JP6778475B2 - Power generation system and power generation method - Google Patents

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Description

本発明は、発電システムおよび発電方法に関する。 The present invention relates to a power generation system and a power generation method.

従来、膨張機において蒸気を膨張させることで発電を行う装置が知られている。たとえば、特許文献1に記載の装置では、蒸発器と膨張機と凝縮器とが1つの発電サイクルをなしており、そのような発電サイクルが複数設けられている。また、加熱媒体遮断弁と冷却媒体遮断弁とが設けられている。この装置では、発電量を検出し、この発電量の検出値と、加熱媒体排出温度とに基づいて、加熱媒体遮断弁および冷却媒体遮断弁を開閉している。 Conventionally, a device that generates electricity by expanding steam in an expander is known. For example, in the apparatus described in Patent Document 1, an evaporator, an expander, and a condenser form one power generation cycle, and a plurality of such power generation cycles are provided. Further, a heating medium shutoff valve and a cooling medium shutoff valve are provided. In this device, the amount of power generation is detected, and the heating medium shutoff valve and the cooling medium shutoff valve are opened and closed based on the detected value of the power generation amount and the heating medium discharge temperature.

特開2012−202262号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2012-202262

上記した装置のように、複数の発電サイクルを設けることにより、大きな熱量に対応することができる。しかしながら、熱量の変動に対応できる発電システムはこれまでになかった。たとえば、熱量100%に合わせたタービン設計において、熱量が50%に減少した場合には、発電機を稼働させるトルクが得られずに相対的なメカロスが大きくなっていた。この場合、発電量が著しく低下してしまう。 By providing a plurality of power generation cycles as in the above-mentioned device, it is possible to cope with a large amount of heat. However, there has never been a power generation system that can respond to fluctuations in the amount of heat. For example, in a turbine design adjusted to 100% of heat, when the amount of heat is reduced to 50%, the torque for operating the generator cannot be obtained and the relative mechanical loss becomes large. In this case, the amount of power generation is significantly reduced.

本発明は、入力熱量が変動しても、全体の効率を低下させることなく十分な発電を行うことができる発電システムおよび発電方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a power generation system and a power generation method capable of sufficiently generating power without lowering the overall efficiency even if the input heat amount fluctuates.

本発明の一態様は、複数の容積型膨張機と、複数の容積型膨張機のそれぞれに接続された複数の発電機とを備え、複数の容積型膨張機の少なくとも1台において蒸気が膨張することで発電を行う発電システムであって、容積型膨張機のそれぞれに対する蒸気の流通を抑制可能な抑制手段と、蒸気の熱量に関する情報に基づいて抑制手段を制御することにより、容積型膨張機の1台あたりの負荷率を調整する制御部と、を備え、制御部は、蒸気の熱量に関する情報を検出し、少なくとも1台の容積型膨張機を運転させる間、熱量が所定量変化するごとに、それぞれの容積型膨張機における回転数を段階的に変化させる。
なお、この発電システムにおいて、制御部は、複数の容積型膨張機を運転させる場合に、複数の容積型膨張機における回転数が等しくなるよう、複数の容積型膨張機に対して分配される前記蒸気の熱量を等しくしてもよい。
One aspect of the present invention includes a plurality of positive displacement expanders and a plurality of generators connected to each of the plurality of positive displacement expanders, and steam expands in at least one of the plurality of positive displacement expanders. This is a power generation system that generates power, and by controlling the suppression means that can suppress the flow of steam to each of the positive displacement expanders and the suppression means based on the information on the calorific value of the steam, A control unit that adjusts the load factor per unit is provided, and the control unit detects information on the amount of heat of steam, and while operating at least one positive displacement expander, each time the amount of heat changes by a predetermined amount. , changing the rotation speed in each of the positive displacement expander in phased.
In this power generation system, when operating a plurality of positive displacement expanders, the control unit is distributed to the plurality of positive displacement expanders so that the rotation speeds of the plurality of positive displacement expanders are equal. The amount of heat of the steam may be equal.

本発明の他の態様は、複数の容積型膨張機と、複数の容積型膨張機のそれぞれに接続された複数の発電機とを備えた発電システムを用い、複数の容積型膨張機の少なくとも1台において蒸気が膨張することで発電を行う発電方法であって、蒸気の熱量に関する情報に基づいて容積型膨張機の1台あたりの負荷率を調整する工程を含み、その工程では、蒸気の熱量に関する情報を検出し、少なくとも1台の容積型膨張機を運転させる間、熱量が所定量変化するごとに、それぞれの容積型膨張機における回転数を段階的に変化させる。 Another aspect of the present invention uses a power generation system including a plurality of positive displacement expanders and a plurality of generators connected to each of the plurality of positive displacement expanders, and at least one of the plurality of positive displacement expanders. It is a power generation method that generates electricity by expanding steam on a table, and includes a step of adjusting the load factor per unit of a positive displacement expander based on information on the amount of heat of steam, and in that step, the amount of heat of steam. detecting information on, while for operating at least one displacement type expander, each time the amount of heat changes a predetermined amount, changing the rotation speed in each of the positive displacement expander in phased.

これらの発電システムおよび発電方法によれば、発電機がそれぞれ接続された複数の容積型膨張機が設けられている。蒸気の熱量に関する情報に基づいて容積型膨張機の1台あたりの負荷率が調整される。たとえば、入力熱量が低下した場合には、容積型膨張機の1台あたりの負荷率を高くすることにより、発電を効率的に制御することができる。また、入力熱量が増加した場合には、容積型膨張機の1台あたりの負荷率を低くすることにより、発電を効率的に制御することができる。よって、入力熱量が変動しても、全体の効率を低下させることなく、必要な台数の容積型膨張機によって十分な発電を行うことができる According to these power generation systems and power generation methods, a plurality of positive displacement expanders to which generators are connected are provided. The load factor per positive displacement expander is adjusted based on the information on the calorific value of steam. For example, when the amount of input heat decreases, the power generation can be efficiently controlled by increasing the load factor per unit of the positive displacement expander. Further, when the input heat amount increases, the power generation can be efficiently controlled by lowering the load factor per one of the positive displacement expanders. Therefore, even if the input heat amount fluctuates, sufficient power generation can be performed by the required number of positive displacement expanders without lowering the overall efficiency .

上記の発電システムにおいて、複数の容積型膨張機はN台であり、制御部は、蒸気の熱量に関する情報についての異なる(N−1)個の閾値を少なくとも記憶しており、制御部は、蒸気の熱量に関する情報を検出し、検出した情報が、(N−1)個の閾値のうち小さい方からa番目(aは1から(N−1)までのいずれかの整数)の閾値を超えると判断した場合に、(a+1)台の容積型膨張機を運転させてもよい。In the above power generation system, the plurality of positive displacement expanders are N units, the control unit stores at least (N-1) different threshold values for information on the amount of heat of steam, and the control unit stores steam. When the information on the amount of heat of the above is detected and the detected information exceeds the threshold value of the ath (a is any integer from 1 to (N-1)) from the smaller of the (N-1) thresholds. If it is determined, (a + 1) positive displacement expanders may be operated.

この構成によれば、異なる(N−1)個の閾値を境界として段階的に運転台数が変更されるため、簡便な判断処理で、より高効率な発電を行うことができる。According to this configuration, since the number of operating units is changed stepwise with different (N-1) thresholds as boundaries, more efficient power generation can be performed by a simple determination process.

本発明によれば、入力熱量が変動しても、全体の効率を低下させることなく、必要な台数の容積型膨張機によって十分な発電を行うことができる。 According to the present invention, even if the amount of heat input fluctuates, sufficient power generation can be performed by a required number of positive displacement expanders without lowering the overall efficiency.

本発明の一実施形態に係る発電システムの概略構成を示す図である。It is a figure which shows the schematic structure of the power generation system which concerns on one Embodiment of this invention. 入力熱量に応じた各発電機の運転状態を示す図である。It is a figure which shows the operating state of each generator according to the input heat quantity.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図面の説明において同一要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the description of the drawings, the same elements are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted.

まず図1を参照して、本実施形態の蒸気発電システム1について説明する。図1において、実線は電気回路を示しており、破線は蒸気の回路を示している。二点鎖線は、蒸気の回路を示している。制御部30に接続されるように示された破線は、制御回路を示している。 First, the steam power generation system 1 of the present embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 1, the solid line shows the electric circuit, and the broken line shows the steam circuit. The alternate long and short dash line shows the steam circuit. The dashed line shown to be connected to the control unit 30 indicates the control circuit.

図1に示されるように、蒸気発電システム1は、高温の蒸気(たとえば圧力0.7〜0.8MPaで温度170〜180℃程度)を熱源として用い発電を行う発電システムである。蒸気発電システム1は、第1スクロール膨張機6A、第2スクロール膨張機6B、および第3スクロール膨張機6Cと、これら3台(すなわち、N=3)の第1〜第3スクロール膨張機6A〜6Cのそれぞれに接続された第1発電機7A、第2発電機7B、および第3発電機7Cとを備えている。 As shown in FIG. 1, the steam power generation system 1 is a power generation system that uses high-temperature steam (for example, a pressure of 0.7 to 0.8 MPa and a temperature of about 170 to 180 ° C.) as a heat source to generate power. The steam power generation system 1 includes a first scroll expander 6A, a second scroll expander 6B, a third scroll expander 6C, and three of these (that is, N = 3) first to third scroll expanders 6A to. It includes a first generator 7A, a second generator 7B, and a third generator 7C connected to each of the 6Cs.

第1スクロール膨張機6Aおよび第1発電機7Aは、蒸気が第1スクロール膨張機6Aにおいて膨張することでその出力軸を回転させ、第1発電機7Aにより発電を行う。第2スクロール膨張機6Bおよび第2発電機7Bは、蒸気が第2スクロール膨張機6Bにおいて膨張することでその出力軸を回転させ、第2発電機7Bにより発電を行う。第3スクロール膨張機6Cおよび第3発電機7Cは、蒸気が第3スクロール膨張機6Cにおいて膨張することでその出力軸を回転させ、第3発電機7Cにより発電を行う。 The first scroll expander 6A and the first generator 7A rotate their output shafts when steam expands in the first scroll expander 6A, and the first generator 7A generates electricity. The second scroll expander 6B and the second generator 7B rotate their output shafts when steam expands in the second scroll expander 6B, and the second generator 7B generates electricity. The third scroll expander 6C and the third generator 7C rotate the output shaft when steam expands in the third scroll expander 6C, and the third generator 7C generates electricity.

蒸気発電システム1には蒸気ラインL1が設けられており、この蒸気ラインL1内を、蒸気が所定の圧力をもって供給される。蒸気ラインL1には、蒸気の熱量に関する情報を検出するための入口部検出器11が設けられている。蒸気の熱量に関する情報とは、蒸気の流量、温度、圧力のいずれか1つまたは2以上の情報である。入口部検出器11は、第1〜第3スクロール膨張機6A〜6Cに供給される蒸気の情報を検出する。なお、「ライン」は、内部を流体が流れる配管を意味する。 The steam power generation system 1 is provided with a steam line L1, and steam is supplied into the steam line L1 with a predetermined pressure. The steam line L1 is provided with an inlet detector 11 for detecting information on the amount of heat of steam. The information regarding the calorific value of steam is information on any one or more of the flow rate, temperature, and pressure of steam. The inlet detector 11 detects information on the steam supplied to the first to third scroll expanders 6A to 6C. The "line" means a pipe through which a fluid flows.

蒸気ラインL1は、3本に分岐している。第1蒸気供給ラインL1Aは第1スクロール膨張機6Aに接続されており、第2蒸気供給ラインL1Bは第2スクロール膨張機6Bに接続されており、第3蒸気供給ラインL1Cは第3スクロール膨張機6Cに接続されている。第1〜第3蒸気供給ラインL1A〜L1Cには、各ライン内における蒸気の流通を停止(遮断)または抑制するための第1〜第3電磁弁16A〜16Cが設けられている。すなわち、第1〜第3電磁弁16A〜16Cのそれぞれは、その開度が調整されることにより、蒸気の流通を抑制可能である。また、第1〜第3電磁弁16A〜16Cのそれぞれは、全閉とされることにより、蒸気の流通を停止させる。第1〜第3電磁弁16A〜16Cは、第1〜第3スクロール膨張機6A〜6Cのそれぞれに対する蒸気の流通を抑制可能な抑制手段に相当する。 The steam line L1 is branched into three lines. The first steam supply line L1A is connected to the first scroll expander 6A, the second steam supply line L1B is connected to the second scroll expander 6B, and the third steam supply line L1C is the third scroll expander. It is connected to 6C. The first to third steam supply lines L1A to L1C are provided with first to third solenoid valves 16A to 16C for stopping (cutting off) or suppressing the flow of steam in each line. That is, each of the first to third solenoid valves 16A to 16C can suppress the flow of steam by adjusting the opening degree thereof. Further, each of the first to third solenoid valves 16A to 16C is fully closed to stop the flow of steam. The first to third solenoid valves 16A to 16C correspond to suppressing means capable of suppressing the flow of steam to each of the first to third scroll expanders 6A to 6C.

第1スクロール膨張機6Aの蒸気出口部に接続された第1蒸気放出ラインL2Aと、第2スクロール膨張機6Bの蒸気出口部に接続された第2蒸気放出ラインL2Bと、第3スクロール膨張機6Cの蒸気出口部に接続された第3蒸気放出ラインL2Cとは、合流して1本のラインとなり、大気放出されている。 The first steam discharge line L2A connected to the steam outlet of the first scroll expander 6A, the second steam discharge line L2B connected to the steam outlet of the second scroll expander 6B, and the third scroll expander 6C. It merges with the third steam discharge line L2C connected to the steam outlet portion of the above to form one line, which is discharged to the atmosphere.

第1〜第3発電機7A〜7Cのそれぞれは、検漏器や電磁接触器等を介してインバータ17に接続されている。インバータ17は、三相交流(たとえば200V)の商用電源21に接続されている。インバータ17には、たとえば電動機等の負荷18が接続されている。 Each of the first to third generators 7A to 7C is connected to the inverter 17 via a leak detector, an electromagnetic contactor, or the like. The inverter 17 is connected to a three-phase alternating current (for example, 200 V) commercial power source 21. A load 18 such as an electric motor is connected to the inverter 17.

蒸気発電システム1は、蒸気の熱量に関する情報に基づいて上記の抑制手段を制御することにより、第1〜第3スクロール膨張機6A〜6Cの1台当たりの負荷率を調整する制御部30を備えている。制御部30は、たとえばCPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、およびRAM(Random Access Memory)等のハードウェアと、ROMに記憶されたプログラム等のソフトウェアと、から構成されたコンピュータである。前述の入口部検出器11は、蒸気の熱量に関する情報を検出すると、検出した情報を制御部30に逐次送信する。制御部30は、蒸気の熱量に関する情報を取得し、取得した情報に基づいて第1〜第3電磁弁16A〜16Cを開閉制御する。第1〜第3電磁弁16A〜16Cの開閉制御によって、第1〜第3スクロール膨張機6A〜6Cの1台当たりの負荷率を調整することができる。また、第1〜第3電磁弁16A〜16Cを全閉/全開制御することにより、第1〜第3スクロール膨張機6A〜6Cの運転台数を制御することもできる。蒸気発電システム1では、このようにして、運転する容積型膨張機の台数を絞り込めるようになっている。 The steam power generation system 1 includes a control unit 30 that adjusts the load factor per unit of the first to third scroll expanders 6A to 6C by controlling the above-mentioned suppressing means based on the information on the calorific value of steam. ing. The control unit 30 is a computer composed of hardware such as a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), and a RAM (Random Access Memory), and software such as a program stored in the ROM. is there. When the above-mentioned inlet detector 11 detects information on the amount of heat of steam, the detected information is sequentially transmitted to the control unit 30. The control unit 30 acquires information on the amount of heat of steam, and controls opening and closing of the first to third solenoid valves 16A to 16C based on the acquired information. By controlling the opening and closing of the first to third solenoid valves 16A to 16C, the load factor per unit of the first to third scroll expanders 6A to 6C can be adjusted. Further, by controlling the first to third solenoid valves 16A to 16C to be fully closed / fully opened, it is possible to control the number of operating units of the first to third scroll expanders 6A to 6C. In the steam power generation system 1, the number of positive displacement expanders to be operated can be narrowed down in this way.

制御部30は、蒸気の熱量に関する情報についての異なる2個((N−1)個)の閾値を少なくとも記憶している。制御部30は、たとえば、入口部検出器11における検出結果に基づいて算出される入力熱量(%)についての2個の閾値(ここでは、たとえば第1閾値:40%、および、第2閾値:70%)を記憶している。入力熱量(%)とは、3系列全体としての定格熱量に対する、実際に蒸気が持っている熱量の比率である。制御部30は、これらの閾値を、第1〜第3スクロール膨張機6A〜6Cの負荷率または運転台数の調整制御に用いる。 The control unit 30 stores at least two different ((N-1)) threshold values for information on the calorific value of the steam. The control unit 30 has, for example, two threshold values (here, for example, a first threshold value: 40% and a second threshold value:) for the input heat amount (%) calculated based on the detection result of the inlet detector 11. 70%) is remembered. The input heat quantity (%) is the ratio of the heat quantity actually possessed by the steam to the rated heat quantity of the entire three series. The control unit 30 uses these threshold values for adjusting the load factor or the number of operating units of the first to third scroll expanders 6A to 6C.

続いて、図2を参照して、蒸気発電システム1の運転方法(蒸気発電システム1を用いた発電方法)について説明する。制御部30は、蒸気発電システム1の稼働中、入口部検出器11から送信された蒸気の熱量に関する情報に基づいて、前述の閾値に対応する数値(閾値と同じ次元の数値)を算出する。ここでは、制御部30は、入口部検出器11に基づいて、現在の入力熱量を算出する。 Subsequently, the operation method of the steam power generation system 1 (power generation method using the steam power generation system 1) will be described with reference to FIG. The control unit 30 calculates a numerical value corresponding to the above-mentioned threshold value (a numerical value having the same dimension as the threshold value) based on the information regarding the amount of heat of steam transmitted from the inlet detector 11 during the operation of the steam power generation system 1. Here, the control unit 30 calculates the current input heat amount based on the inlet detector 11.

制御部30は、算出した入力熱量が、前述の第1閾値を超えているか、および、第2閾値を超えているかを判断する。制御部30は、入力熱量が第1閾値以下であると判断すると、第1電磁弁16Aのみを開とし、他の電磁弁は閉とする。これにより、第1の系列である第1スクロール膨張機6Aのみが運転状態となる。制御部30は、入力熱量が第1閾値を超えていると判断すると、さらに、第2電磁弁16Bを開とする。これにより、第2の系列である第2スクロール膨張機6Bも運転状態となり、合計で2系列が運転状態となる。制御部30は、入力熱量が第2閾値をも超えていると判断すると、さらに、第3電磁弁16Cを開とする。これにより、第3の系列である第3スクロール膨張機6Cも運転状態となり、合計で3系列が運転状態となる。 The control unit 30 determines whether the calculated input heat amount exceeds the above-mentioned first threshold value and exceeds the second threshold value. When the control unit 30 determines that the input heat amount is equal to or less than the first threshold value, only the first solenoid valve 16A is opened, and the other solenoid valves are closed. As a result, only the first scroll expander 6A, which is the first series, is in the operating state. When the control unit 30 determines that the input heat amount exceeds the first threshold value, the control unit 30 further opens the second solenoid valve 16B. As a result, the second scroll expander 6B, which is the second series, is also in the operating state, and a total of two series are in the operating state. When the control unit 30 determines that the input heat amount also exceeds the second threshold value, the control unit 30 further opens the third solenoid valve 16C. As a result, the third scroll expander 6C, which is the third series, is also in the operating state, and a total of three series are in the operating state.

図2に示されるように、第1閾値である40%と、第2閾値である70%とを境界として、運転台数が切り替わっている。同時に運転している複数のスクロール膨張機に対して分配される蒸気の熱量は等しくされており、したがって、複数のスクロール膨張機における回転数は等しくなっている。(図では、線種を異ならせることにより、複数のスクロール膨張機における回転数が等しくなっている(線が重なっている)ことが読み取れる。)図2に示される運転方式では、入力熱量が10%変化するごとに、段階的に、各スクロール膨張機における回転数を変えるようにしている。 As shown in FIG. 2, the number of operating units is switched at the boundary between the first threshold value of 40% and the second threshold value of 70% . The amount of heat of steam distributed to the plurality of scroll expanders operating at the same time is equalized, and therefore the rotation speeds of the plurality of scroll expanders are equal. (In the figure, it can be read that the rotation speeds of the plurality of scroll expanders are equal (the lines overlap) by making the line types different.) In the operation method shown in FIG. 2, the input heat amount is 10. % Each time it changes, the number of rotations in each scroll expander is changed step by step.

このように、制御部30は、蒸気の熱量に関する情報を検出し、検出した情報が、2(N−1)個の閾値のうち第1閾値(小さい方から1番目の閾値)を超えると判断した場合に、2台の容積型膨張機を運転させる。制御部30は、検出した熱量に関する情報が2個の閾値のうち第2閾値(小さい方から2番目の閾値)を超えると判断した場合に、3台の容積型膨張機を運転させる。 In this way, the control unit 30 detects the information regarding the calorific value of the steam, and determines that the detected information exceeds the first threshold value (the first threshold value from the smallest) among the 2 (N-1) threshold values. If so, two positive displacement expanders are operated. When the control unit 30 determines that the detected information on the amount of heat exceeds the second threshold value (the second threshold value from the smallest) of the two threshold values, the control unit 30 operates three positive displacement expanders.

以上説明した蒸気発電システム1およびそれを用いた発電方法によれば、第1〜第3発電機7A〜7Cがそれぞれ接続された複数の容積型膨張機6A〜6Cが設けられている。制御部30によって、蒸気の熱量に関する情報に基づいて第1〜第3電磁弁16A〜16Cの開閉制御が行われ、これにより、容積型膨張機6A〜6Cの1台あたりの負荷率が調整される。たとえば、入力熱量が低下した場合には、容積型膨張機の1台あたりの負荷率を高くすることにより、発電を効率的に制御することができる。また、入力熱量が増加した場合には、容積型膨張機の1台あたりの負荷率を低くすることにより、発電を効率的に制御することができる。よって、入力熱量が変動しても、全体の効率を低下させることなく、必要な台数の容積型膨張機6A〜6Cによって十分な発電を行うことができる。 According to the steam power generation system 1 described above and the power generation method using the same, a plurality of positive displacement expanders 6A to 6C to which the first to third generators 7A to 7C are connected are provided. The control unit 30 controls the opening and closing of the first to third solenoid valves 16A to 16C based on the information on the calorific value of the steam, thereby adjusting the load factor per unit of the positive displacement expanders 6A to 6C. To. For example, when the amount of input heat decreases, the power generation can be efficiently controlled by increasing the load factor per unit of the positive displacement expander. Further, when the input heat amount increases, the power generation can be efficiently controlled by lowering the load factor per one of the positive displacement expanders. Therefore, even if the input heat amount fluctuates, sufficient power generation can be performed by the required number of positive displacement expanders 6A to 6C without lowering the overall efficiency.

特に、蒸気発電システム1では、小さい熱量から大きい熱量まで幅広く対応可能であり、熱量の変動が大きい場合には特に有利な効果を発揮する。従来、蒸気を熱源に用いる小型の発電システムは少なかったが、複数の容積型膨張機および発電機を並べた蒸気発電システム1では、小型から大型の幅広いスケールに対応可能である。 In particular, the steam power generation system 1 can handle a wide range of heat from a small amount to a large amount of heat, and exerts a particularly advantageous effect when the amount of heat fluctuates greatly. Conventionally, there are few small power generation systems that use steam as a heat source, but the steam power generation system 1 in which a plurality of positive displacement expanders and generators are arranged can support a wide range of scales from small to large.

制御部30は、熱源媒体である蒸気の熱量に関する情報を検出し、検出した情報が、2個の閾値のうち小さい方からa番目(aは1から2までのいずれかの整数)の閾値を超えると判断した場合に、(a+1)台の容積型膨張機を運転させる。この構成によれば、異なる2個の閾値を境界として段階的に運転台数が変更されるため、簡便な判断処理で、より高効率な発電を行うことができる。 The control unit 30 detects information on the calorific value of steam, which is a heat source medium, and the detected information sets the ath threshold value (a is an integer from 1 to 2) from the smaller of the two threshold values. When it is determined that the amount exceeds the limit, (a + 1) positive displacement expanders are operated. According to this configuration, since the number of operating units is changed stepwise with two different threshold values as boundaries, more efficient power generation can be performed by a simple determination process.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限られない。たとえば、容積型膨張機の系列数(台数)は、4以上であってもよい。多数の系列を設けたとしても、本発明の制御によれば、熱源媒体である蒸気の熱量に応じた最適な運転台数で、簡便かつ効率よく発電を行うことができる。 Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment. For example, the number of series (number) of positive displacement expanders may be 4 or more. Even if a large number of series are provided, according to the control of the present invention, it is possible to easily and efficiently generate power with an optimum number of operating units according to the amount of heat of steam as a heat source medium.

制御部30が記憶している閾値は、系列数より1少ない個数に限られない。閾値は、それより多くてもよいし、少なくてもよい。抑制手段は、電磁弁に限定されない。各系列にポンプを独立して設け、ポンプの流量調整やオンーオフによって流通の抑制/停止を行ってもよい。分岐点に三方弁を用いる構成としてもよい。 The threshold value stored in the control unit 30 is not limited to one less than the number of series. The threshold may be higher or lower. The suppressing means is not limited to the solenoid valve. Pumps may be provided independently in each series, and distribution may be suppressed / stopped by adjusting the flow rate of the pumps or turning them on and off. A three-way valve may be used at the branch point.

容積型膨張機は、スクロール膨張機に限られない。第1〜第3スクロール膨張機6A〜6Cに代えて、他の容積型膨張機を用いてもよい。たとえば、スクリュー膨張機、クロー膨張機、レシプロ膨張機、ルーツ膨張機等の各種の膨張機を用いてもよい。 The positive displacement inflator is not limited to the scroll inflator. Instead of the first to third scroll expanders 6A to 6C, other positive displacement expanders may be used. For example, various inflators such as a screw inflator, a claw inflator, a reciprocating inflator, and a roots inflator may be used.

1…蒸気発電システム(発電システム)、6A〜6C…第1〜第3スクロール膨張機(容積型膨張機)、7A〜7C…第1〜第3発電機、16A〜16C…第1〜第3電磁弁(抑制手段)、30…制御部。 1 ... Steam power generation system (power generation system), 6A to 6C ... 1st to 3rd scroll expanders (positive displacement expander), 7A to 7C ... 1st to 3rd generators, 16A to 16C ... 1st to 3rd Solenoid valve (suppressing means), 30 ... Control unit.

Claims (4)

複数の容積型膨張機と、前記複数の容積型膨張機のそれぞれに接続された複数の発電機とを備え、前記複数の容積型膨張機の少なくとも1台において蒸気が膨張することで発電を行う発電システムであって、
前記容積型膨張機のそれぞれに対する前記蒸気の流通を抑制可能な抑制手段と、
前記蒸気の熱量に関する情報に基づいて前記抑制手段を制御することにより、前記容積型膨張機の1台あたりの負荷率を調整する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記蒸気の熱量に関する情報を検出し、前記少なくとも1台の前記容積型膨張機を運転させる間、前記熱量が所定量変化するごとに、それぞれの前記容積型膨張機における回転数を段階的に変化させる、発電システム。
A plurality of positive displacement expanders and a plurality of generators connected to each of the plurality of positive displacement expanders are provided, and power is generated by expanding steam in at least one of the plurality of positive displacement expanders. It ’s a power generation system,
Suppressing means capable of suppressing the flow of the steam to each of the positive displacement expanders,
A control unit for adjusting the load factor per unit of the positive displacement expander by controlling the suppressing means based on the information on the calorific value of the steam is provided.
The control unit detects information on the calorific value of the steam, and while operating the at least one positive displacement expander, each time the calorific value changes by a predetermined amount, the rotation speed in each of the positive displacement expanders the staged changing, the power generation system.
前記制御部は、複数の前記容積型膨張機を運転させる場合に、複数の前記容積型膨張機における回転数が等しくなるよう、複数の前記容積型膨張機に対して分配される前記蒸気の熱量を等しくする、請求項1に記載の発電システム。 When the plurality of positive displacement expanders are operated, the control unit measures the amount of heat of the steam distributed to the plurality of positive displacement expanders so that the rotation speeds of the plurality of positive displacement expanders are equal. The power generation system according to claim 1, wherein the power generation systems are equal to each other. 前記複数の容積型膨張機はN台であり、
前記制御部は、前記蒸気の熱量に関する情報についての異なる(N−1)個の閾値を少なくとも記憶しており、
前記制御部は、前記蒸気の熱量に関する情報を検出し、検出した前記情報が、前記(N−1)個の閾値のうち小さい方からa番目(aは1から(N−1)までのいずれかの整数)の閾値を超えると判断した場合に、(a+1)台の前記容積型膨張機を運転させる、請求項1または2に記載の発電システム。
The plurality of positive displacement expanders are N units.
The control unit stores at least different (N-1) thresholds for information about the calorific value of the steam.
The control unit detects information on the calorific value of the steam, and the detected information is any of the (N-1) thresholds from the smallest to the ath (a is 1 to (N-1)). The power generation system according to claim 1 or 2, wherein (a + 1) units of the positive displacement expander are operated when it is determined that the threshold value (the integer) is exceeded.
複数の容積型膨張機と、前記複数の容積型膨張機のそれぞれに接続された複数の発電機とを備えた発電システムを用い、前記複数の容積型膨張機の少なくとも1台において蒸気が膨張することで発電を行う発電方法であって、
前記蒸気の熱量に関する情報に基づいて前記容積型膨張機の1台あたりの負荷率を調整する工程を含み、
前記工程では、前記蒸気の熱量に関する情報を検出し、前記少なくとも1台の前記容積型膨張機を運転させる間、前記熱量が所定量変化するごとに、それぞれの前記容積型膨張機における回転数を段階的に変化させる、発電方法。
Using a power generation system including a plurality of positive displacement expanders and a plurality of generators connected to each of the plurality of positive displacement expanders, steam expands in at least one of the plurality of positive displacement expanders. It is a power generation method that generates electricity by
Including a step of adjusting the load factor per unit of the positive displacement expander based on the information on the calorific value of the steam.
In the step, while the information regarding the calorific value of the steam is detected and the at least one positive displacement expander is operated, each time the calorific value changes by a predetermined amount, the rotation speed of each of the positive displacement expanders is determined. It staged changing, power generation method.
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