JP5534427B2 - 太陽熱利用廃棄物発電装置 - Google Patents
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Description
廃棄物処理炉から排出される排ガスから熱回収して蒸気を生成するボイラと、ボイラで生成された蒸気により発電する蒸気タービン発電装置と、ボイラで生成された蒸気の一部についての熱を利用する蒸気利用熱交換器と、蒸気タービン発電装置から排出される廃蒸気そして蒸気利用熱交換器から排出される廃蒸気と低沸点媒体液との熱交換により、低沸点媒体飽和蒸気を生成する低沸点媒体蒸発器と、太陽熱を集熱する太陽熱集熱装置と、集熱された太陽熱を受熱し、受熱した太陽熱との熱交換により、低沸点媒体蒸発器で生成した低沸点媒体飽和蒸気を飽和蒸気温度より高い温度に加熱して低沸点媒体過熱蒸気を生成する太陽熱受熱蒸気過熱装置と、生成された低沸点媒体過熱蒸気により発電する低沸点媒体蒸気タービン発電装置と、を備えることを特徴とする太陽熱利用廃棄物発電装置。
廃棄物処理炉から排出される排ガスから熱回収して蒸気を生成するボイラと、ボイラで生成された蒸気により発電する蒸気タービン発電装置と、ボイラで生成された蒸気の一部についての熱を利用する蒸気利用熱交換器と、太陽熱を集熱する太陽熱集熱装置と、集熱された太陽熱を受熱し、受熱した太陽熱との熱交換により、低沸点媒体飽和蒸気を生成する太陽熱受熱蒸発装置と、蒸気タービン発電装置から排出される廃蒸気、蒸気利用熱交換器から排出される廃蒸気及び蒸気ドレーンのうち少なくとも一つとの熱交換により、太陽熱受熱蒸発装置で生成した低沸点媒体飽和蒸気を飽和蒸気温度より高い温度に加熱して低沸点媒体過熱蒸気を生成する低沸点媒体過熱器と、生成された低沸点媒体過熱蒸気により発電する低沸点媒体蒸気タービン発電装置と、を備えることを特徴とする太陽熱利用廃棄物発電装置。
図1に示される本実施形態では、廃棄物処理炉からの蒸気で発電機付き蒸気タービンを駆動した後の廃蒸気と熱交換器での熱交換後の廃蒸気で、低沸点媒体液を加熱して低沸点媒体飽和蒸気を発生させ、これを太陽熱集熱装置そして太陽熱受熱蒸気過熱装置で加熱して低沸点媒体過熱蒸気を得て、これで低沸点媒体蒸気タービンを駆動し、ここでも発電を行うようになっている。
図1にて、蒸気利用熱交換器10は、廃熱ボイラで生成した蒸気の一部を利用する熱交換器であり、次のような、廃棄物処理炉のための支燃ガスの予熱器、廃棄物処理炉からの排ガスの再加熱器、廃棄物処理炉施設で用いる水や熱媒体のための加熱器として用いられる。
・廃棄物処理炉に供給する支燃ガスの予熱器
廃棄物焼却炉の燃焼室、二次燃焼室、そして廃棄物ガス化溶融炉に供給する空気、酸素、酸素富化空気、循環排ガス、循環排ガスと空気の混合ガスなどの支燃ガスを蒸気との熱交換により予熱する予熱器である。
・廃棄物処理炉から排出され冷却された排ガスの再加熱器
廃棄物処理炉から排出される排ガスは排ガスに含まれる煤塵、HCl、SOxなどを除去する処理に適した温度に冷却される。その冷却された排ガスに含まれるNOxを脱硝する反応に適した温度に蒸気との熱交換により昇温する再加熱器であり、あるいは、煙突から排ガスを排出する際に白煙が生じることを防止するために排ガスを蒸気との熱交換により再加熱する再加熱器である。
・廃棄物処理炉施設で利用する温熱水を生成するために蒸気との熱交換により水を加熱する加熱器である。
・廃棄物処理炉施設の暖房空調のため蒸気との熱交換により熱媒を加熱する熱交換器である。
低沸点媒体蒸発器20は、低沸点媒体液の熱交換を行うための熱交換管を備えており、該熱交換管内を低沸点媒体液が流れている。低沸点媒体蒸発器20において、熱交換管内の低沸点媒体液は、蒸気タービンから排出された廃蒸気、上記蒸気利用熱交換器10から排出された廃蒸気そして蒸気ドレーンのうち少なくとも一つと熱交換されて加熱され低沸点媒体の飽和蒸気が生成される。ここで、使用される低沸点媒体としては、例えば、アンモニア、ペンタン、エタン、プロパン、ジメチルエーテル、ブタン、フロン等を挙げることができ、水より低沸点の媒体であればよく、液状物には限られない。
太陽熱集熱装置30は、太陽熱を集熱すべく構成されていて、例えば、複数の反射鏡と反射鏡の方向を太陽の動きに合わせて制御する方向制御装置と、反射されて収束された太陽光をさらに収束させるための収束反射鏡又はレンズとを有しており、反射鏡で太陽光が反射されて収束され、さらに収束反射鏡又はレンズに集光されることにより、太陽熱が集熱され、その熱が次の太陽熱受熱装置へもたらされる。
太陽熱受熱蒸気過熱装置40は、上記太陽熱集熱装置30によって集熱された太陽熱を受熱するととともに、受熱した太陽熱と上記低沸点媒体蒸発器20で生成された低沸点媒体飽和蒸気との熱交換により、該低沸点媒体飽和蒸気を飽和蒸気温度より高い温度に加熱して低沸点媒体過熱蒸気を生成する。
図2に示される本実施形態では、低沸点媒体蒸気タービン56から排出される蒸気が凝縮器58で凝縮されて低沸点媒体液となり、これが太陽熱により低沸点媒体飽和蒸気とされた後に、蒸気タービン発電装置から排出される廃蒸気、蒸気利用熱交換器から排出される廃蒸気及び蒸気ドレーンのうち少なくとも一つとの熱交換により加熱されて、低沸点媒体過熱蒸気となって低沸点媒体蒸気タービン56を駆動する点に特徴がある。
20 低沸点媒体蒸発器
20’ 低沸点媒体過熱器
30 太陽熱集熱装置
40 太陽熱受熱蒸気過熱装置
41 太陽熱受熱蒸発装置
50 廃棄物処理炉
51 ボイラ
52,53 蒸気タービン発電装置
52 蒸気タービン
53 発電機
56,57 低沸点媒体蒸気タービン発電装置
56 低沸点媒体蒸気タービン
57 発電機
Claims (3)
- 廃棄物を焼却またはガス化溶融する廃棄物処理炉施設に設ける廃棄物発電装置において、
廃棄物処理炉から排出される排ガスから熱回収して蒸気を生成するボイラと、
ボイラで生成された蒸気により発電する蒸気タービン発電装置と、
ボイラで生成された蒸気の一部についての熱を利用する蒸気利用熱交換器と、
蒸気タービン発電装置から排出される廃蒸気そして蒸気利用熱交換器から排出される廃蒸気と低沸点媒体液との熱交換により、低沸点媒体飽和蒸気を生成する低沸点媒体蒸発器と、
太陽熱を集熱する太陽熱集熱装置と、
集熱された太陽熱を受熱し、受熱した太陽熱との熱交換により、低沸点媒体蒸発器で生成した低沸点媒体飽和蒸気を飽和蒸気温度より高い温度に加熱して低沸点媒体過熱蒸気を生成する太陽熱受熱蒸気過熱装置と、
生成された低沸点媒体過熱蒸気により発電する低沸点媒体蒸気タービン発電装置と、
を備えることを特徴とする太陽熱利用廃棄物発電装置。 - 廃棄物を焼却またはガス化溶融する廃棄物処理炉施設に設ける廃棄物発電装置において、
廃棄物処理炉から排出される排ガスから熱回収して蒸気を生成するボイラと、
ボイラで生成された蒸気により発電する蒸気タービン発電装置と、
ボイラで生成された蒸気の一部についての熱を利用する蒸気利用熱交換器と、
太陽熱を集熱する太陽熱集熱装置と、
集熱された太陽熱を受熱し、受熱した太陽熱と低沸点媒体液との熱交換により、低沸点媒体飽和蒸気を生成する太陽熱受熱蒸発装置と、
蒸気タービン発電装置から排出される廃蒸気、蒸気利用熱交換器から排出される廃蒸気及び蒸気ドレーンのうち少なくとも一つとの熱交換により、太陽熱受熱蒸発装置で生成した低沸点媒体飽和蒸気を飽和蒸気温度より高い温度に加熱して低沸点媒体過熱蒸気を生成する低沸点媒体過熱器と、
生成された低沸点媒体過熱蒸気により発電する低沸点媒体蒸気タービン発電装置と、
を備えることを特徴とする太陽熱利用廃棄物発電装置。 - 蒸気利用熱交換器は、廃棄物処理炉に供給する支燃ガスの予熱器、廃棄物処理炉から排出され冷却された排ガスの再加熱器、温熱水を生成する加熱器及び暖房空調ための熱交換器のうち少なくとも一つであることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の太陽熱利用廃棄物発電装置。
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