JPH02188605A

JPH02188605A - 複流体タービンプラント

Info

Publication number: JPH02188605A
Application number: JP886589A
Authority: JP
Inventors: Yoshihide Nakamura; 吉秀中村
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-01-18
Filing date: 1989-01-18
Publication date: 1990-07-24

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）木Ｒ明は、一般用動力発生タービンプラント。

複数のタービンを右する場合の低温低圧側タービンプシ
ン］・、温水熱源タービンプラントなどの用途＜”、複
数の作動流体を使用し、タービン内で流体間の凝縮比率
か異なるタービンプラントに関する。ここで、低温とは
約２００℃以下のことをいう。

（従来の技術）投数の作＃Ｊ流体をタービン（同時に使用して、かつ流
体間のａ縮化率を変化させる従来技術としては１５開昭
６３−１５９６０７号、特開昭６３１７０５０８号があ
った。それらには、凝縮器から祷出する熱については記
載されてなかった。そしてタービンの凝縮器を冷却する
水としては、従来は一般に海水、河川水などの自然水に
よってい）こ。

（発明が解決しようとする問題点）凝縮器に捨てる熱を少なくしようとすれば、凝縮熱の少
ない第２流体の蒸気の９１合いを多くすることになる。

その場合、凝縮で捨てる熱は大きく減少するｂのの、タ
ービン出口で第２流体の蒸気圧は水の蒸気圧より高くな
る（タービン人口では実質量じだが、出口では約数倍）
ので、タービン内での膨ＩＬ比率が水蒸気単独の場合よ
り小さくなり、そのことは、出力に対してはよくなかっ
た。

一方、膨服比率を大きくするには凝縮器の温度を下げれ
ば可能だが、冷却水として使用する海水。

河川水などの自然水の温度のコントロールは困難である
。また、凝縮器を冷却する冷却水の温度は季節変動を受
けて変化するため＄節によるタービンの出力変動もあっ
た。さらに、暖まった冷却水の排水による環境への影響
も存在した。

〈問題点を解決するための手段）本発明は、水の蒸気と、水より凝縮熱の小さい少なくと
し１つの流体（第２流体）の蒸気とをタビン内で同１１
）に用い、タービン内で水のＩ＾気が凝縮する割合いが
、水の熱気の９１合いに比べで大きい複流体タービンプ
ラントにおいて、凝縮器での凝縮熱をヒートポンプ系統
で回収することを特徴とする複流体タービンプラントか
らなる。

（作用）従来の中流体く水蒸気）タービンプラントの凝縮熱をヒ
ートポンプ系統で回収することは、このプラン１〜の熱
効率が低くて全く不利なことであった。しかし、本復流
体タービンプラントは熱効率が高いに５０％前後）ので
凝縮器に排出する熱も少なく、ヒートポンプ系統と組合
わけて、凝縮熱回収と凝縮器の温度を］ントロールをす
る（出力を一１ント［１−ルする有力方法）ことは全く
の不利ではない。なおかつ周囲の環境へ多量の温排水を
出さずにすむメリットもある。

また、ヒートポンプ系統が複数（２以上）の圧縮器から
なるほうが熱動；ｌＳが高く好ましい。

そして、タービンの第２流体を高次の圧縮器Ｃ直接に加
熱および熱定させる（第２流体と高次のＬＬ縮器系の冷
媒を同一に１にと）ことは、システムを簡素化できるの
で好ましい。

本発明でいうヒートポンプ系統とは、圧縮機、蒸発Ｚ＋
　ｖＪ脹弁、凝縮器などの、ヒートポンプ機能を発揮す
るために必要な機器類の集合をいう。

また、タービンの作動流体は、水と第２流体との組合わ
せの他に、水以外の流体（例えば、各種アルコール類・
・・凝縮熱が第２流体より高い）と第２流体との組合わ
せも有効である。

（実施例）第１図は１本発明の実施例である。

タービン１から出た流体は、凝縮器（復液器）２で液体
となった後に凝縮ポンプ３で加圧され、分離器（比重に
よる方式）４に入る。分１ｉｉｌｉ器４を出たそれぞれ
の流体は給液ポンプ５及び給水ポンプ６で加圧され、給
液加熱鼎７．で加熱され、蒸発器８で蒸気となり、補助
加熱器９．１０を通過し、蒸気混合器１１で混合され、
補助加熱器１１ａを通過してタービンに戻る。ここで、
本願の補助加熱器とは、すべて必要の応じて加熱するも
のとする。

ここで、第２流体としてはふっ化炭化水素（Ｆ、、。

ＣｐＨ１）またはぶつ化塩化炭化水素（Ｆ／Ｉ’ｌ　Ｃ
Ｌ　ｎＣ７，、Ｈ，）を使用している。そして、この第
２流体の蒸気圧曲線は、水の蒸気圧曲線と交差している
。ぞして、交差点の温石は蒸気の混合箇所の温石と実ｖ
１的に同じししくは近似していると合流が′ビｆ易であ
る。この流体は、発火性が低くかつ凝縮熱し小さいので
適している。

一方、ヒートポンプ系統では、１次圧縮機１２を出た冷
媒は、熱交換器１３で２次圧縮器系に熱をあたえ、ｒｔ
Ｉ３＋ｙ＝弁１５　、１６：Ｃ−膨＋ｓｂ、凝縮器（作
動流体は凝縮、冷媒は黒光）２及び蒸発器１７．１８＜
−熱を吸収し、１次圧縮Ｉａ１２に戻る。蒸発器１７．
１８の熱源としては、温水や海水（好ましくは暖かい黒
潮）などを使用する。ここＣ、バイパス弁１４は、必要
に応じて調節する。

つぎに、２次圧縮器１９を出た冷媒は、補助加熱器２０
を通過し、蒸発器８でタービン系の２流体を蒸発ざぜ、
膨服弁２１で膨服し、熱交換器１３で１次圧縮器系から
熱を受け、補助加熱器２２を通過して２次圧縮鼎１９に
もどる。

タービン１と圧縮ｆｉ１２．１９は電動機兼発電機２３
と直結している。起動時は、電動機として使用し、ター
ビンの出力が高くなるにしたがって電動機としての役割
が減少する。そしてタービン出力が圧縮機駆動力を上回
ると発電機として使用する。

第２図は、２次圧縮器の冷媒とタービンの第２流体に同
じ流体を使用して熱交換を一部省略してシステムを簡略
化したものである。

その流体としては前記のふつ化炭化水素またはふつ化塩
化炭化水素を使用している。

タービン系統では、タービン３１から出た流体は、凝縮
器３２で凝縮され、凝縮ポンプ３３で加圧され、分離器
３４（比重式）で水と第２流体とに分けられ、給液、ポ
ンプ３５．給水ポンプ３６で加圧され、給液加熱器３７
で加熱され、水は蒸発ム３８で蒸発され、補助加熱器３
９を通過し、蒸気混合器４０で第２流体と混合され、補
助加熱器４０ａを通過してタービン３１に戻るが、一方
、給液加熱ＰＪ３７を出た第２流体は、２次圧縮２５４
８の系統に入り、その系統を出た第２流体は、蒸気混合
器４０で水蒸気と混合され、補助加熱器４０ａを通過し
てタービン３１に戻る。

１次［Ｅ縮冴系では、１次圧縮機４１を出た冷媒は、熱
交換器４２で２次圧縮器系に熱を与え、膨比弁４４．４
５で膨服され、蒸発器４６．４７で温水や海水などから
熱をうけ、１次圧縮器４１１．：もどろ。バイパス弁４
３は、必要（おうじで調節する。

つぎに、２次圧縮器系では、２次圧縮４４８を出た冷媒
（第２流体）は、タービン系統とヒートポンプ系統に分
ｔノられ、タービン系統へは、補助加熱器４９を通過し
て、蒸気混合器４０に入り、一方、ヒートポンプ系統へ
は、補助加熱器５０を通過し、蒸発器３８でタービン系
統の水を蒸発させ、膨眼弁５１で膨比され、熱交換器４
２で１次圧縮系から熱を受け、補助加熱器５２を通過し
て２次圧縮器４８にもどる。

なＪ３、第１，２図の実施例での受熱の主体は、蒸発器
１７．１８．４６．４７である。

（発明の効果）本発明によれば、ヒートポンプ系統で凝縮器を冷却する
ので、凝縮器の温度のコントロールが可能でありタービ
ン出力の変動も小ざくできる。また、冷却水の排水が不
要になるため環境への影響も少ない。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は、この発明による実施例。１．３１・・・タービン、１２．４１・・・１次圧縮機
、１９．４８・・・２次圧縮器。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）水の蒸気と、水より凝縮熱の小さい少なくとも１
つの流体（第２流体）の蒸気とをタービン内で同時に用
い、タービン内で水の蒸気が凝縮する割合いが、水の蒸
気の割合いに比べて大きい複流体タービンプラントにお
いて、凝縮器での凝縮熱をヒートポンプ系統で回収する
ことを特徴とする複流体タービンプラント。
（２）ヒートポンプ系統が、複次圧縮器からなることを
特徴とする第１項記載の複流体タービンプラント。
（３）第２流体を、高次の圧縮器で直接に、加熱および
蒸発させることを特徴とする第２項記載の複流体タービ
ンプラント。