JP3524582B2 - 非共沸混合流体サイクルプラント - Google Patents
非共沸混合流体サイクルプラントInfo
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Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、二成分の混合媒体たと
えばアンモニアと水、又は水と臭化リチウムなどの非共
沸混合媒体から成り、一方の成分が他方の成分に吸収凝
縮する混合流体を作動流体とする混合流体サイクルプラ
ント、特にそのプラントのシステムループの改良に関
し、廃熱回収、海洋温度差、地熱などの低熱源利用発電
プラント、吸収式冷凍機、吸収式ヒートポンプなどにも
適用することができる。 【0002】 【従来の技術】従来の非共沸混合流体サイクルプラント
の構成例を図2を参照して説明する。図2において、符
号1がタービンであり、このタービン1のタービン出口
には配管2を介してタービン排気熱交換器3が設けら
れ、更に、配管4を介して低圧復液器5に接続されてい
る。低圧復液器5からは、配管6、復水ポンプ7を通っ
て、一方は配管8によりタービン排気熱交換器3へ、他
方は配管9により高圧復液器10へそれぞれ接続され
る。そして、タービン排気熱交換器3からは配管11に
よりセパレータ12に接続され、セパレータ12から
は、一方は配管13、冷却器14、減圧弁15及び配管
16を通って低圧復液器5に接続され、他方は配管17
により高圧復液器10に接続される。高圧復液器10か
らは、配管18、給水ポンプ19及び配管20によりボ
イラ21に接続され、更に、配管22によりタービン1
へ接続される。 【0003】流体サイクルについて説明すると、低圧復
液器5内の低圧復液23は復液ポンプ7により、一方は
配管8を通ってタービン排気熱交換器3へ、他方は配管
9を通って高圧復液器10へ送られる。 【0004】配管8を通ってタービン排気熱交換器3に
入った低圧復液23(たとえばアンモニア濃度の低いア
ンモニア水液)は、後述するタービン1の出口の高圧復
液蒸気と熱交換し、気液二相の状態(高濃度のアンモニ
ア水蒸気と低濃度のアンモニア水液とからなる混相流
体)となって配管11を通り、セパレータ12に送られ
る。 【0005】セパレータ12に入ってきた気液二相の低
圧復液は気液分離され、分離蒸気24と分離液25とに
なる。セパレータ12の低濃度の分離液25は、配管1
3を通って冷却器14に入り、ここでたとえば冷却水2
6により冷却され、減圧弁15、配管16を通って、後
述するタービン1の出口の高圧復液と合流し、混合希釈
して低圧復液器5に流入する。 【0006】残りの低圧復液23は配管9を通り、セパ
レータ12で分離されて配管17を通る分離蒸気24
(高濃度のアンモニア水蒸気)と合流し、高圧復液器1
0でたとえば冷却水27で冷却され、高圧復液28(所
定のアンモニア濃度の作動流体)に再生される。高圧復
液28は給水ポンプ19を経てボイラ21に送られ、た
とえば加熱ガス29で加熱され、蒸気となってタービン
1に送られる。 【0007】タービン1で仕事した高圧復液28の蒸気
は、タービン排気熱交換器3にて低圧復液23と熱交換
され、配管16を流れる分離液25と合流した後、低圧
復液器5にてたとえば冷却水30で冷却され、低圧復液
23となる。以上が流体サイクルの1サイクルである。 【0008】ここで、高圧復液器10及び低圧復液器5
では、不凝縮性ガスを外部に放出するため、高圧復液器
不凝縮ガス抜き管31及び低圧復液器不凝縮ガス抜き管
32がそれぞれ設置されている。 【0009】なお、冷却水26,27,30及び加熱ガ
ス29については、熱媒と熱交換後は外部に捨てられて
いる。 【0010】 【発明が解決しようとする課題】従来の非共沸混合流体
サイクルプラントでは、凝縮伝熱面上の不凝縮性ガス
は、高圧復液器不凝縮ガス抜き管及び低圧復液器不凝縮
ガス抜き管によって、高圧復液器、低圧復液器のそれぞ
れから外部に抜き出されていた。そのため、不凝縮性ガ
スに混合している熱媒も同時に外部に放出されることに
なる。特に、図2に示したように、復液器が2台あるプ
ラントの場合、かなりの熱媒が外部に放出されるという
問題があった。 【0011】本発明は、上記事情にかんがみてなされた
もので、非共沸混合流体サイクルプラントにあって、熱
媒の外部への放出をできるだけ少なくする手段を提供す
ることを目的とする。 【0012】 【課題を解決するための手段】上記目的に対し、本発明
によれば、タービンと、このタービンからのタービン排
気を二成分の混合媒体から成る低濃度の作動流体と熱交
換させるタービン排気熱媒交換器と、このタービン排気
熱媒交換器で加熱された作動流体を蒸気と液とに分離す
るセパレータと、このセパレータで分離された液を冷却
器を通して冷却した後前記タービン排気熱交換器を出た
タービン排気に混合させて希釈した作動流体を凝縮する
低圧復液器と、この低圧復液器で凝縮した液の一部を前
記低濃度の作動流体として前記熱交換器に導入する配管
と、前記低圧復液器で凝縮した液の残りを前記セパレー
タで分離された蒸気に混合させて再生した作動流体を凝
縮する高圧復液器と、この高圧復液器で凝縮した作動流
体を蒸発させて前記タービンへ供給するボイラとを具備
している非共沸混合流体サイクルプラントにおいて、前
記高圧復液器の不凝縮ガス抜き管を前記低圧復液器へ接
続したことを特徴とする、非共沸混合流体サイクルプラ
ントが提供される。 【0013】 【作用】上記手段によれば、高圧復液器から抜き出され
て熱媒の混合した不凝縮性ガスは、低圧復液器に連通さ
れた配管により低圧復液器の伝熱面に送られ、この低圧
復液器の伝熱面にて再び冷却され、熱媒成分が凝縮復液
する。このため、少なくとも高圧復液器から抜き出され
ていた熱媒については、捨てられずに相当部分回収され
ることになる。 【0014】 【実施例】以下図1を参照して、本発明の一実施例につ
いて詳述する。なお、図1に示した構成において、図2
に示したものと同一の部分には同一の符号を付して、そ
の詳細な説明は省略する。 【0015】図1において、基本的な構成は図2の従来
例とまったく同じである。すなわち、タービン1、ター
ビン排気熱交換器3、低圧復液器5、高圧復液器10、
セパレータ12、冷却器14及びボイラ21の構成及び
それらの接続が図2と同じである。 【0016】本発明によれば、更に、高圧復液器10の
高圧復液器不凝縮ガス抜き管31を延長させて、低圧復
液器5へ接続し連通させている。詳しくは、高圧復液器
10の伝熱面出口からの高圧復液器不凝縮ガス抜き管3
1を配管33によって低圧復液器5の伝熱面入口に接続
するようにしている。 【0017】これにより、高圧復液器10で凝縮されな
かった、熱媒を混合している不凝縮ガスは、配管33を
介して低圧復液器5へ入り、熱媒成分の再凝縮が行われ
る。そして、ここにおいても凝縮されなかったガスにつ
いてのみ、低圧復液器不凝縮ガス抜き管32を通って外
部に放出される。このようにして、従来、高圧復液器1
0で捨てられていた不凝縮ガス中の熱媒の大部分がプロ
セス内に回収されることになる。 【0018】 【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、高
圧復液器10の高圧復液器不凝縮ガス抜き管31を低圧
復液器5へ接続したことにより、高圧復液器10から抜
き出した不凝縮性ガスに混合している熱媒成分は低圧復
液器5で再び凝縮させられて、プロセス内に回収され
る。したがって、外部に捨てられる熱媒量は、低圧復液
器5から抜き出される不凝縮性ガス成分に含まれる熱媒
成分量だけとなり、従来技術より大幅に減少させること
ができる。
えばアンモニアと水、又は水と臭化リチウムなどの非共
沸混合媒体から成り、一方の成分が他方の成分に吸収凝
縮する混合流体を作動流体とする混合流体サイクルプラ
ント、特にそのプラントのシステムループの改良に関
し、廃熱回収、海洋温度差、地熱などの低熱源利用発電
プラント、吸収式冷凍機、吸収式ヒートポンプなどにも
適用することができる。 【0002】 【従来の技術】従来の非共沸混合流体サイクルプラント
の構成例を図2を参照して説明する。図2において、符
号1がタービンであり、このタービン1のタービン出口
には配管2を介してタービン排気熱交換器3が設けら
れ、更に、配管4を介して低圧復液器5に接続されてい
る。低圧復液器5からは、配管6、復水ポンプ7を通っ
て、一方は配管8によりタービン排気熱交換器3へ、他
方は配管9により高圧復液器10へそれぞれ接続され
る。そして、タービン排気熱交換器3からは配管11に
よりセパレータ12に接続され、セパレータ12から
は、一方は配管13、冷却器14、減圧弁15及び配管
16を通って低圧復液器5に接続され、他方は配管17
により高圧復液器10に接続される。高圧復液器10か
らは、配管18、給水ポンプ19及び配管20によりボ
イラ21に接続され、更に、配管22によりタービン1
へ接続される。 【0003】流体サイクルについて説明すると、低圧復
液器5内の低圧復液23は復液ポンプ7により、一方は
配管8を通ってタービン排気熱交換器3へ、他方は配管
9を通って高圧復液器10へ送られる。 【0004】配管8を通ってタービン排気熱交換器3に
入った低圧復液23(たとえばアンモニア濃度の低いア
ンモニア水液)は、後述するタービン1の出口の高圧復
液蒸気と熱交換し、気液二相の状態(高濃度のアンモニ
ア水蒸気と低濃度のアンモニア水液とからなる混相流
体)となって配管11を通り、セパレータ12に送られ
る。 【0005】セパレータ12に入ってきた気液二相の低
圧復液は気液分離され、分離蒸気24と分離液25とに
なる。セパレータ12の低濃度の分離液25は、配管1
3を通って冷却器14に入り、ここでたとえば冷却水2
6により冷却され、減圧弁15、配管16を通って、後
述するタービン1の出口の高圧復液と合流し、混合希釈
して低圧復液器5に流入する。 【0006】残りの低圧復液23は配管9を通り、セパ
レータ12で分離されて配管17を通る分離蒸気24
(高濃度のアンモニア水蒸気)と合流し、高圧復液器1
0でたとえば冷却水27で冷却され、高圧復液28(所
定のアンモニア濃度の作動流体)に再生される。高圧復
液28は給水ポンプ19を経てボイラ21に送られ、た
とえば加熱ガス29で加熱され、蒸気となってタービン
1に送られる。 【0007】タービン1で仕事した高圧復液28の蒸気
は、タービン排気熱交換器3にて低圧復液23と熱交換
され、配管16を流れる分離液25と合流した後、低圧
復液器5にてたとえば冷却水30で冷却され、低圧復液
23となる。以上が流体サイクルの1サイクルである。 【0008】ここで、高圧復液器10及び低圧復液器5
では、不凝縮性ガスを外部に放出するため、高圧復液器
不凝縮ガス抜き管31及び低圧復液器不凝縮ガス抜き管
32がそれぞれ設置されている。 【0009】なお、冷却水26,27,30及び加熱ガ
ス29については、熱媒と熱交換後は外部に捨てられて
いる。 【0010】 【発明が解決しようとする課題】従来の非共沸混合流体
サイクルプラントでは、凝縮伝熱面上の不凝縮性ガス
は、高圧復液器不凝縮ガス抜き管及び低圧復液器不凝縮
ガス抜き管によって、高圧復液器、低圧復液器のそれぞ
れから外部に抜き出されていた。そのため、不凝縮性ガ
スに混合している熱媒も同時に外部に放出されることに
なる。特に、図2に示したように、復液器が2台あるプ
ラントの場合、かなりの熱媒が外部に放出されるという
問題があった。 【0011】本発明は、上記事情にかんがみてなされた
もので、非共沸混合流体サイクルプラントにあって、熱
媒の外部への放出をできるだけ少なくする手段を提供す
ることを目的とする。 【0012】 【課題を解決するための手段】上記目的に対し、本発明
によれば、タービンと、このタービンからのタービン排
気を二成分の混合媒体から成る低濃度の作動流体と熱交
換させるタービン排気熱媒交換器と、このタービン排気
熱媒交換器で加熱された作動流体を蒸気と液とに分離す
るセパレータと、このセパレータで分離された液を冷却
器を通して冷却した後前記タービン排気熱交換器を出た
タービン排気に混合させて希釈した作動流体を凝縮する
低圧復液器と、この低圧復液器で凝縮した液の一部を前
記低濃度の作動流体として前記熱交換器に導入する配管
と、前記低圧復液器で凝縮した液の残りを前記セパレー
タで分離された蒸気に混合させて再生した作動流体を凝
縮する高圧復液器と、この高圧復液器で凝縮した作動流
体を蒸発させて前記タービンへ供給するボイラとを具備
している非共沸混合流体サイクルプラントにおいて、前
記高圧復液器の不凝縮ガス抜き管を前記低圧復液器へ接
続したことを特徴とする、非共沸混合流体サイクルプラ
ントが提供される。 【0013】 【作用】上記手段によれば、高圧復液器から抜き出され
て熱媒の混合した不凝縮性ガスは、低圧復液器に連通さ
れた配管により低圧復液器の伝熱面に送られ、この低圧
復液器の伝熱面にて再び冷却され、熱媒成分が凝縮復液
する。このため、少なくとも高圧復液器から抜き出され
ていた熱媒については、捨てられずに相当部分回収され
ることになる。 【0014】 【実施例】以下図1を参照して、本発明の一実施例につ
いて詳述する。なお、図1に示した構成において、図2
に示したものと同一の部分には同一の符号を付して、そ
の詳細な説明は省略する。 【0015】図1において、基本的な構成は図2の従来
例とまったく同じである。すなわち、タービン1、ター
ビン排気熱交換器3、低圧復液器5、高圧復液器10、
セパレータ12、冷却器14及びボイラ21の構成及び
それらの接続が図2と同じである。 【0016】本発明によれば、更に、高圧復液器10の
高圧復液器不凝縮ガス抜き管31を延長させて、低圧復
液器5へ接続し連通させている。詳しくは、高圧復液器
10の伝熱面出口からの高圧復液器不凝縮ガス抜き管3
1を配管33によって低圧復液器5の伝熱面入口に接続
するようにしている。 【0017】これにより、高圧復液器10で凝縮されな
かった、熱媒を混合している不凝縮ガスは、配管33を
介して低圧復液器5へ入り、熱媒成分の再凝縮が行われ
る。そして、ここにおいても凝縮されなかったガスにつ
いてのみ、低圧復液器不凝縮ガス抜き管32を通って外
部に放出される。このようにして、従来、高圧復液器1
0で捨てられていた不凝縮ガス中の熱媒の大部分がプロ
セス内に回収されることになる。 【0018】 【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、高
圧復液器10の高圧復液器不凝縮ガス抜き管31を低圧
復液器5へ接続したことにより、高圧復液器10から抜
き出した不凝縮性ガスに混合している熱媒成分は低圧復
液器5で再び凝縮させられて、プロセス内に回収され
る。したがって、外部に捨てられる熱媒量は、低圧復液
器5から抜き出される不凝縮性ガス成分に含まれる熱媒
成分量だけとなり、従来技術より大幅に減少させること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による非共沸混合流体サイクルプラント
の実施例を示す系統図である。 【図2】従来の非共沸混合流体サイクルプラントの一例
を示す系統図である。 【符号の説明】 1 タービン 3 タービン排気熱交換器 5 低圧復液器 7 復液ポンプ 10 高圧復液器 12 セパレータ 14 冷却器 15 減圧弁 19 給水ポンプ 21 ボイラ 31 高圧復液器不凝縮ガス抜き管 32 低圧復液器不凝縮ガス抜き管
の実施例を示す系統図である。 【図2】従来の非共沸混合流体サイクルプラントの一例
を示す系統図である。 【符号の説明】 1 タービン 3 タービン排気熱交換器 5 低圧復液器 7 復液ポンプ 10 高圧復液器 12 セパレータ 14 冷却器 15 減圧弁 19 給水ポンプ 21 ボイラ 31 高圧復液器不凝縮ガス抜き管 32 低圧復液器不凝縮ガス抜き管
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 松尾 篤二
長崎県長崎市深堀町5丁目717番1号
三菱重工業株式会社 長崎研究所内
(72)発明者 長田 勇
東京都千代田区丸の内二丁目5番1号
三菱重工業株式会社内
(56)参考文献 実開 平4−8708(JP,U)
実開 平4−8707(JP,U)
(58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名)
F01K 25/06
F01K 25/00
F01K 25/10
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】タービンと、このタービンからのタービン
排気を二成分の混合媒体から成る低濃度の作動流体と熱
交換させるタービン排気熱交換器と、このタービン排気
熱交換器で加熱された作動流体を蒸気と液とに分離する
セパレータと、このセパレータで分離された液を冷却器
を通して冷却した後前記タービン排気熱交換器を出たタ
ービン排気に混合させて希釈した作動流体を凝縮する低
圧復液器と、この低圧復液器で凝縮した液の一部を前記
低濃度の作動流体として前記熱交換器に導入する配管
と、前記低圧復液器で凝縮した液の残りを前記セパレー
タで分離された蒸気に混合させて再生した作動流体を凝
縮する高圧復液器と、この高圧復液器で凝縮した作動流
体を蒸発させて前記タービンへ供給するボイラとを具備
している非共沸混合流体サイクルプラントにおいて、前
記高圧復液器の不凝縮ガス抜き管を前記低圧復液器へ接
続したことを特徴とする、非共沸混合流体サイクルプラ
ント。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13667694A JP3524582B2 (ja) | 1994-05-27 | 1994-05-27 | 非共沸混合流体サイクルプラント |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13667694A JP3524582B2 (ja) | 1994-05-27 | 1994-05-27 | 非共沸混合流体サイクルプラント |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07317507A JPH07317507A (ja) | 1995-12-05 |
JP3524582B2 true JP3524582B2 (ja) | 2004-05-10 |
Family
ID=15180876
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP13667694A Expired - Fee Related JP3524582B2 (ja) | 1994-05-27 | 1994-05-27 | 非共沸混合流体サイクルプラント |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3524582B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102312687A (zh) * | 2011-09-16 | 2012-01-11 | 东南大学 | 一种溶液冷却吸收式氨水动力循环装置 |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5800295B2 (ja) * | 2011-08-19 | 2015-10-28 | 国立大学法人佐賀大学 | 蒸気動力サイクルシステム |
CN105715406B (zh) * | 2014-12-04 | 2018-07-17 | 天纳克(苏州)排放系统有限公司 | 朗肯循环系统及其控制方法 |
CN109915261A (zh) * | 2019-03-27 | 2019-06-21 | 廊坊新奥泛能网络科技服务有限公司 | 基于刨花板生产工艺的分布式能源系统及其控制方法 |
CN112018995A (zh) * | 2019-05-31 | 2020-12-01 | 湘潭大学 | 一种变流器用的模块化水冷散热装置 |
CN110541737A (zh) * | 2019-08-12 | 2019-12-06 | 山东大学 | 一种利用lng冷能的中低温余热发电系统及其工作方法 |
JP2023044396A (ja) * | 2021-09-17 | 2023-03-30 | 三菱重工マリンマシナリ株式会社 | 動力回収システム |
-
1994
- 1994-05-27 JP JP13667694A patent/JP3524582B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102312687A (zh) * | 2011-09-16 | 2012-01-11 | 东南大学 | 一种溶液冷却吸收式氨水动力循环装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH07317507A (ja) | 1995-12-05 |
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Date | Code | Title | Description |
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