JPH0571363A - 排ガスタービンによる動力回収装置 - Google Patents
排ガスタービンによる動力回収装置Info
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- JPH0571363A JPH0571363A JP3230499A JP23049991A JPH0571363A JP H0571363 A JPH0571363 A JP H0571363A JP 3230499 A JP3230499 A JP 3230499A JP 23049991 A JP23049991 A JP 23049991A JP H0571363 A JPH0571363 A JP H0571363A
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- gas turbine
- power
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 一般材料からなる汎用型の排ガスタービンに
より高圧・高温の排ガスから効率的に動力を回収する。 【構成】 減速機２に高圧排ガスタービン１Ａと低圧排
ガスタービン１Ｂとの出力軸を並列的に連結し、高圧排
ガスタービン１Ａの入口には排ガスを供給する熱交換器
４を介装した高圧配管５を連通させ、高圧排ガスタービ
ン１Ａの出口を熱交換器４の伝熱管を介して低圧配管６
を低圧排ガスタービン１Ｂの入口に連通させることによ
り、高圧排ガスタービン１Ａには熱交換で温度が低下し
た排ガスが供給され、一方低圧排ガスタービン１Ｂには
高圧排ガスタービン１Ａの出口から排出された排ガスが
熱交換器４で温度が高められて供給されるので、排ガス
タービンに特殊な材料を必要とせず、しかも効率的に動
力を回収することができる。
より高圧・高温の排ガスから効率的に動力を回収する。 【構成】 減速機２に高圧排ガスタービン１Ａと低圧排
ガスタービン１Ｂとの出力軸を並列的に連結し、高圧排
ガスタービン１Ａの入口には排ガスを供給する熱交換器
４を介装した高圧配管５を連通させ、高圧排ガスタービ
ン１Ａの出口を熱交換器４の伝熱管を介して低圧配管６
を低圧排ガスタービン１Ｂの入口に連通させることによ
り、高圧排ガスタービン１Ａには熱交換で温度が低下し
た排ガスが供給され、一方低圧排ガスタービン１Ｂには
高圧排ガスタービン１Ａの出口から排出された排ガスが
熱交換器４で温度が高められて供給されるので、排ガス
タービンに特殊な材料を必要とせず、しかも効率的に動
力を回収することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、各種プラントから排出
される高温、高圧の排ガスを利用して、発電機や圧縮機
等を駆動する補助的動力を得るための排ガスタービンに
よる動力回収装置に関するものである。
される高温、高圧の排ガスを利用して、発電機や圧縮機
等を駆動する補助的動力を得るための排ガスタービンに
よる動力回収装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】周知のように、各種プラントから排出さ
れる高温、高圧の排ガスを回収して、発電機や圧縮機な
どを駆動する補助駆動機として利用することが従来から
行われている。このような補助駆動機の典型的な先行技
術は、例えば模式的に示す排ガスタービンによる動力回
収装置系統図の図３，４に例示される。
れる高温、高圧の排ガスを回収して、発電機や圧縮機な
どを駆動する補助駆動機として利用することが従来から
行われている。このような補助駆動機の典型的な先行技
術は、例えば模式的に示す排ガスタービンによる動力回
収装置系統図の図３，４に例示される。
【０００３】図３において、プラントから排出された高
温・高圧の排ガスは排ガスタービン１に送込まれ、この
排ガスタービン１内で膨張され、動力に変換されて回収
された後に、排ガスタービン１の出口ノズルから排出さ
れる。一方、このようにして回収された動力は、減速機
２を介して適当な回転数に合わされて、例えば発電機３
Ａに伝えられる。
温・高圧の排ガスは排ガスタービン１に送込まれ、この
排ガスタービン１内で膨張され、動力に変換されて回収
された後に、排ガスタービン１の出口ノズルから排出さ
れる。一方、このようにして回収された動力は、減速機
２を介して適当な回転数に合わされて、例えば発電機３
Ａに伝えられる。
【０００４】図４は、排ガスの圧力が高いときに高圧排
ガスタービン１Ａと低圧排ガスタービン１Ｂを組み合わ
せて、排ガスを高圧排ガスタービン１Ａから低圧排ガス
タービン１Ｂに送り、動力を回収するようにしたもので
ある。
ガスタービン１Ａと低圧排ガスタービン１Ｂを組み合わ
せて、排ガスを高圧排ガスタービン１Ａから低圧排ガス
タービン１Ｂに送り、動力を回収するようにしたもので
ある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、排ガスの圧
力、温度が高くなると、排ガスタービンの効率上の理由
から一般的に図２に例示するような多段タービン方式が
採用されるが、排ガスの温度が３５０℃を超えると例え
ばＳＣＷ４９，ＳＣＳ１３等の一般材料が使えなくな
る。また、プラントから排出される排ガスは腐食性を有
する場合が多いので、排ガスタービンにインコネルやワ
スパロイ等の非常に高価な材料が必要になるという問題
があり、またクーラで冷やして排ガスタービンの入口温
度を下げることも行われているが、これではエネルギー
を捨てることになって、回収動力が小さくなるのが難点
とされる。
力、温度が高くなると、排ガスタービンの効率上の理由
から一般的に図２に例示するような多段タービン方式が
採用されるが、排ガスの温度が３５０℃を超えると例え
ばＳＣＷ４９，ＳＣＳ１３等の一般材料が使えなくな
る。また、プラントから排出される排ガスは腐食性を有
する場合が多いので、排ガスタービンにインコネルやワ
スパロイ等の非常に高価な材料が必要になるという問題
があり、またクーラで冷やして排ガスタービンの入口温
度を下げることも行われているが、これではエネルギー
を捨てることになって、回収動力が小さくなるのが難点
とされる。
【０００６】従って、本発明の目的は、一般材料からな
る汎用形の排ガスタービンを使用して経年劣化が極めて
少なく長寿命を図りながら、高圧，高温排ガスから動力
を効率的に回収し得る排ガスタービンにおける動力回収
装置を提供する点にある。
る汎用形の排ガスタービンを使用して経年劣化が極めて
少なく長寿命を図りながら、高圧，高温排ガスから動力
を効率的に回収し得る排ガスタービンにおける動力回収
装置を提供する点にある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は以下述べる構成を備えるものである。即
ち、本発明の請求項１に係る排ガスタービンによる動力
回収装置の特徴とするところは、２段以上の排ガスター
ビンにより排ガスから動力を回収する装置において、第
１段の高圧排ガスタービンの入口側ガスと出口側ガスと
の間で熱交換を行わせる熱交換器を設けたところにあ
る。
に、本発明は以下述べる構成を備えるものである。即
ち、本発明の請求項１に係る排ガスタービンによる動力
回収装置の特徴とするところは、２段以上の排ガスター
ビンにより排ガスから動力を回収する装置において、第
１段の高圧排ガスタービンの入口側ガスと出口側ガスと
の間で熱交換を行わせる熱交換器を設けたところにあ
る。
【０００８】また、本発明の請求項２に係る排ガスター
ビンによる動力回収装置の特徴とするところは、圧縮機
に補助動力用として連結する高圧排ガスタービンにより
排ガスから動力を回収する装置において、高圧排ガスタ
ービンの入口側ガスと前記圧縮機の吐出ガスとの間で熱
交換を行わせる熱交換器を設けたところにある。
ビンによる動力回収装置の特徴とするところは、圧縮機
に補助動力用として連結する高圧排ガスタービンにより
排ガスから動力を回収する装置において、高圧排ガスタ
ービンの入口側ガスと前記圧縮機の吐出ガスとの間で熱
交換を行わせる熱交換器を設けたところにある。
【０００９】
【作用】本発明の請求項１記載の排ガスタービンによる
動力回収装置によれば、高圧排ガスタービンでの膨張仕
事によってこの排ガスタービンの出口温度が低下する。
従って本発明の如く、出口側ガスで入口側ガスを冷やせ
ば高圧排ガスタービンの入口温度が下がり、同時に低圧
側排ガスタービンの入口温度が上がるため、排ガスター
ビンに特殊材料を必要としなくなり、しかも効率的な動
力回収が可能になる。
動力回収装置によれば、高圧排ガスタービンでの膨張仕
事によってこの排ガスタービンの出口温度が低下する。
従って本発明の如く、出口側ガスで入口側ガスを冷やせ
ば高圧排ガスタービンの入口温度が下がり、同時に低圧
側排ガスタービンの入口温度が上がるため、排ガスター
ビンに特殊材料を必要としなくなり、しかも効率的な動
力回収が可能になる。
【００１０】また、本発明の請求項２記載の排ガスター
ビンによる動力回収装置によれば、圧縮機からプロセス
に送られる吐出ガスが熱交換器によってその温度が高め
られるので、圧縮機を充分中間冷却し得て圧縮機の消費
動力を低減することができ、また高圧排ガスタービンに
送込む排ガスの温度を下げることができる。
ビンによる動力回収装置によれば、圧縮機からプロセス
に送られる吐出ガスが熱交換器によってその温度が高め
られるので、圧縮機を充分中間冷却し得て圧縮機の消費
動力を低減することができ、また高圧排ガスタービンに
送込む排ガスの温度を下げることができる。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面を参照しな
がら説明する。図１は本発明の第１実施例に係る、また
図２は第２実施例に係る動力回収装置系統図である。図
１において示す、高圧排ガスタービン１Ａと低圧排ガス
タービン１Ｂとは、各出力軸を単系統の減速機２の二つ
の入力軸に並列方式で連結され、そしてこの減速機２の
出力軸は発電機３Ａ等の被駆動機３の入力軸に結合され
ている。
がら説明する。図１は本発明の第１実施例に係る、また
図２は第２実施例に係る動力回収装置系統図である。図
１において示す、高圧排ガスタービン１Ａと低圧排ガス
タービン１Ｂとは、各出力軸を単系統の減速機２の二つ
の入力軸に並列方式で連結され、そしてこの減速機２の
出力軸は発電機３Ａ等の被駆動機３の入力軸に結合され
ている。
【００１２】上記高圧排ガスタービン１Ａの入口には高
圧配管５が接続され、出口には低圧配管６の一端が接続
されている。また、低圧排ガスタービン１Ｂの入口には
低圧配管６の他端が接続され、そして出口には排気管７
が接続されている。高圧配管５に高温高圧排ガスを送り
込むと、高圧排ガスタービン１Ａ内で膨張して減速機２
を介して発電機３Ａで動力が回収された後、圧力および
温度が低下して低圧配管６に至り、低圧排ガスタービン
１Ｂ内に流れ込んで膨張仕事を行い、さらに動力が回収
された後、圧力および温度が低下して出口から排気管７
を経て排気される。
圧配管５が接続され、出口には低圧配管６の一端が接続
されている。また、低圧排ガスタービン１Ｂの入口には
低圧配管６の他端が接続され、そして出口には排気管７
が接続されている。高圧配管５に高温高圧排ガスを送り
込むと、高圧排ガスタービン１Ａ内で膨張して減速機２
を介して発電機３Ａで動力が回収された後、圧力および
温度が低下して低圧配管６に至り、低圧排ガスタービン
１Ｂ内に流れ込んで膨張仕事を行い、さらに動力が回収
された後、圧力および温度が低下して出口から排気管７
を経て排気される。
【００１３】熱交換器４は相互間の熱交換可能に設けら
れる二つの流通路の一方が高圧配管５の途中に介設さ
れ、他方が低圧配管６の途中に介設されて設けられてい
る。このように熱交換器４を配設することにより、高圧
排ガスタービン１Ａによりエネルギーを取り出されて温
度が下がった排ガスは、該排ガスタービン出口より熱交
換器４に導かれ高圧排ガスタービン１Ａ入口への排ガス
を冷やすと共に、自らは加熱されて低圧排ガスタービン
１Ｂ内に導かれる。
れる二つの流通路の一方が高圧配管５の途中に介設さ
れ、他方が低圧配管６の途中に介設されて設けられてい
る。このように熱交換器４を配設することにより、高圧
排ガスタービン１Ａによりエネルギーを取り出されて温
度が下がった排ガスは、該排ガスタービン出口より熱交
換器４に導かれ高圧排ガスタービン１Ａ入口への排ガス
を冷やすと共に、自らは加熱されて低圧排ガスタービン
１Ｂ内に導かれる。
【００１４】ここで、窒素の収率が９７．４％と高値で
アンモニアから硝酸を製造するプラントで生じる排ガス
を例にとって、図１における動力回収ラインでの各部
〜における排ガスの温度と圧力とを検討したところ、
下記のとおりであった。 ：４５０℃，１１．３３ａｔａ． ：３２０℃，１１．２３ａｔａ． ：１８４℃， ３．６０ａｔａ． ：３１４℃， ３．５５ａｔａ． ：１７４℃， １．０５ａｔａ．
アンモニアから硝酸を製造するプラントで生じる排ガス
を例にとって、図１における動力回収ラインでの各部
〜における排ガスの温度と圧力とを検討したところ、
下記のとおりであった。 ：４５０℃，１１．３３ａｔａ． ：３２０℃，１１．２３ａｔａ． ：１８４℃， ３．６０ａｔａ． ：３１４℃， ３．５５ａｔａ． ：１７４℃， １．０５ａｔａ．
【００１５】上記の結果から明らかなように、高圧排ガ
スタービン１Ａの入口では３２０℃と１３０℃低下し、
また低圧排ガスタービン１Ｂの入口では３１４℃と１３
０℃上昇することになり、高圧排ガスタービン１Ａは高
温に耐性を有する特殊な材料を使わなくて済むことが良
く理解される。
スタービン１Ａの入口では３２０℃と１３０℃低下し、
また低圧排ガスタービン１Ｂの入口では３１４℃と１３
０℃上昇することになり、高圧排ガスタービン１Ａは高
温に耐性を有する特殊な材料を使わなくて済むことが良
く理解される。
【００１６】図２は、動力回収用として高圧排ガスター
ビン１Ａの１基を使用した例であって、図において図１
図示装置に類似し、対応する部分には同一の参照符を付
す。高圧排ガスタービン１Ａが連結される減速機２の出
力軸は圧縮機３Ｂの回転軸に直結されている。熱交換器
４は相互間の熱交換可能に設けられる二つの流通路の一
方が高圧管５の途中に介設され、他方が圧縮機３Ｂの圧
縮ガスを吐出する吐出口から延びるプロセス配管９の途
中に介設されている。
ビン１Ａの１基を使用した例であって、図において図１
図示装置に類似し、対応する部分には同一の参照符を付
す。高圧排ガスタービン１Ａが連結される減速機２の出
力軸は圧縮機３Ｂの回転軸に直結されている。熱交換器
４は相互間の熱交換可能に設けられる二つの流通路の一
方が高圧管５の途中に介設され、他方が圧縮機３Ｂの圧
縮ガスを吐出する吐出口から延びるプロセス配管９の途
中に介設されている。
【００１７】高圧配管５に高温高圧排ガスを送り込む
と、高圧排ガスタービン１Ａ内で膨張して減速機２を介
して圧縮機３Ｂに動力が回収された後、圧力および温度
が低下して出口から排気管７を経て排気される。
と、高圧排ガスタービン１Ａ内で膨張して減速機２を介
して圧縮機３Ｂに動力が回収された後、圧力および温度
が低下して出口から排気管７を経て排気される。
【００１８】このように、熱交換器４を配設することに
より、高圧配管５を流れる高温・高圧の排ガスは、圧縮
機３Ｂ内で圧縮された後プロセス配管９を流れるプロセ
スガスと熱交換して温度が低下して高圧排ガスタービン
１Ａに入る。一方、プロセスガスの方は逆に温度が上昇
する。従って、高圧排ガスタービン１Ａは高温に耐性を
有する特殊な材料を使わなくて済む。また、プロセスへ
送られるガスの温度は高い方が望ましいため、圧縮機の
中間冷却は制約をうけるが、本実施例によれば、そのよ
うな制約なしに圧縮機を中間冷却することができ、圧縮
機の消費動力を低減することが可能になる。
より、高圧配管５を流れる高温・高圧の排ガスは、圧縮
機３Ｂ内で圧縮された後プロセス配管９を流れるプロセ
スガスと熱交換して温度が低下して高圧排ガスタービン
１Ａに入る。一方、プロセスガスの方は逆に温度が上昇
する。従って、高圧排ガスタービン１Ａは高温に耐性を
有する特殊な材料を使わなくて済む。また、プロセスへ
送られるガスの温度は高い方が望ましいため、圧縮機の
中間冷却は制約をうけるが、本実施例によれば、そのよ
うな制約なしに圧縮機を中間冷却することができ、圧縮
機の消費動力を低減することが可能になる。
【００１９】以上、排ガスタービン系統については、単
段および２段の場合を例として説明したが、以上の説明
から良く理解されるように、本発明に係る技術的思想を
３段以上の多段排ガスタービンに対しても適用し得るこ
とはいうまでもない。
段および２段の場合を例として説明したが、以上の説明
から良く理解されるように、本発明に係る技術的思想を
３段以上の多段排ガスタービンに対しても適用し得るこ
とはいうまでもない。
【００２０】
【発明の効果】本発明に係る排ガスタービンによる動力
回収装置によれば、高圧排ガスタービン１Ａにおいて、
動力回収に寄与し温度が低下した出口ガスで入口ガスを
冷却することにより、入口温度が下がるので、耐熱性が
大きい特殊な材料を必要とせず、汎用のガスタービンを
使用することができ、しかもエネルギーを他に捨てるこ
ともなく有効に動力回収が行える。
回収装置によれば、高圧排ガスタービン１Ａにおいて、
動力回収に寄与し温度が低下した出口ガスで入口ガスを
冷却することにより、入口温度が下がるので、耐熱性が
大きい特殊な材料を必要とせず、汎用のガスタービンを
使用することができ、しかもエネルギーを他に捨てるこ
ともなく有効に動力回収が行える。
【図１】本発明の第１実施例に係る排ガスタービンによ
る動力回収装置系統図である。
る動力回収装置系統図である。
【図２】本発明の第２実施例に係る排ガスタービンによ
る動力回収装置系統図である。
る動力回収装置系統図である。
【図３】従来の第１例に係る排ガスタービンによる動力
回収装置系統図である。
回収装置系統図である。
【図４】従来の第２例に係る排ガスタービンによる動力
回収装置系統図である。
回収装置系統図である。
１Ａ…高圧排ガスタービン １Ｂ…低圧排ガスタービン ２…減速機 ３…被駆動機 ３Ａ…発電機 ３Ｂ…圧縮機 ４…熱交換器 ５…高圧配管 ６…低圧配管 ７…排気管 ８…吸入配管 ９…プロセス配管
Claims (2)
- 【請求項１】 ２段以上の排ガスタービンにより排ガス
から動力を回収する排ガスタービンによる動力回収装置
において、第１段の高圧排ガスタービンの入口側ガスと
出口側ガスとの間で熱交換を行わせる熱交換器を設けた
ことを特徴とする排ガスタービンによる動力回収装置。 - 【請求項２】 圧縮機に補助動力用として連結される高
圧排ガスタービンにより排ガスから動力を回収する排ガ
スタービンによる動力回収装置において、高圧排ガスタ
ービンの入口側ガスと前記圧縮機の吐出ガスとの間で熱
交換を行わせる熱交換器を設けたことを特徴とする排ガ
スタービンによる動力回収装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3230499A JPH0571363A (ja) | 1991-09-10 | 1991-09-10 | 排ガスタービンによる動力回収装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3230499A JPH0571363A (ja) | 1991-09-10 | 1991-09-10 | 排ガスタービンによる動力回収装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0571363A true JPH0571363A (ja) | 1993-03-23 |
Family
ID=16908730
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3230499A Withdrawn JPH0571363A (ja) | 1991-09-10 | 1991-09-10 | 排ガスタービンによる動力回収装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0571363A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101464904B1 (ko) * | 2010-10-22 | 2014-11-24 | 카와사키 주코교 카부시키 카이샤 | 발전 시스템 |
-
1991
- 1991-09-10 JP JP3230499A patent/JPH0571363A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101464904B1 (ko) * | 2010-10-22 | 2014-11-24 | 카와사키 주코교 카부시키 카이샤 | 발전 시스템 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19981203 |