JPH01273936A - 熱電併給プラントの温水利用冷暖房設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、温水利用の冷暖房設備を備えた熱電併給プラ
ントに係り、特に、冷暖房設備の運転に応じた温水の供
給に好適な温水利用冷暖房設備に関する。

〔従来の技術〕

従来の熱電併給プラントの温水利用冷暖房設備は、特開
昭６１−８７９０８号公報に記載のように、冷暖房設備
からの温水と蒸気タービン排気とを熱交換させることに
より、蒸気タービンの排気蒸気を凝縮させて復水とし、
温水を加温し冷暖房設備へ供給する構成となっていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術は、冷暖房設備へ供給される温水温度が、
通常、８０℃以上と高いにもかかわらず蒸気タービン排
気蒸気と熱交換させていたため、蒸気タービンの排気圧
力が高く、蒸気タービンの出力低下が懸念された。また
、冷暖房設備への熱源として蒸気タービン排気蒸気を利
用する必要があるため、冷暖房設備の運転負荷が低下し
た場合には、冷暖房設備での熱負荷が低下し、蒸気ター
ビンの排気蒸気との交換熱量が低下することとなる。さ
らに、冷暖房設備の運転が停止した場合には、冷暖房設
備の熱負荷は零となり、蒸気タービン排気蒸気との交換
熱量が零となり、蒸気タービンの排気蒸気の凝縮が行な
われなくなる。結果的に、複合発電プラントの運転負荷
の低下、もしくは、停止しなければならない問題があっ
た。

本発明の目的は、蒸気タービン排気圧力を低く保つこと
による蒸気タービンの出力増加を図り、冷暖房設備へ供
給される温水を排ガスボイラの排ガスを利用することで
加温し供給させることにより、熱電併給プラントの効率
向上を図る。さらに、冷暖房設備の運転に制限されるこ
となく複合発電プラントの運転を可能とすることにある
。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、複合発電プラントの排ガスボイラにガスク
ーラを設け、ガスクーラに独立に温水貯蔵設備を設け、
温水貯蔵設備から冷暖房設備へ温水を供給し、ガスクー
ラを介して温水貯蔵設備へ循環する管路及びポンプを設
け、また、温水貯蔵設備の出口管路に調整弁を設け、調
整弁及び冷暖房設備をバイパスさせる管路及び調整弁を
設け、両者の調整弁を操作可能とする演算器及び調整弁
制御器を設けることにより達成される。

さらに、上記目的は、冷暖房設備へ温水を供給する管路
上に熱交換器を設け、蒸気タービンからの蒸気を熱交換
器へ供給する管路及び調整弁を設け、調整弁を操作可能
とする調整弁制御器を設けるか、または、排ガスボイラ
に設置されるガスクーラの上流側に助燃バーナを設け、
助燃バーナへの燃料を調整する調整弁を設け、調整弁を
操作可能とする調整弁制御器を設けることにより達成さ
れる。

〔作用〕

排ガスボイラに設置されたガスクーラは排ガスボイラの
排ガスにより冷暖房設備へ供給される温水を加温し、温
水貯蔵設備で保有される。温水貯蔵設備の保有水はポン
プで圧送され、冷暖房設備へ供給され熱量として消費さ
れつつ冷暖房設備の運転を可能とする。従って、温水は
冷暖房設備で冷却されたのち、ガスクーラで再び加温さ
れ、温水貯蔵設備に保留される。以上、冷却水設備の温
水はガスクーラで加温して供給されるため、排ガスボイ
ラの排ガスを有効利用することにより、プラントの効率
向上を図りつつ、一方、蒸気タービンの排気蒸気は他の
過冷却水により凝縮されるので、冷暖房設備の運転に制
限されることなく蒸気タービンの排気蒸気を凝縮し排気
圧力を下げることができるので、蒸気タービンの出力向
上を図ることができる。

また、温水貯蔵設備の出口管路に設けた調整弁は、冷暖
房設備の運転負荷、すなわち、熱負荷により温水量を制
御するので、冷暖房設備の運転負荷の変動に追従可能と
なり、また、調整弁及び冷暖房設備をバイパスさせた管
路に設けた調整弁は、冷暖房設備の運転が低負荷、もし
くは、停止時に温水を漸次バイパスさせるので、冷暖房
設備の運転停止時にも複合発電プラントの運転負荷は制
限されることはなく安定した運転を行なえる。

さらに、冷暖房設備へ温水を供給する管路上に設けられ
た熱交換器は、蒸気タービンからの蒸気を導入する管路
に設けた調整弁により、蒸気量を制御しつつ冷暖房設備
の熱負荷に応じて温水温度を高めることができ、また、
排ガスボイラに設置されるガスクーラの上流側に設けた
助燃バーナは、助燃バーナの燃料を調整する調整弁によ
り燃料量を制御しつつ冷暖房設備の熱負荷に応じて温水
温度を高めることができるので、特に、温水量を制御す
る以上に冷暖房設備の熱負荷が必要となり、例えば、冷
暖房設備のピーク負荷運転に応じることができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面により説明する。

第１図は本発明の一実施例の熱電併給プラントの温水利
用冷暖房設備の系統図である。

図示外のガスタービンからの燃焼ガス１は、排ガスボイ
ラ２へ導入され蒸気を発生させる。ドラム３からの蒸気
は加熱器４で加熱され、蒸気管５を介して蒸気タービン
６へ導入され、蒸気エネルギにより蒸気タービン６を駆
動し、発電機７で発電を行なう。蒸気タービン６で仕事
を終えた蒸気は、復水器８で冷却水９により凝縮されて
復水となり、ポンプ１０で圧送されて給水管１１を通り
節炭器１２を介して、再び、ドラム３へと循環される。

一方５熱電併給プラントの温水利用冷暖房設備の温水は
以下の系統により供給される。

排ガスボイラ２に設置される節炭器１２の下流側に設け
たガスクーラ２１で加温された温水は、温水貯蔵設備２
２に保留される。ここで、温水貯蔵設備２２は温水の保
温効果上は密閉型が望まれる。温水貯蔵設備２２からの
保有水は、ポンプ２３で圧送され調整弁２４を介して管
路２５を通り冷暖房設備２６へ導入される。冷暖房設備
２６で熱量として供給された温水は冷却されたのち、管
路２７を通り、再び、ガスクーラ２１へ循環されて加温
される。

ところで、複合発電プラントに温水利用の冷暖房設備を
併せ持つ熱電併給プラントは設備容量が比較的小さく、
車圧型の複合発電プラントを採用するため、蒸気圧力の
選定により多少の違いがあるが排ガスボイラからの排ガ
ス温度が１５０℃程度と高く、有効利用できる。すなわ
ち、一般には排ガス中の硫黄酸化物により、ガスクーラ
の二ローションが懸念される１００℃程度まで排ガス温
度を下げることができる。

従って、冷却水設備の温水はガスクーラで加温して供給
されるため、排ガスボイラの排ガスを有効利用すること
により、プラントの効率向上を図りつつ、一方、蒸気タ
ービンの排気蒸気は他の過冷却水により冷暖房設備の運
転に制限されることなく、蒸気タービンの排気蒸気を凝
縮し排気圧力を下げることができるので、蒸気タービン
の出力向上を図ることができる。

また、冷暖房設備２６の熱負荷を計り得る発信器３１か
らの信号、例えば、図示外の外部へ供給する媒体温度等
を取り入れ、演算器３３で設定値３２と比較し演算して
調整弁制御器３４により調整弁２４を制御する。これに
より、冷暖房設備２６の熱負荷の変動に追従することが
できる。

さらに、調整弁２４及び冷暖房設備２６をバイパスさせ
た管路２９に設けた調整弁２８は、冷暖房設備の運転が
低負荷になった時に、発信器３１からの信号を取り入れ
演算器３３で設定値３２と比較し、演算して調整弁制御
器３５により調整弁２８を制御する。これにより、冷暖
房設備２６の熱負荷が低下、または、零になった場合で
も、温水貯蔵設備２２の保有水はポンプ２３、及び、調
整弁２８を介してガスクーラ２１へ供給されて循環する
。ここで、調整弁２８は調整弁２４に比べて小容量の弁
を使用し温水を循環するため、温水貯蔵設備２２の保有
水は加温の状態を保持し、ガスクーラの空焚きの懸念も
排除される。

こうして、冷暖房設備の運転負荷に制限されることなく
複合発電プラントの運転を行なうことができる。

第２図は第１図の温水量及びバイパス量の特性を示す図
である。本図に示すように、冷暖房設備の熱負荷の変動
に応じて温水量は温水量曲線Ｇｌに示すように制御され
、一方、冷暖房設備の熱負荷が設定値Ｐ１以下となった
時に、バイパス量はバイパス量曲線Ｇ２に示すように制
御され、冷暖房設備の運転負荷に追従すると共に、冷暖
房設備の運転負荷に制限されることなく複合発電プラン
トは安定した運転を行なえる。

第３図は本発明の他の実施例の熱電併給プラントの温水
利用冷暖房設備を示す系統図である。

本図は次の系統構成を設けた以外は第１図の系統構成と
同一である。追設された系統構成は、冷暖房設備２６へ
温水を供給する管路２５上に熱交換器４３を設け、蒸気
タービン６からの蒸気を熱交換器４３へ導入し復水器８
へ回収する管路４２及び管路４４を設け、管路４２上に
調整弁４１及び調整弁４１を制御する調整弁制御器３６
を設ける。

これは、調整弁２４で供給可能な温水量以上に冷暖房設
備２６の熱負荷が必要となる１例えば、冷暖房設備のピ
ーク負荷運転時、あるいは、複合発電プラントが部分負
荷で冷暖房設備が高負荷時等に有効であって、冷暖房設
備２６の熱負荷要求が調整弁２４で供給可能な温水以上
となった場合、発信器３１からの信号を取り入れ演算器
３３で設定値３２と比較し演算して調整弁制御器３６に
より調整弁４１を操作することにより、蒸気タービン６
からの蒸気量を制御しつつ温水温度を高めることができ
、冷暖房設備２６の熱負荷に応じた運転ができる。

第４図は本発明の他の実施例の熱電併給プラントの温水
利用冷暖房設備を示す系統図である。

本図は下記系統構成を設けた以外は第１図の系統構成と
同一である。追設された系統構成は、排ガスボイラ２に
設置されるガスクーラ２１の上流側に助燃バーナ５１を
設け、助燃バーナ５１の燃料を調整する調整弁５２及び
調整弁５２を制御する調整弁制御器３７を設けたことか
らなる。

これは、調整弁２４で供給可能な温水量以上に冷暖房設
備２６の熱負荷が必要となる第３図の説明で述べた熱電
併給プラントの運転状態と同様に有効であって、発信器
３１からの信号を取り入れ演算器３３で設定値３２と比
較し演算して調整弁制御器３７により調整弁５２を操作
することにより助燃バーナ５１への燃料量を制御しつつ
温水温度を高めることが可能となり、冷暖房設備２６の
熱負荷に応じた運転ができる。本発明によれば。

第３図の蒸気タービンからの蒸気を使用することなく温
水温度を高めることが可能となるので、蒸気タービンの
出力低下を防ぐのに効果がある。

第５図は第３図及び第４図の温水量、バイパス量及び蒸
気量（燃料量）の特性を示す図である。

本図に示すように、冷暖房設備の熱負荷の変動に応じて
温水量は温水量曲線Ｇ１に示すように制御されるが、冷
暖房設備の熱負荷が設定値２２以上となった時に、蒸気
タービンからの蒸気量、または、助燃バーナの燃料量は
蒸発量（燃料量）曲線Ｇ８に示すように制御され温水温
度を高めることができ、冷暖房設備の熱負荷に応じた運
転ができる。ここで、冷暖房設備に供給される温水は温
水貯蔵設備へ保有されているため、鳩舎発電プラントの
運転負荷が変動しても冷暖房設備へ供給される温水温度
の変動幅を小さく押えることができるが、複合発電プラ
ントの運転負荷と冷暖房設備の運転負荷により温水量面
１ＩＡＧ　ｓの傾きが変動するような場合は、温水量を
調整する調整弁の開度信号を付加させて蒸気量、または
、燃料量を制御させてもよい。

〔発明の効果〕

本発明によれば、プラントの効率向上の効果があり、ま
た、冷暖房設備の熱負荷に応じて温水量を制御すること
ができ、冷暖房設備の運転負荷に制限されることなく複
合発電プラントの安定運転をすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の熱電併給プラントの温水利
用冷暖房設備の系統図、第２図は第１図の温水量及びバ
イパス量の特性図、第３図及び第４図は本発明の他の実
施例の熱電併給プラントの温水利用冷暖房設備の系統図
、第５図は第３図及び第４図の温水量、バイパス量及び
蒸気量（燃料量）の特性図である。 １・・・燃焼ガス、２・・・排ガスボイラ、３・・・ド
ラム、４・・・加熱器、５・・・蒸気管、６・・・蒸気
タービン、７・・・発電機、８・・・復水器、９・・・
冷却水、１０・・・ポンプ、１１・・・給水管、１２・
・・節炭器。 第１図 第２図 ａｉ　　、ｌｉ）　　（７，２ 第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、ガスタービンからの燃焼ガスを排ガスボイラへ導入
   して蒸気を発生させ、前記蒸気により蒸気タービンを駆
   動して発電を行なう複合発電プラントに、地域冷暖房を
   可能とする温水利用の冷暖房設備を備えた熱電併給プラ
   ントに於いて、前記排ガスボイラに設置される節炭器の
   下流側にガスクーラを設け、前記ガスクーラとは独立に
   温水貯蔵設備を設け、前記ガスクーラで加温された温水
   を温水貯蔵設備に保有し、前記温水貯蔵設備から前記冷
   暖房設備へ温水を供給し、前記ガスクーラを介して前記
   温水貯蔵設備へ循環させる管路及びポンプを設け、前記
   温水貯蔵設備の温水を冷暖房設備へ供給することにより
   冷暖房設備の運転を可能にしたことを特徴とする熱電併
   給プラントの温水利用冷暖房設備。