JPH02233859A - コージエネレーションシステムの排熱回収方法 - 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、ガスタービン等の排ガス中のガス顕熱を回収
してその熱利用を行なうコージェネレーションシステム
の排熱回収方法に関するものである。

〔従来の技術〕

近年、盛んに普及されつつあるガスタービン等を利用し
たコージェネレーションシステムにあっては、その排熱
回収ボイラーとして曲管式のものを用いた場合、その伝
熱面積が大きくなり、建屋の中に納めることが困難であ
り、一方、コージェネレーションシステムの普及は、一
つにその省スペース性にあるので、スペースの面で問題
があった。

一方、流動層ボイラーは、ガスタービン等の排気圧力を
利用し、珪砂等の流動媒体を流動化して流動層を形成し
、排ガスの顕熱をその流動層間に介在させた伝熱管内の
被加熱媒体に熱を与えるものであり、従来の熱回収ボイ
ラーが排ガス側から伝熱管を介してその管内の蒸気また
は水に熱を与える際に、伝熱管の管外、即ちガス側の境
膜伝熱係数が著しく悪いのに対し、上記流動層ボイラー
では、その滓動層の介在により、伝Ｕ　Ｆｉ．ｖｊが★
Ａく得られるということからボイラー伝熱面を小さくで
き、コンパクトになるという利点を有している． しかしながら、流動層ボイラーの場合には、その流動層
内は定温であり大きな温度差がないので高圧蒸気が得ら
れない等の制約があった。

特に、流動層を建屋内等に収納するために薄型に形成さ
れた流動層ボイラーの場合には、その流動層は定温を形
成しており、伝熱管内の被加熱側が水等の相変化、例え
ば水から蒸気への相変化を伴なう場合は、薄型に形成さ
れた流動層内においては伝熱が不可能であるという問題
があった． 一方、コージェネレーションシステムにおいては、回収
した熱を利用する機器が種々にわたり、それぞれの利用
温度も異なるので、排ガスからの熱回収のために伝熱管
に送給された熱媒体の全量をその伝熱管の全長にわたっ
て通過させることは、利用側において不用な熱まで供給
されることになり得策でなく、不経済であるという問題
もあった。

〔発明の解決しようとする課題〕

本発明は、前記従来の問題点を解決するためになされた
ものであり、ガスタービン等の排ガス中の排熱回収に、
相変化のない熱媒体を伝熱管内に循環させた流動層ボイ
ラーを用いることにより、コンパクトで定温の流動層か
ら高温の熱エネルギーを取り出し可能で、経済的に回収
熱の利用がはかれるコージェネレーションシステムの排
熱回収方法を提供することを解決課題としたものである
。

〔課題を解決しようとする手段〕

上記の課題を解決しようとする手段として、本発明のコ
ージェネレーションシステムの排熱回収方法は、ガスタ
ービン等の排ガスの排気圧力を利用して流動化される珪
砂等の流動媒体を多段に形成した流動層間に介在させた
伝熱管内に、相変化のない、例えばシリコーン系熱媒油
等の熱媒体を循環させながら、上記伝熱管の全長を通過
した熱媒体で高温熱交換を行ない、かつ伝熱管の一部を
通過した熱媒体で低温熱交換を行なうように、熱媒体の
循環管路に設けた制御弁を開閉制御するようにしたこと
を特徴としている。

上記の手段により、相変化を伴わない熱媒を行ない、流
動層の各段でそれぞれ温度レベルをつけ、高温の熱エネ
ルギーの取り出せるコンパクトな流動層ボイラーを利用
した熱回収が得られ、またその回収熱の利用の際にも不
用な熱が供給されることがない。

〔実施例〕

以下図面を参照して本発明の排熱回収方法を適用する排
熱回収装置の実施例を説明するが、図面は、その一実施
例における概略系統図である． まず、この装置は、コージェネレーションシステムにお
いて、図示されていないガスタービン等の排ガスＧを矢
印のごとくガス人口１から流動層ボイラー２の底部から
導入して排ガスＧ中の顕熱から熱回収するものである。

この流動層ボイラー２には排ガスＧの排気圧力を利用し
て流動化される珪砂等の流動媒体３を、Ｂ−１，Ｂ−２
．８−３で示すごとく、多段、即ち３段の流動層を形成
し、これら各段の流動層Ｂ−１，Ｂ−２，Ｂ−３間に、
伝熱管４を介在させ、この伝熱管４内に相変化のない、
例えばシリコーン系熱媒油等の熱媒体を循環させる熱媒
配管５と熱媒戻り管６とを設け、給液ポンプ７で熱媒体
を循環させて各流動層Ｂ−１，Ｂ−２，Ｂ−３でそれぞ
れＴ＋　，Ｔｚ　，Ｔ３の温度レベルをつけている。

次に、この流動層ボイラー２の伝熱管４内を上記熱媒体
の全量を通過させることは、それぞれ複数ある高温熱交
換器１０及び低温熱交換器１１の利用側に不用な熱が供
給されることもあるので、図のごとき制御弁１２を熱媒
配管５に配設し、この制御弁１２の開閉操作によって、
制御弁１２の閉時には伝熱管４の全長を通過した熱媒体
で高温熱交換器１０にて高温熱交換を行ない、一方、制
御弁１２の開時には伝熱管４の一部を通過した熱媒体で
低温熱交換器１１にて低温熱交換を行なうようにしてい
る。

なお、図中の１３はクッションタンクであり、また流動
層ボイラー２内で熱を与えた排ガスＧは、ガス出口１４
から排出されるようになっている。

以上のごとく、制御弁１２の操作によって、所定温度の
必要熱媒体を制御して熱損失を軽減すると共に、これに
より流動層ボイラー２の伝熱面積を極小にすることがで
きる． また、高温熱交換器１０は、蒸気発生器であったり、２
重効用吸収冷凍機となり、低温熱交換器１１は、温水器
であったり、暖房器であったり、種々最適なものとする
ことが得策である。

なお、上記本実施例では、ガスタービン等の排気ガスＧ
の導入温度を５００℃とした場合、熱媒戻り管６からの
熱媒体の温度が６０℃で、Ｂ−３の流動層内の伝熱管４
のみを通過して低温熱交換器１１側で利用される熱媒体
の温度が１５０℃になり、Ｂ−３，Ｂ−２，Ｂ−１の流
動層内の伝熱管４の全長を通過して高温熱交換器１０で
利用される熱媒体の温度が３００℃になることを示して
いる。

〔発明の効果〕

以上に説明した本発明の排熱回収方法をコージェネレー
ションシステムに採用すれば、コンパクトな流動層ボイ
ラーを用いることができ、省スペース性のコージェネレ
ーションシステムが得られるという効果がある。

また、コンパクトに形成するため薄型に形成した流動層
ボイラーにおいても、その定温の流動層から高温の熱エ
ネルギーを取り出し可能で、経済的な熱回収がはかれる
という利点がある。

また、回収した熱を利用する機器が種々にわたる場合で
も、本発明のごとく制御弁の開閉操作により所定温度の
必要熱媒体を制御することによって熱損失を軽減し、同
時に伝熱面を極小にでき装置のコンパクト化もはかれる
。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の排熱回収方法を適用する排熱回収装置の
一実施例の概略系統図である。 ２・・・流動層ボイラー、３・・・流動媒体、４・・・
伝熱管、１０・・・高温熱交換器、１１・・・低温熱交
換器、１２・・・制御弁、Ｂ−１，Ｂ−２，Ｂ−３・・
・流動層、Ｇ・・・排ガス。 代理人　弁理士　小　川　信　一

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 排ガスの排気圧力を利用して流動化される多段の流動層
   間に介在させた伝熱管内に、相変化のない熱媒体を循環
   させながら、上記伝熱管の全長を通過した熱媒体で高温
   熱交換を行ない、かつ伝熱管の一部を通過した熱媒体で
   低温熱交換を行なう制御をするコージェネレーションシ
   ステムの排熱回収方法。