected, but the connection between the decompression turbine 2 and the generator 3 is generally performed via a reduction gear.

【0014】前記管路1の内部には、図中に白抜矢符に
て示す向きに高圧ガスが移送されており、この移送ガス
は、前記減圧タービン2に供給され、これの内部を通流
する間に、下流側での使用目的に沿った所定圧力に減圧
されると共に、この減圧により失われる前記移送ガスの
保有エネルギは、減圧タービン2の出力端に回転力とし
て取り出され、前記発電機3が回転駆動されるようにな
してある。
A high-pressure gas is transferred into the pipe 1 in a direction indicated by an open arrow in the drawing, and the transferred gas is supplied to the pressure-reducing turbine 2 and passes therethrough. During the flow, the pressure is reduced to a predetermined pressure in accordance with the purpose of use on the downstream side, and the retained energy of the transfer gas lost due to the reduced pressure is taken out to the output end of the pressure reducing turbine 2 as a rotational force, and The machine 3 is driven to rotate.

【0015】また管路1の中途には、減圧タービン2よ
りも上流側に予熱装置4が配設してある。この予熱装置
4は、減圧タービン2での減圧に伴う温度降下を補償
し、減圧タービン2の下流側での使用に際し適正な温度
を確保するためのものであり、圧縮機40、凝縮器41、受
液槽42、膨張弁43及び蒸発器44を備えたヒートポンプと
して構成されている。
A preheating device 4 is provided in the middle of the pipeline 1 on the upstream side of the pressure reducing turbine 2. The preheating device 4 is for compensating for a temperature drop caused by the decompression in the decompression turbine 2 and ensuring an appropriate temperature for use on the downstream side of the decompression turbine 2, and includes a compressor 40, a condenser 41, The heat pump includes a liquid receiving tank 42, an expansion valve 43, and an evaporator 44.

【0016】ヒートポンプは、公知の如く、圧縮機40、
凝縮器41、受液槽42、膨張弁43及び蒸発器44をこの順に
循環する管路中に冷媒を封入してなる。圧縮器40は、気
化状態にある冷媒を吸入し、近似的な断熱状態下にて圧
縮する。この圧縮により高温高圧となった冷媒は、凝縮
器41に導入され、周囲の被加熱媒体への放熱により液化
し、受液槽42に滞留した後、膨張弁43にて絞り膨張さ
れ、低温低圧の気液混合状態となって蒸発器44に導入さ
れ、周辺からの吸熱により蒸発気化し、再度圧縮機40に
吸入される。
As is well known, the heat pump comprises a compressor 40,
A refrigerant is sealed in a pipe that circulates through the condenser 41, the liquid receiving tank 42, the expansion valve 43, and the evaporator 44 in this order. The compressor 40 sucks the refrigerant in a vaporized state and compresses the refrigerant under an approximate adiabatic state. The refrigerant which has become high temperature and high pressure by this compression is introduced into the condenser 41, liquefied by heat radiation to the surrounding medium to be heated, stays in the liquid receiving tank 42, is throttled and expanded by the expansion valve 43, and The mixture is introduced into the evaporator 44 in a gas-liquid mixed state, and is evaporated and vaporized by endothermic heat from the periphery, and is sucked into the compressor 40 again.

【0017】以上の動作をなすヒートポンプは、図示の
如く、管路1の中途に前記凝縮器41を介装し、該凝縮器
41での凝縮に伴う放熱により前記管路1内部の移送ガス
を予熱する熱交換器を構成する一方、前記圧縮機40の駆
動用モータ45を、減圧タービン2出力側の発電機3から
の給電により回転駆動する構成としてある。また蒸発器
44は、地下水、空気等の低熱源に接触させてある。
As shown in the figure, the heat pump having the above-described operation includes the condenser 41 interposed in the middle of the pipe 1 and the condenser 41.
A heat exchanger for preheating the transfer gas inside the pipe line 1 by the heat radiation accompanying the condensation at 41 is constituted, while the driving motor 45 of the compressor 40 is supplied from the generator 3 on the output side of the pressure reducing turbine 2. , And is configured to be rotationally driven. Also evaporator
44 is in contact with low heat sources such as groundwater and air.

【0018】而して、管路1内部の移送ガスは、減圧タ
ービン2への導入前に予熱装置4たるヒートポンプと接
触し、このとき該ヒートポンプ4からの放熱、具体的に
は、凝縮器41からの放熱を吸収して予熱されることにな
り、ヒートポンプは、この放熱により失った熱量を、前
記蒸発器44での蒸発に際して低熱源からの吸熱により補
給する。
Before being introduced into the pressure reducing turbine 2, the transport gas inside the pipe 1 comes into contact with the heat pump as the preheating device 4, and at this time, heat radiation from the heat pump 4, specifically, the condenser 41 The heat pump absorbs the heat released from the heat source and is preheated. The heat pump replenishes the amount of heat lost by the heat release by absorbing heat from a low heat source when the evaporator 44 evaporates.

【0019】以上の如き動作をなすヒートポンプにおい
ては、圧縮機40を駆動することにより凝縮器41からの放
熱による移送ガスの予熱が行われることになり、入力と
して与えられる圧縮機40の駆動用モータ45の出力と、最
終的な出力となる凝縮器41での放熱量との比(成績係
数)は、理論上5〜6にも達する。即ち、管路1内の移
送ガスは、圧縮機40の駆動動力の5〜6倍分に相当する
熱量により予熱されることになり、逆に言えば、圧縮機
40の駆動には、前記予熱のための熱量の5〜6分の1の
入力が必要となるに過ぎない。但し、この結果は、理論
上の成績係数の基づくものであり、実際の圧縮機40の駆
動には、前記入力よりもやや多くの入力が必要である。
In the heat pump that operates as described above, by driving the compressor 40, the transfer gas is preheated by radiating heat from the condenser 41, and the motor for driving the compressor 40 provided as an input is provided. The ratio (coefficient of performance) between the output of the condenser 45 and the amount of heat radiation in the condenser 41, which is the final output, reaches 5 to 6 in theory. That is, the transfer gas in the pipe line 1 is preheated by the amount of heat corresponding to 5 to 6 times the driving power of the compressor 40.
The drive of 40 only requires an input of 5-6 times the amount of heat for the preheating. However, this result is based on a theoretical coefficient of performance, and an actual drive of the compressor 40 requires a little more input than the above input.

【0020】このような予熱により昇温した移送ガス
は、前述の如く、減圧タービン2に供給され、使用に適
した所定圧力に減圧されると共に所定温度に降温するこ
とになり、このとき、移送ガスの保有エネルギが減圧タ
ービン2の出力端に回転動力として回収され、この回転
動力により発電機3が駆動されて、この発生電力が圧縮
機40の駆動用モータ45に給電されている。従って、減圧
タービン2の機械効率、発電機3の発電効率、及び駆動
用モータ45のモータ効率を考慮に入れたとしても減圧タ
ービン2による回収エネルギの一部により移送ガスの予
熱を賄うことができるようになり、発電機3による残り
の発生電力は、設備内の他の機器にて使用することが可
能となり、更には、蓄電又は売電することもできる。
The transfer gas whose temperature has been increased by such preheating is supplied to the pressure reducing turbine 2 as described above, and the pressure is reduced to a predetermined pressure suitable for use and the temperature is lowered to a predetermined temperature. The retained energy of the gas is recovered as rotational power at the output end of the decompression turbine 2, and the generator 3 is driven by the rotational power, and the generated power is supplied to the drive motor 45 of the compressor 40. Therefore, even if the mechanical efficiency of the pressure reducing turbine 2, the power generation efficiency of the generator 3, and the motor efficiency of the drive motor 45 are taken into account, the preheating of the transfer gas can be covered by a part of the recovered energy by the pressure reducing turbine 2. As a result, the remaining power generated by the generator 3 can be used by other equipment in the facility, and can be stored or sold.

【0021】なお前記管路1には、予熱装置4の上流側
に、内部の移送ガスの温度、圧力及び流量を夫々検出す
るための温度センサ11、圧力センサ12及び流量センサ13
が、また減圧タービン2の下流側に、内部の移送ガスの
温度を検出する温度センサ14が取り付けられ、これらの
検出結果は、発電機3と駆動用モータ45との間に介装さ
れた制御部6に与えられている。該制御部6は、発電機
3から駆動用モータ45への給電量を調整し、ヒートポン
プにおける冷媒循環量を増減して、移送ガスの予熱程度
を制御する動作をなすものであればよく、この制御動作
は、前記各センサの検出結果に基づいて行われる。
A temperature sensor 11, a pressure sensor 12, and a flow rate sensor 13 for detecting the temperature, pressure and flow rate of the internal transfer gas are provided upstream of the preheating device 4 in the pipe line 1.
In addition, a temperature sensor 14 for detecting the temperature of the internal transfer gas is attached to the downstream side of the decompression turbine 2, and the detection result is obtained based on a control interposed between the generator 3 and the driving motor 45. Provided to Part 6. The controller 6 may adjust the amount of power supplied from the generator 3 to the drive motor 45, increase or decrease the amount of refrigerant circulating in the heat pump, and control the degree of preheating of the transfer gas. The control operation is performed based on the detection result of each sensor.

【0022】図2は、本発明の第2発明に係るガスパイ
プラインの減圧設備の構成を模式的に示すブロック図で
ある。この減圧設備は、第1発明の減圧設備と同様、ガ
スパイプラインの末端に接続され、図中に白抜矢符にて
示す向きに高圧ガスが移送される管路1の中途に減圧タ
ービン2を介装し、該減圧タービン2の上流側に、管路
1内の移送ガスを減圧タービン2への供給前に予熱する
予熱装置5を配設してなる。
FIG. 2 is a block diagram schematically showing a configuration of a gas pipeline decompression facility according to a second invention of the present invention. This decompression equipment is connected to the end of the gas pipeline, and the decompression turbine 2 is installed in the middle of the pipeline 1 in which high-pressure gas is transferred in the direction shown by the white arrow in the figure, similarly to the decompression equipment of the first invention. A preheating device 5 is provided on the upstream side of the pressure reducing turbine 2 for preheating the transfer gas in the pipeline 1 before supplying the gas to the pressure reducing turbine 2.

【0023】この予熱装置5は、圧縮機50、凝縮器51、
受液槽52、膨張弁53及び蒸発器54を備えたヒートポンプ
と、管路1の中途に介装された熱交換器55とから構成さ
れている。ヒートポンプの圧縮機50は、第1発明の減圧
設備とは異なり、減圧タービン2の出力端に連結してあ
り、移送ガスの減圧に伴って減圧タービン2の出力端に
取り出される回転力により直接的に回転駆動されるよう
になしてある。なおこの場合においても、第1発明の場
合と同様、減圧タービン2と圧縮機50との連結は、減速
機を介して行われるのが一般的である。
The preheating device 5 includes a compressor 50, a condenser 51,
It comprises a heat pump provided with a liquid receiving tank 52, an expansion valve 53 and an evaporator 54, and a heat exchanger 55 provided in the middle of the pipe 1. The compressor 50 of the heat pump is connected to the output end of the decompression turbine 2 unlike the decompression equipment of the first invention, and is directly operated by the rotational force taken out to the output end of the decompression turbine 2 as the transfer gas is depressurized. It is designed to be driven to rotate. In this case, as in the case of the first invention, the connection between the pressure reducing turbine 2 and the compressor 50 is generally performed through a speed reducer.

【0024】またヒートポンプの凝縮器51は、図示の如
く、温水管56を介して管路1中途の熱交換器55に接続さ
れている。温水管56の中途には、循環用のポンプ57と流
量調整弁58とが介装してあり、凝縮器51と熱交換器55と
の間には、前記ポンプ57の動作により温水管56中を流れ
る温水が循環せしめられ、この循環量は、前記流量調整
弁58の開度調節により適宜に変更できるようになしてあ
る。また前記凝縮器51には、前記温水管56と並行して給
水管59及び戻り管60が接続してある。
The condenser 51 of the heat pump is connected to a heat exchanger 55 in the middle of the pipe 1 through a hot water pipe 56 as shown in the figure. In the middle of the hot water pipe 56, a circulation pump 57 and a flow control valve 58 are interposed, and between the condenser 51 and the heat exchanger 55, the operation of the pump 57 causes Is circulated, and the circulating amount can be appropriately changed by adjusting the opening of the flow control valve 58. A water supply pipe 59 and a return pipe 60 are connected to the condenser 51 in parallel with the hot water pipe 56.

【0025】圧縮機50、凝縮器51、受液槽52、膨張弁53
及び蒸発器54を備えてなるヒートポンプは、前述の如
く、蒸発器54での冷媒の蒸発により低熱源から熱を吸収
し、この吸収熱を凝縮器51での凝縮に伴って放熱する動
作をなし、この放熱により、温水管56中を循環する水
と、給水管59から供給される水とが加熱される。そし
て、温水管56中の温水は、熱交換器55に導入され、管路
1内部の移送ガスとの熱交換により該移送ガスを予熱す
る作用をなし、給水管59から導入される水は、戻り管60
に取り出され、暖房用の熱源等、減圧設備内の各種の熱
利用施設において使用される。
Compressor 50, condenser 51, liquid receiving tank 52, expansion valve 53
As described above, the heat pump including the evaporator 54 absorbs heat from a low heat source by evaporating the refrigerant in the evaporator 54, and releases the absorbed heat with the condensation in the condenser 51. By this heat radiation, the water circulating in the hot water pipe 56 and the water supplied from the water supply pipe 59 are heated. Then, the hot water in the hot water pipe 56 is introduced into the heat exchanger 55, acts to preheat the transfer gas by heat exchange with the transfer gas inside the pipe 1, and the water introduced from the water supply pipe 59 is Return pipe 60
And is used in various heat utilization facilities in a decompression facility such as a heat source for heating.

【0026】而して以上の構成においては、管路1中の
移送ガスは、高い成績係数が得られるヒートポンプを熱
源として予熱される上、ヒートポンプの入力端となる圧
縮機50は、減圧タービン2の出力端に直接的に連結され
ていることから、移送ガスの保有エネルギは、減圧ター
ビン2における機械的ロスのみを減じられてヒートポン
プの駆動に供されることになり、減圧タービン2による
回収エネルギの一部により移送ガスの予熱を賄うことが
できる。
In the above configuration, the transfer gas in the pipeline 1 is preheated by using a heat pump, which has a high coefficient of performance, as a heat source, and the compressor 50 serving as an input end of the heat pump is provided with a pressure reducing turbine 2 Is directly connected to the output end of the decompression gas, and only the mechanical loss in the decompression turbine 2 is reduced, and the energy stored in the transfer gas is used for driving the heat pump. The preheating of the transfer gas can be covered by a part of the gas.

【0027】第1発明の場合と同様、前記管路1には、
予熱装置5の上流側に、内部の移送ガスの温度、圧力及
び流量を夫々検出するための温度センサ11、圧力センサ
12及び流量センサ13が、また減圧タービン2の下流側
に、内部の移送ガスの温度を検出する温度センサ14が取
り付けてあり、これらの検出結果は制御部7に与えられ
ている。
As in the case of the first invention, the pipe 1 has:
A temperature sensor 11 and a pressure sensor for detecting the temperature, pressure and flow rate of the internal transfer gas, respectively, on the upstream side of the preheating device 5.
A temperature sensor 14 for detecting the temperature of the internal transfer gas is mounted on the downstream side of the decompression turbine 2, and a detection sensor 12 is provided to the control unit 7.

【0028】制御部7は、温水管56の中途に介装された
前記流量調整弁58の開度を調整し、熱交換器55における
温水循環量を増減して、凝縮器51における放熱の熱交換
器55側への振り分け程度を変え、移送ガスの適正な予熱
を実現する制御動作をなすものであり、この動作は、前
記各センサの検出結果に基づいて行われる。
The control unit 7 adjusts the opening of the flow control valve 58 provided in the middle of the hot water pipe 56 to increase or decrease the amount of hot water circulating in the heat exchanger 55, and A control operation for changing the degree of distribution to the exchanger 55 and realizing appropriate preheating of the transfer gas is performed. This operation is performed based on the detection results of the sensors.

【0029】なお、図2においては、減圧タービン2の
回収エネルギの余剰分を、戻り管60に取り出される温水
の熱エネルギとして利用しているが、減圧タービン2の
出力端にヒートポンプの圧縮機50と直列に発電機を連結
し、回収エネルギの余剰分を前記発電機が発生する電気
エネルギとして利用することも可能である。
In FIG. 2, the excess energy recovered from the decompression turbine 2 is used as the heat energy of the hot water taken out to the return pipe 60. It is also possible to connect a generator in series with the generator and use the surplus of recovered energy as electric energy generated by the generator.

【0030】また第1発明に係る減圧設備を示す図1に
おいては、ヒートポンプの凝縮器41と熱交換器とを兼用
しているが、図2に示す第2発明に係る減圧設備と同
様、凝縮器41の放熱により温水を生成し、この温水と移
送ガスとの間にて熱交換を行わせる熱交換器を設ける構
成としてもよい。
In FIG. 1 showing the decompression equipment according to the first invention, the condenser 41 of the heat pump is also used as a heat exchanger. However, like the decompression equipment according to the second invention shown in FIG. It is also possible to adopt a configuration in which hot water is generated by the heat radiation of the heat exchanger 41 and a heat exchanger for performing heat exchange between the hot water and the transfer gas is provided.

【0031】[0031]

【発明の効果】以上詳述した如く本発明の第1発明に係
るガスパイプラインの減圧設備においては、移送ガスの
減圧のための減圧タービンにより発電機を駆動し、この
発電機の発生電力により駆動される成績係数の高いヒー
トポンプの放熱により移送ガスを予熱する構成としたか
ら、減圧タービンの回転エネルギとして回収される移送
ガスの保有エネルギを該移送ガスの予熱のために高効率
にて利用でき、このための必要分を除いた実質的な回収
エネルギの大幅な増加が実現される。
As described in detail above, in the gas pipeline decompression equipment according to the first aspect of the present invention, a generator is driven by a decompression turbine for depressurizing the transfer gas, and the generator is driven by the generated power of the generator. Since the transfer gas is preheated by the heat radiation of the heat pump having a high coefficient of performance, the retained energy of the transfer gas recovered as the rotational energy of the decompression turbine can be used with high efficiency for preheating the transfer gas, A substantial increase in the substantial recovered energy, excluding the need for this, is realized.

【0032】更に、本発明の第2発明に係るガスパイプ
ラインの減圧設備においては、第1発明の効果に加え
て、減圧タービンの出力として得られる回転動力により
ヒートポンプを直接的に駆動するから、移送ガスの保有
エネルギを、より高効率にて利用できるようになり、実
質的な回収エネルギが更に増加する等、本発明は優れた
効果を奏する。
Further, in the gas pipeline decompression equipment according to the second invention of the present invention, in addition to the effect of the first invention, the heat pump is directly driven by the rotary power obtained as the output of the decompression turbine. The present invention has excellent effects, such as the energy stored in the gas can be used with higher efficiency, and the substantial recovered energy can be further increased.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1発明に係るガスパイプラインの減
圧設備の構成を模式的に示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram schematically illustrating a configuration of a gas pipeline decompression facility according to a first invention of the present invention.

【図2】本発明の第2発明に係るガスパイプラインの減
圧設備の構成を模式的に示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram schematically showing a configuration of a gas pipeline decompression facility according to a second invention of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 管路 2 減圧タービン 3 発電機 4 予熱装置 5 予熱装置 6 制御部 7 制御部 40 圧縮機 41 凝縮器 45 モータ 50 圧縮機 51 凝縮器 55 熱交換器 56 温水管 58 流量調整弁 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Pipeline 2 Decompression turbine 3 Generator 4 Preheating device 5 Preheating device 6 Control part 7 Control part 40 Compressor 41 Condenser 45 Motor 50 Compressor 51 Condenser 55 Heat exchanger 56 Hot water pipe 58 Flow control valve

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 秋元 清 大阪府大阪市中央区北浜4丁目5番33号 住友金属工業株式会社内 (72)発明者 湯里 一夫 大阪府大阪市中央区北浜4丁目5番33号 住友金属工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平4−121573(JP,A) 特開 昭56−94167(JP,A) 実開 平3−112528(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F02C 1/00 F17D 1/075 F25B 27/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Kiyoshi Akimoto 4-5-33 Kitahama, Chuo-ku, Osaka City, Osaka Prefecture Inside Sumitomo Metal Industries, Ltd. (72) Inventor Kazuo Yuzato 4-5-Kitahama, Chuo-ku, Osaka City, Osaka Prefecture No. 33 Sumitomo Metal Industries, Ltd. (56) References JP-A-4-121573 (JP, A) JP-A-56-94167 (JP, A) JP-A-3-112528 (JP, U) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) F02C 1/00 F17D 1/075 F25B 27/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 高圧ガスを移送するパイプラインに予熱
装置と減圧タービンとを配し、前記予熱装置を経て予熱
された移送ガスを前記減圧タービンに供給し所定圧に減
圧すると共に、前記移送ガスの保有エネルギを前記減圧
タービンの回転エネルギとして回収するガスパイプライ
ンの減圧設備において、前記減圧タービンに連結された
発電機と、該発電機からの給電により駆動され、前記予
熱装置の熱源として動作するヒートポンプとを具備する
ことを特徴とするガスパイプラインの減圧設備。
1. A preheating device and a decompression turbine are arranged in a pipeline for transferring a high-pressure gas, and a transfer gas preheated through the preheating device is supplied to the decompression turbine to reduce the pressure to a predetermined pressure and to reduce the transfer gas. In a gas pipeline decompression facility for recovering the energy held by the decompression turbine as rotational energy, a generator connected to the decompression turbine, and a heat pump driven by power supply from the generator and operating as a heat source of the preheating device A pressure reducing equipment for a gas pipeline, comprising:
【請求項2】 移送ガスを移送するパイプラインに予熱
装置と減圧タービンとを配し、前記予熱装置を経て予熱
された移送ガスを前記減圧タービンに供給し所定圧に減
圧すると共に、前記移送ガスの保有エネルギを前記減圧
タービンの回転エネルギとして回収するガスパイプライ
ンの減圧設備において、前記減圧タービンに連結された
圧縮機と、該圧縮機をその一部に含み、前記予熱装置の
熱源として動作するヒートポンプとを具備することを特
徴とするガスパイプラインの減圧設備。
2. A preheating device and a decompression turbine are provided in a pipeline for transferring a transfer gas, and the transfer gas preheated through the preheating device is supplied to the decompression turbine to reduce the pressure to a predetermined pressure, and the transfer gas is reduced. In a gas pipeline decompression facility for recovering the retained energy as rotational energy of the decompression turbine, a compressor connected to the decompression turbine, and a heat pump including the compressor as a part and operating as a heat source of the preheating device A pressure reducing equipment for a gas pipeline, comprising:
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