JP5192736B2 - Exhaust heat power generation apparatus, operation method of exhaust heat power generation apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、排熱源の熱エネルギーを電気エネルギーに変換する排熱発電装置、特に低温の排熱を熱源として発電を行う排熱発電装置、及び排熱発電装置の運転方法に関するものである。 The present invention relates to an exhaust heat power generation apparatus that converts thermal energy of an exhaust heat source into electrical energy, and more particularly to an exhaust heat power generation apparatus that generates power using low-temperature exhaust heat as a heat source, and a method for operating the exhaust heat power generation apparatus.
近年、省エネルギー推進の必要性から、排熱源からの排熱の有効利用が種々の方法で推進されている。しかしながら、有効利用の容易な高温若しく大容量の排熱に関してはほぼ利用され尽くしており、新規に設置される機器でも、省エネルギー化の進んだ結果、排出される排熱の温度は低下する傾向にある。従って、更に省エネルギー化を推進しようとすれば、低温且つ小容量の排熱を有効に利用することが必要不可欠となる。 In recent years, effective use of exhaust heat from an exhaust heat source has been promoted by various methods because of the need for energy saving promotion. However, high-temperature or large-capacity exhaust heat that is easy to use effectively is almost completely used, and even in newly installed equipment, the temperature of exhaust heat exhausted tends to decrease as a result of progress in energy saving. It is in. Therefore, in order to further promote energy saving, it is indispensable to effectively use low-temperature and small-capacity exhaust heat.
図1は従来のこの種の排熱発電装置の構成例を示す図である。本排熱発電装置は、発電装置100を備え、排熱源120から80℃程度の温水を熱源とし、冷却塔130により冷却された冷却水を低温熱源として発電する排熱発電装置である。発電装置100は、蒸気発生器101、液滴分離器102、調速弁(図示せず)及び主蒸気弁103、膨張機としてのタービン104と高速発電機105を有するタービン発電機106、凝縮器107、給液ポンプ108を備え、これらを作動媒体配管109で接続した構成である。発電装置100は制御盤110により制御され、高速発電機105で発電された交流電力は高周波整流器111で直流電力に変換され、更に系統連携装置112で交流電力(一般には50Hz又は60Hzの商用電力)に変換され、系統113に送電される。なお、ここでは膨張機としてタービンを用いる例を示しているが、蒸気発生器101からの作動媒体蒸気を膨張させ機械的回転力を得られ、該回転力で高速発電機105を回転駆動する膨張機であればよい。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of this type of conventional exhaust heat power generation apparatus. The exhaust heat power generation apparatus is an exhaust heat power generation apparatus that includes the
排熱源120から温水循環ポンプ121で温水を蒸気発生器101に供給することにより、給液ポンプ108で該蒸気発生器101に供給された作動媒体液は加熱され、作動媒体蒸気となって作動媒体配管109を通って液滴分離器102に供給され、該液滴分離器102で作動媒体蒸気中の液滴は分離除去される。液滴分が除去された作動媒体蒸気は調速弁(図示せず)及び主蒸気弁103を通って膨張機としてのタービン104に供給され、該タービン104の回転力で高速発電機105が駆動回転する。タービン104から吐き出された作動媒体蒸気は凝縮器107に供給され、該凝縮器107で冷却塔130から冷却水ポンプ131により供給される冷却水により冷却され、凝縮して作動媒体液となる。該作動媒体液は給液ポンプ108により、蒸気発生器101に送られ作動媒体は循環する。なお、排熱発電装置としては、温水に代えて排熱源からの排気ガスを熱源とするもの、低温熱源も冷却水と冷却塔の組み合わせではなく、空気による冷却(空冷凝縮器)や、河川水などの別の低温熱源を用いるものもある。また、この低温熱源と熱交換する二次流体を用いたり、これらと同等の別の技術を用いるものもある。また、排熱源としては工場排熱、原動機等の排熱、温泉水(地熱)、太陽熱等、様々なものがあり、更にこれらの熱源によって生成される温水や低圧蒸気等もある。
By supplying hot water from the
従来、このような排熱発電装置では、タービン発電機106に設置された調速装置によりタービン発電機106の回転速度を制御する。調速装置は、回転速度の検出器(図示せず)、調速弁、制御装置(図示せず)により構成され、タービン104の回転速度が定格回転速度を超える(若しくは超えることが予測される)と、調速弁の開度を下げ、下回ると開度を上げて回転速度を一定に維持する。また、これと併せて、高速発電機105の負荷制御が行われる。通常、高速発電機105の負荷は回転速度を一定に保つことで自動的に制御される。このような制御を行うため、調速弁は常時、全開とはせず、制御に必要な最小限の開度、閉めた状態で運転する必要がある。このため、次のような課題が生じる。
Conventionally, in such an exhaust heat power generator, the rotational speed of the
・調速弁は作動媒体配管中にあって圧力損失となるため、発電装置100の発電効率の低下を招く。
・上記の圧力損失により、タービン104に必要な蒸気圧力以上に蒸気発生器101内の圧力が上昇する。
-Since the speed regulating valve is in the working medium piping and causes pressure loss, the power generation efficiency of the
-Due to the above pressure loss, the pressure in the
本願発明者等は特許文献1に記載するように、逆変換器を用いる系統連携装置の出力を、系統連携装置内の直流電圧が設定された電圧となるように制御することで、調速弁によらずタービン発電機の回転を適正に保ち、発電電力を最大化できることを提案している。
上記特許文献1に提案する技術により、発電装置は調速弁が無くても、タービン発電機のタービン及び発電機の回転速度などを規定範囲内に抑えることができる。ただし、この技術においては、発電した電力が、系統連携装置の出力可能電力(容量)を超える場合は、ブレーキヒーターに発電した電力を捨てることになるため、発電機には、想定されうる最大限のタービン出力に相当する発電電力を発電できるだけの容量が必要となり、若しくは、過負荷を防止するために別途調速弁を設けるなどの必要が生じ、製品のコストを押し上げることになる。 With the technology proposed in Patent Document 1, the power generation device can suppress the turbine of the turbine generator, the rotational speed of the generator, and the like within a specified range without a regulator valve. However, in this technology, if the generated power exceeds the output power (capacity) of the grid linkage device, the power generated by the brake heater will be discarded. Therefore, it is necessary to have a capacity sufficient to generate the generated power corresponding to the turbine output of this type, or to provide a separate regulator to prevent overload, which increases the cost of the product.
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、調速弁に依らずタービン発電機の回転速度を一定に保ちながら、発電機の容量を最小限に抑えつつ膨張機及び発電機の過回転速度や発電機の過負荷を防止できる排熱発電装置、排熱発電装置の運転方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described points, and does not depend on a speed control valve, while keeping the rotational speed of the turbine generator constant, while minimizing the capacity of the generator, the expander and the generator are overrotated. An object of the present invention is to provide an exhaust heat power generation apparatus that can prevent speed and generator overload, and an operation method of the exhaust heat power generation apparatus.
上記課題を解決するため本願発明は、蒸気発生器を備え、排熱源からの排熱媒体を前記蒸気発生器に導入し、発生した作動媒体蒸気を膨張機に導き、該膨張機で発電機を駆動して発電すると共に、該膨張機から吐出される作動媒体蒸気を凝縮器に導き低熱源からの低熱媒体により前記作動媒体蒸気を冷却・凝縮し、該凝縮した作動媒体液を前記蒸気発生器に供給して該作動媒体が循環するように構成した排熱発電装置において、前記作動媒体の循環は作動媒体液を循環させる給液ポンプで行い、前記発電機の発電電力を逆変換装置を介して系統に送電可能にし、前記発電機の出力、若しくは回転速度が所定の値を超えようとした場合、前記給液ポンプの回転速度を抑制して前記膨張機及び発電機の過回転・過負荷を防止する過回転・過負荷防止手段を設け、前記発電機の発電電力を逆変換装置を介して系統に送電する場合、前記逆変換装置内の直流電圧が所定の一定値となるように、前記逆変換装置の出力を増減する逆変換装置出力増減手段を設けたことを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention comprises a steam generator, introduces an exhaust heat medium from an exhaust heat source into the steam generator, guides the generated working medium vapor to an expander, and uses the expander to generate a generator. The driving medium generates electric power by driving, leads the working medium vapor discharged from the expander to a condenser, cools and condenses the working medium vapor by a low heat medium from a low heat source, and converts the condensed working medium liquid into the steam generator. In the exhaust heat power generator configured to circulate the working medium, the working medium is circulated by a feed pump that circulates the working medium liquid, and the power generated by the generator is passed through an inverse converter. When the power output of the generator or the rotation speed exceeds a predetermined value, the rotation speed of the feed pump is suppressed and the expander and generator are over-rotated / overloaded. Prevents over-rotation and overload Only setting means, when the power to the system for generating power through the inverters of the generator, as the DC voltage of said inverters is a predetermined constant value, increase or decrease the output of the inverters Inverse conversion device output increase / decrease means is provided .
このような構成の排熱発電装置において、作動媒体の循環量は発生する蒸気の量と等しいので、上記のように過回転・過負荷防止手段を設け、発電機の出力、若しくは膨張機の回転速度が所定の値を超えようとした場合、給液ポンプの回転速度を抑制することにより作動媒体の循環量を抑制することは、即ち発生する作動媒体蒸気の量を抑制することになる。従ってこれにより発電機の出力、若しくは回転速度が所定の値を超えようとするのを、即ち過回転・過負荷となることを回避することができる。また、逆変換装置出力増減手段を設け、発電機の発電電力を逆変換装置を介して系統に送電する場合、逆変換装置内の直流電圧が所定の一定値となるように、逆変換装置の出力を増減することは膨張機及び発電機の回転を適正に保ちつつ、発電電力を最大化することになる。 In the exhaust heat power generation device having such a configuration, since the circulation amount of the working medium is equal to the amount of generated steam, the over-rotation / overload prevention means is provided as described above, and the output of the generator or the rotation of the expander When the speed is about to exceed a predetermined value, suppressing the circulation amount of the working medium by suppressing the rotation speed of the liquid supply pump, that is, suppressing the amount of generated working medium vapor. Accordingly, it is possible to prevent the output or rotational speed of the generator from exceeding a predetermined value, that is, over-rotation / overload. In addition, when an inverse conversion device output increasing / decreasing means is provided and the power generated by the generator is transmitted to the system via the inverse conversion device, the reverse conversion device has a predetermined constant value so that the DC voltage in the inverse conversion device becomes a predetermined constant value. Increasing or decreasing the output maximizes the generated power while maintaining the rotation of the expander and the generator appropriately.
また、本願発明は、上記排熱発電装置において、前記過回転・過負荷防止手段は、前記発電機の出力電力、若しくは回転数が所定の値を下回った場合、前記給液ポンプの回転速度の抑制を解除することを特徴とする。 Further, in the exhaust heat power generation apparatus according to the present invention, the over-rotation / overload prevention means is configured to reduce the rotation speed of the feed pump when the output power of the generator or the number of rotations falls below a predetermined value . It is characterized by releasing the suppression .
上記のように発電機の出力電力、若しくは回転数が所定の値を下回った場合、給液ポンプの回転速度の抑制を解除するので、過回転、過負荷の状態が無くなった場合、蒸気発生器の作動媒体蒸気発生量を速やかに元の状態に戻すことが可能となる。 When the output power of the generator or the number of rotations falls below a predetermined value as described above, the suppression of the rotation speed of the feed pump is canceled, so if the overspeed or overload condition disappears, the steam generator It is possible to quickly return the generated amount of the working medium vapor to the original state.
また、本願発明は、上記排熱発電装置において、前記過回転・過負荷防止手段は、前記膨張機及び発電機の負荷の指標として、前記発電機の発電電流、発電電圧、発電電力のうち少なくとも一つ以上を用いることを特徴とする。 Further, the present invention relates to the exhaust heat power generation apparatus, wherein the overspeed / overload prevention means includes at least one of a power generation current, a power generation voltage, and a power generation of the power generator as an index of the load of the expander and the power generator. It is characterized by using one or more.
また、本願発明は、上記排熱発電装置において、前記発電機の発電電力を逆変換装置を介して系統に送電する場合、前記発電機の負荷の指標として、前記逆変換装置内の直流電流、直流電圧、直流電力、若しくは該逆変換装置の交流出力電流、交流出力電圧、交流出力電力のうちの少なくとも一つ以上を用いることを特徴とする。 Further, the present invention relates to the exhaust heat power generator described above, in the case where power generated by the generator is transmitted to the system via the reverse converter, the direct current in the reverse converter as an indicator of the load of the generator, It is characterized by using at least one of DC voltage, DC power, or AC output current, AC output voltage, AC output power of the inverse converter.
また、本願発明は、蒸気発生器を備え、排熱源からの排熱媒体を前記蒸気発生器に導入し、発生した作動媒体蒸気を膨張機に導き、該膨張機で発電機を駆動して発電すると共に、該膨張機から吐出される作動媒体蒸気を凝縮器に導き低熱源からの低熱媒体により前記作動媒体蒸気を冷却・凝縮し、該凝縮した作動媒体液を前記蒸気発生器に供給して該作動媒体が循環するように構成した排熱発電装置の運転方法であって、前記作動媒体の循環は作動媒体液を循環させる給液ポンプで行い、前記発電機の発電電力を逆変換装置を介して系統に送電可能にし、前記発電機の出力、若しくは回転速度が所定の値を超えようとした場合、前記給液ポンプの回転速度を抑制して前記膨張機及び発電機の過回転・過負荷を防止し、前記発電機の出力電力、若しくは回転数が前記所定値を下回った場合、前記給液ポンプの回転速度の抑制を解除し、前記発電機の発電電力を逆変換装置を介して系統に送電する場合、前記逆変換装置内の直流電圧が所定の一定値となるように、前記逆変換装置の出力を増減することを特徴とする。 Further, the present invention comprises a steam generator, by introducing the exhaust heat medium from the exhaust heat source to the steam generator, directing the working medium vapor generated in the expander drives a generator in the expander In addition to generating electricity, the working medium vapor discharged from the expander is led to a condenser to cool and condense the working medium vapor with a low heat medium from a low heat source, and the condensed working medium liquid is supplied to the steam generator. The exhaust heat power generation apparatus is configured to circulate the working medium , wherein the working medium is circulated by a feed pump that circulates the working medium liquid, and the generated power of the generator is inverted. allowing transmission to the system through the output of the generator, or when the rotation speed is about to exceed a predetermined value, the over-rotation and of the expander and the power generator to suppress the rotation speed of the liquid supply pump Preventing overload, the output power of the generator, If properly the rotational speed falls below the predetermined value, the liquid supply to release the rotational speed of the suppression of the pump, when the power to the system for generating power through the inverters of the generator, the inverse transform apparatus The output of the inverse conversion device is increased or decreased so that the direct current voltage becomes a predetermined constant value .
上記のように発電機の出力、若しくは回転速度が所定の値を超えようとした場合、給液ポンプの回転速度を抑制することにより作動媒体の循環量を抑制して膨張機及び発電機の過回転・過負荷を防止し、発電機の出力電力、若しくは回転数が前記所定値を下回った場合、給液ポンプの回転速度の抑制を解除することにより作動媒体の循環量を抑制するので、排熱発電装置を膨張機及び発電機の過回転・過負荷を回避しながら、過回転・過負荷の状態が無くなった場合、蒸気発生器の作動媒体蒸気発生量を速やかに元の状態に戻すことが可能となる。また、発電機の発電電力を逆変換装置を介して系統に送電する場合、逆変換装置内の直流電圧が所定の一定値となるように、逆変換装置の出力を増減するので、発電機の回転を適正に保ち発電電力を最大化することになる。 As described above, when the output or rotational speed of the generator is about to exceed a predetermined value, the circulation rate of the working medium is suppressed by suppressing the rotational speed of the feed pump, and the excess of the expander and the generator is exceeded. When rotation / overload is prevented and the output power or rotation speed of the generator falls below the predetermined value, the circulation rate of the working medium is suppressed by releasing the suppression of the rotation speed of the feed pump. When the over-rotation / overload state disappears while avoiding over-rotation / overload of the expander and generator, the working medium vapor generation amount of the steam generator is quickly returned to the original state. Is possible. In addition, when the generated power of the generator is transmitted to the system via the inverter, the output of the inverter is increased or decreased so that the DC voltage in the inverter becomes a predetermined constant value. It will keep the rotation properly and maximize the generated power.
本願発明によれば、発電機の出力、若しくは回転速度が所定の値を超えようとした場合、給液ポンプの回転速度を抑制して作動媒体の循環量を抑制するので、作動媒体の循環量は蒸気発生器で発生する作動媒体蒸気量に等しいから、作動媒体の循環量を抑制することは作動媒体蒸気の発生量を抑制することになり、発電機の容量を最小限に抑えても、膨張機及び発電機の過回転速度や過負荷を防止することができる。また、発電機の発電電力を逆変換装置を介して系統に送電する場合、逆変換装置内の直流電圧が所定の一定値となるように、逆変換装置の出力を増減するので、発電機の回転を適正に保ち発電電力を最大化することができる。
According to the present invention, when the output of the generator or the rotation speed exceeds a predetermined value, the rotation speed of the feed pump is suppressed to suppress the circulation amount of the working medium. Is equal to the amount of working medium vapor generated by the steam generator, so reducing the circulating amount of working medium will reduce the amount of working medium vapor generated, and even if the capacity of the generator is minimized, The overspeed and overload of the expander and the generator can be prevented. In addition, when the generated power of the generator is transmitted to the system via the inverter, the output of the inverter is increased or decreased so that the DC voltage in the inverter becomes a predetermined constant value. The generated power can be maximized while maintaining proper rotation.
以下、本願発明の実施の形態例を図面に基づいて説明する。図2は本発明に係る排熱発電装置の構成例を示す図である。本排熱発電装置は、発電装置10を備え、排熱源30から温水循環ポンプで送られる80℃程度の温水を熱源とし、冷却塔40から冷却水ポンプ41により供給される冷却水を低温熱源として発電する排熱発電装置である。発電装置10は、蒸気発生器11、液滴分離器12、主蒸気弁13、膨張機としてのタービン14及び高速発電機15を有するタービン発電機16、凝縮器17、給液ポンプ18を備え、これらを作動媒体配管19で接続した構成である。発電装置10は制御盤20により制御され、高速発電機15で発電された交流電力は高周波整流器21で直流電力に変換され、更に系統連携装置22で交流電力(一般には50Hz又は60Hzの商用電力)に変換され、系統23に送電される。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of the exhaust heat power generator according to the present invention. This exhaust heat power generation apparatus includes the
排熱源30から温水循環ポンプ31で温水を蒸気発生器11に供給することにより、給液ポンプ18により凝縮器17から蒸気発生器11に供給された作動媒体液は加熱され、作動媒体蒸気となって蒸発発生器11の蒸気吐出口から吐き出され作動媒体配管19を通って液滴分離器12に供給される。蒸気吐出口に接続された作動媒体配管19には作動媒体蒸気の圧力を測定する圧力センサ24、温度を測定する温度センサ25が設けられており、その出力は制御盤20に伝送されるようになっている。液滴分離器12で液滴が分離除去された作動媒体蒸気は主蒸気弁13を通ってタービン発電機16のタービン14に供給され、分離された液滴は蒸気発生器11に戻される。
By supplying hot water from the
作動媒体蒸気が供給されたタービン14は回転し、高速発電機15を駆動する。タービン14から吐き出された作動媒体蒸気は凝縮器17に供給され、該凝縮器17で冷却水ポンプ41により冷却塔40から供給される冷却水で冷却され、凝縮されて作動媒体液となる。該作動媒体液は給液ポンプ18により、再び蒸気発生器11に送られ作動媒体は循環する。なお、作動媒体としてはここでは低沸点(沸点が40℃前後)の作動媒体、例えばジクロロトリフルオロエタンHFC13或いはトリフルオロエタノールCF3CH2OH等を用いることが好ましい。
The
制御盤20は、回転速度/出力検出器26の出力から高速発電機15の出力を監視し、高速発電機15の出力が所定の設定値を超えると、給液ポンプ18の回転速度を低下させ、作動媒体の循環量を抑制する。また、回転速度/出力検出器26の出力から高速発電機15の回転速度も同時に監視し、高速発電機15の回転速度が所定の設定値を超えると、給液ポンプ18の回転速度を低下させ、作動媒体の循環量を抑制する。また、高速発電機15の出力や回転速度が前記所定の設定値を下回った場合、上記作動媒体の循環量の抑制を解除する。高速発電機15の負荷(出力)の指標としては、発電交流電流、発電交流電圧、発電交流電力のうち少なくとも一つ以上を用いる。
The
高速発電機15の出力も回転速度も上記設定値を超えない場合、制御盤20は圧力センサ24及び温度センサ25の出力から蒸気発生器11の蒸気出口の作動媒体蒸気の圧力及び温度から、蒸気発生器11の蒸気出口における作動媒体蒸気の過熱度を演算して求め、該演算過熱度が所定の設定値(目標値)になるように給液ポンプ18の回転速度を増減して、作動媒体の循環量を増減している。具体的には、過熱度が目標値を超えると給液ポンプ18の回転速度を暫増し、下回ると回転速度を暫減する。これにより蒸気発生器11の蒸気出口から出る作動媒体蒸気の過熱度を目標値に維持できる。
When neither the output of the high-
ここでタービン発電機16の回転速度、若しくは高速発電機15の出力が設定値を超えようとした場合、制御盤20は作動媒体蒸気の過熱度によらず、給液ポンプ18の回転速度を暫減する。これにより蒸気発生器11に供給される作動媒体量は暫減する。蒸気発生器11に供給される作動媒体(液)量は、発生する作動媒体蒸気の量と等しいので、媒体の供給量を暫減することは、発生する作動媒体蒸気の量を抑制することになる。従って、高速発電機15の容量を抑えても、タービン14及び高速発電機15が過負荷や過回転速度になることを回避できる。上記例では給液ポンプ18の回転速度の暫増、暫減により作動媒体の循環量を増減したが、給液ポンプ18の回転速度による代わりに、蒸気発生器11への作動媒体の供給配管中に制御弁や戻し弁を設け、この開度を制御しても良い。ただし、回転速度の制御に依ったほうが消費電力を削減できる。
Here, when the rotational speed of the
図3は制御盤20の過熱度制御の機能構成を示す図である。制御盤20は、過熱度演算部20−1、PID演算部20−2、目標値(目標過熱度)設定部20−3、圧力変動補正部20−4、及び回転速度制御部20−5を備えている。蒸気発生器11の蒸気発生器出口に接続された作動媒体配管19に設けた、圧力センサ24及び温度センサ25で測定された作動媒体蒸気の蒸気圧及び蒸気温度は過熱度演算部20−1に入力され、該過熱度演算部20−1は蒸気圧及び蒸気温度から作動媒体蒸気の過熱度を演算する。PID演算部20−2ではこの演算過熱度が目標値設定部20−3で設定された目標過熱度(3℃程度)と比較し、低い場合は回転速度制御部20−5に給液ポンプ18の回転速度を暫増する指令を出力し、該演算過熱度が目標の過熱度と比較して高い場合は給液ポンプ18の回転速度を暫減する指令を出力する。
FIG. 3 is a diagram showing a functional configuration of the superheat degree control of the
なお、上記例では、作動媒体液流量の増減を給液ポンプ18の回転速度の増減で行うが、作動媒体液流量が増減できれば、給液ポンプ18の回転速度の増減に限定されるものではない。
In the above example, the working medium liquid flow rate is increased / decreased by increasing / decreasing the rotational speed of the
また、上記排熱発電装置において、制御盤20は、タービン発電機16の発電電力を逆変換装置(系統連携装置22)を介して系統23に送電する場合、該逆変換装置内の直流電圧が一定となるように、該逆変換装置の出力を増減することで、タービン発電機16の回転を適正に保ち発電電力を最大化にすることができる。図4は逆変換装置の構成例を示す図である。タービン発電機16の高速発電機15の交流出力電力は高周波整流器21で直流電力に変換され、平滑コンデンサ22−1で平滑される。インバータ22−3はこの直流電力を交流電力に変換し、系統23に送電する。制御盤20は電圧計22−2の出力により高周波整流器21の出力側直流電圧を監視し、この直流電圧が一定となるように、インバータ22−3からの交流出力を増減することで、タービン発電機16の回転を適正に保ち発電電力を最大化する。
In the exhaust heat power generator, when the
上記高速発電機15の発電電力を逆変換装置(系統連携装置22)を介して系統23に送電する場合、高速発電機の負荷指標としては、系統連携装置22内の直流電流、直流電圧(電圧計22−2の出力)、若しくは系統連携装置22の交流出力電流、交流出力電圧、交流出力電力のうちの少なくとも一つ以上を用いる。
When the power generated by the high-
なお、上記排熱発電装置では、排熱源30から温水を熱源として蒸気発生器11に導入し、凝縮器17に冷却塔40からの冷却水を低温源とする例を示したが、熱源及び低温源はこれに限定されるものではなく、排熱源からの排ガスを熱源とし、空気(空冷凝縮器)や河川水などを低温熱源としてもよい。また、この低温熱源と熱交換による二次流体を用いたり、これらと同等の別の技術を用いてもよい。また、排熱源としては工場排熱、原動機等の排熱、温泉水(地熱)、太陽熱等、様々なものがあり、更にこれらの熱源によって生成される温水や低圧蒸気等であってもよい。
In the above exhaust heat power generation apparatus, an example is shown in which hot water is introduced from the
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。例えば、上記例では、膨張機としてタービン14を用い該タービンで高速発電機15を駆動するタービン発電機16を説明したが、作動媒体蒸気を膨張機に供給し、該作動媒体蒸気の膨張により発生する機械的回転力で発電機を駆動する構成であればよい。
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the technical idea described in the claims and the specification and drawings. Is possible. For example, in the above example, the
10 発電装置
11 蒸気発生器
12 液滴分離器
13 主蒸気弁
14 タービン
15 高速発電機
16 タービン発電機
17 凝縮器
18 給液ポンプ
19 作動媒体配管
20 制御盤
21 高周波整流器
22 系統連携装置
23 系統
24 圧力センサ
25 温度センサ
26 回転速度/出力検出器
27 液面計
30 排熱源
31 温水循環ポンプ
40 冷却塔
41 冷却水ポンプ
DESCRIPTION OF
40
Claims (5)
前記作動媒体の循環は作動媒体液を循環させる給液ポンプで行い、前記発電機の発電電力を逆変換装置を介して系統に送電可能にし、
前記発電機の出力、若しくは回転速度が所定の値を超えようとした場合、前記給液ポンプの回転速度を抑制して前記膨張機及び発電機の過回転・過負荷を防止する過回転・過負荷防止手段を設け、
前記発電機の発電電力を逆変換装置を介して系統に送電する場合、前記逆変換装置内の直流電圧が所定の一定値となるように、前記逆変換装置の出力を増減する逆変換装置出力増減手段を設けたことを特徴とする排熱発電装置。 A steam generator is provided, an exhaust heat medium from an exhaust heat source is introduced into the steam generator, the generated working medium steam is guided to an expander, and the generator is driven by the expander to generate electric power. The working medium vapor discharged from the condenser is led to a condenser, the working medium vapor is cooled and condensed by the low heat medium from the low heat source, and the condensed working medium liquid is supplied to the steam generator to circulate the working medium. In the exhaust heat power generator configured as described above,
Circulation of the working medium is performed by a feed pump that circulates the working medium liquid, and the generated power of the generator can be transmitted to the system via an inverse conversion device,
When the output or rotational speed of the generator is about to exceed a predetermined value, the rotational speed of the liquid supply pump is suppressed to prevent over- expansion / overload of the expander and the generator. set the load prevention means,
Inverter output for increasing / decreasing the output of the inverter so that the DC voltage in the inverter becomes a predetermined constant value when transmitting the power generated by the generator to the system via the inverter An exhaust heat power generator having an increase / decrease means .
前記過回転・過負荷防止手段は、前記発電機の出力電力、若しくは回転数が所定の値を下回った場合、前記給液ポンプの回転速度の抑制を解除することを特徴とする排熱発電装置。 The exhaust heat power generator according to claim 1 ,
The over-rotation / over-load prevention means releases the suppression of the rotation speed of the liquid supply pump when the output power or rotation speed of the generator falls below a predetermined value. .
前記過回転・過負荷防止手段は、前記膨張機及び発電機の負荷の指標として、前記発電機の発電電流、発電電圧、発電電力のうち少なくとも一つ以上を用いることを特徴とする排熱発電装置。 The exhaust heat power generator according to claim 1 or 2 ,
The over-rotation / overload prevention means uses at least one of the power generation current, power generation voltage, and power generation of the power generator as an index of the load of the expander and power generator. apparatus.
前記発電機の発電電力を前記逆変換装置を介して系統に送電する場合、前記発電機の負荷の指標として、前記逆変換装置内の直流電流、直流電圧、直流電力、若しくは該逆変換装置の交流出力電流、交流出力電圧、交流出力電力のうちの少なくとも一つ以上を用いることを特徴とする排熱発電装置。 The exhaust heat power generator according to any one of claims 1 to 3 ,
If you transmitting the generated power of the generator to the grid through the inverters, as an indication of the load of the generator, the DC current of said power inverter, DC voltage, DC power, or inverse converter An exhaust heat power generation apparatus using at least one of an AC output current, an AC output voltage, and an AC output power.
前記作動媒体の循環は作動媒体液を循環させる給液ポンプで行い、前記発電機の発電電力を逆変換装置を介して系統に送電可能にし、
前記発電機の出力、若しくは回転速度が所定の値を超えようとした場合、前記給液ポンプの回転速度を抑制して前記膨張機及び発電機の過回転・過負荷を防止し、前記発電機の出力電力、若しくは回転数が前記所定の値を下回った場合、前記給液ポンプの回転速度の抑制を解除し、前記発電機の発電電力を逆変換装置を介して系統に送電する場合、前記逆変換装置内の直流電圧が所定の一定値となるように、前記逆変換装置の出力を増減することを特徴とする排熱発電装置の運転方法。 A steam generator is provided, an exhaust heat medium from an exhaust heat source is introduced into the steam generator, the generated working medium steam is guided to an expander, and the generator is driven by the expander to generate electric power. The working medium vapor discharged from the condenser is led to a condenser, the working medium vapor is cooled and condensed by the low heat medium from the low heat source, and the condensed working medium liquid is supplied to the steam generator to circulate the working medium. An operation method of the exhaust heat power generator configured as described above,
Circulation of the working medium is performed by a feed pump that circulates the working medium liquid, and the generated power of the generator can be transmitted to the system via an inverse conversion device,
When the output or rotation speed of the generator is about to exceed a predetermined value, the rotation speed of the feed pump is suppressed to prevent over-rotation / overload of the expander and the generator, and the generator When the output power of the engine, or the rotation speed is less than the predetermined value, canceling the suppression of the rotation speed of the liquid feed pump, and when transmitting the generated power of the generator to the system via an inverse converter, A method for operating an exhaust heat power generator , wherein the output of the inverse converter is increased or decreased so that the DC voltage in the inverter becomes a predetermined constant value .
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