JPS61132710A - デユアルランキンサイクル - Google Patents
デユアルランキンサイクルInfo
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- JPS61132710A JPS61132710A JP25450684A JP25450684A JPS61132710A JP S61132710 A JPS61132710 A JP S61132710A JP 25450684 A JP25450684 A JP 25450684A JP 25450684 A JP25450684 A JP 25450684A JP S61132710 A JPS61132710 A JP S61132710A
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- JP
- Japan
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- temperature
- low
- preheater
- rankine cycle
- high temperature
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
- F01K3/00—Plants characterised by the use of steam or heat accumulators, or intermediate steam heaters, therein
- F01K3/18—Plants characterised by the use of steam or heat accumulators, or intermediate steam heaters, therein having heaters
- F01K3/185—Plants characterised by the use of steam or heat accumulators, or intermediate steam heaters, therein having heaters using waste heat from outside the plant
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は高温側ランキンサイクルと低温側ランキンサイ
クルとを備えたデュアルランキンサイクルに係り、特に
低温側ランキンサイクルの出力を向上させたデュアルラ
ンキンサイクルに関する。
クルとを備えたデュアルランキンサイクルに係り、特に
低温側ランキンサイクルの出力を向上させたデュアルラ
ンキンサイクルに関する。
熱源の熱エネルギを動作媒体に与えてランキンサイクル
により動力に変換する方法の１つにデュアルランキンサ
イクルがある。デュアルランキンサイクルは、高温用お
よび低温用の２種類のランキンサイクルを用意し、熱源
から得られた熱源流体で高温用動作媒体を加熱し、高温
用動作媒体との熱交換により温度降下した熱源流体の熱
を利用して低温用動作媒体を加熱するものであり、甲−
のランキンサイクルにより熱エネルギの有効利用を図れ
る利点がある。
により動力に変換する方法の１つにデュアルランキンサ
イクルがある。デュアルランキンサイクルは、高温用お
よび低温用の２種類のランキンサイクルを用意し、熱源
から得られた熱源流体で高温用動作媒体を加熱し、高温
用動作媒体との熱交換により温度降下した熱源流体の熱
を利用して低温用動作媒体を加熱するものであり、甲−
のランキンサイクルにより熱エネルギの有効利用を図れ
る利点がある。
第３図には基本的なデュアルランキンサイクルの系統図
を示ず。産業廃熱、地熱、太陽熱など図示しない熱源か
ら得られた気体あるいは液体等の熱源流体Ａは熱源流体
配管系１に案内されて、高湯側ランキンサイクル２の高
温蒸発器３、高温予熱器４内で高温用動作媒体Ｂと熱交
換が行なわれる。高温用動作媒体Ｂは高温予熱器４で蒸
発温度まで予熱された後、高温蒸発器３に案内され、こ
こで蒸気となり、高温タービン５を回転駆動さばるａ高
温タービン５で仕事をしたタービン排気は、高温凝縮器
６に送られ、水または空気等の冷却流体により冷却され
て凝縮される。凝縮した高温動作媒体は図示しない媒体
ポンプで高温予熱Ｓ４内に戻され、１つの高温側ランキ
ンサイクル２が終了する。
を示ず。産業廃熱、地熱、太陽熱など図示しない熱源か
ら得られた気体あるいは液体等の熱源流体Ａは熱源流体
配管系１に案内されて、高湯側ランキンサイクル２の高
温蒸発器３、高温予熱器４内で高温用動作媒体Ｂと熱交
換が行なわれる。高温用動作媒体Ｂは高温予熱器４で蒸
発温度まで予熱された後、高温蒸発器３に案内され、こ
こで蒸気となり、高温タービン５を回転駆動さばるａ高
温タービン５で仕事をしたタービン排気は、高温凝縮器
６に送られ、水または空気等の冷却流体により冷却され
て凝縮される。凝縮した高温動作媒体は図示しない媒体
ポンプで高温予熱Ｓ４内に戻され、１つの高温側ランキ
ンサイクル２が終了する。
一方、高温側ランキンサイクル２に熱を付与した熱源流
体Ａは高温予熱器４から低湿側ランキン １サイクル７
の低温蒸発器８および低温予熱器９に案内され、低温用
動作媒体Ｃと熱交換を行なう。
体Ａは高温予熱器４から低湿側ランキン １サイクル７
の低温蒸発器８および低温予熱器９に案内され、低温用
動作媒体Ｃと熱交換を行なう。
低温用動作媒体Ｃは高温側ランキンサイクル２と全く同
様に、低温予熱器９および低温蒸発器８にて加熱されて
蒸気となり、低温タービン１０を回転駆動さじる。低温
タービン１０にて仕事をしたタービン排気は低温凝縮器
１１で冷却され、凝縮して低温予熱器９に戻され、以後
低温側ラン−１−ンサイクル７内を循環する。
様に、低温予熱器９および低温蒸発器８にて加熱されて
蒸気となり、低温タービン１０を回転駆動さじる。低温
タービン１０にて仕事をしたタービン排気は低温凝縮器
１１で冷却され、凝縮して低温予熱器９に戻され、以後
低温側ラン−１−ンサイクル７内を循環する。
高温側および低温側ランキンサイクル２，７のＳ ？Ｋ
ｎタービン５および低温タービン１０で発生した動力は
発電機１３ａ、１３ｂを駆動する目的などに使用され、
両タービン５．１０の合計出力がデュアルランキンサイ
クルプラントの出力になる。
ｎタービン５および低温タービン１０で発生した動力は
発電機１３ａ、１３ｂを駆動する目的などに使用され、
両タービン５．１０の合計出力がデュアルランキンサイ
クルプラントの出力になる。
他方、低温予熱器９からの熱源流体Ａはその流体配管系
１を通って再加熱のために熱源に戻されたり、あるいは
廃棄される。
１を通って再加熱のために熱源に戻されたり、あるいは
廃棄される。
第４図は第３図のデュアルランキンサイクルにお【プる
熱源流体Ａと高温用および低温用動作媒体Ｂ、Ｃとの熱
交換状態を示したものである。熱源流体Ａａ′）温度は
当初Ｔ１であり、高温蒸発器３で熱ｆｉｌＱ、高温予熱
器４で熱ｕｔＱ２を放出することにより、高温予熱器４
を出たところでは、温度Ｔ２まで降下する。一方、高温
用動作媒体Ｂは高温予熱器３に温度ｔ。で入り、ここで
０２、高温蒸発器３でＱ の熱を受けて温度ｔ２で蒸発
し、この蒸気が高温タービン５に供給される。
熱源流体Ａと高温用および低温用動作媒体Ｂ、Ｃとの熱
交換状態を示したものである。熱源流体Ａａ′）温度は
当初Ｔ１であり、高温蒸発器３で熱ｆｉｌＱ、高温予熱
器４で熱ｕｔＱ２を放出することにより、高温予熱器４
を出たところでは、温度Ｔ２まで降下する。一方、高温
用動作媒体Ｂは高温予熱器３に温度ｔ。で入り、ここで
０２、高温蒸発器３でＱ の熱を受けて温度ｔ２で蒸発
し、この蒸気が高温タービン５に供給される。
また、高１予熱器４内で熱交換し、温度Ｔ２となった熱
源流体Ａはざらに低温側ランキンサイクル７の低温蒸発
器８で熱量Ｑ３、低温予熱器９で熱ｍＱ４を放出して温
度降下し、Ｔ３の温度となってデュアルランキンサイク
ルプラントから排出される。他方、低温用動作媒体Ｃは
温度ｔ。で低？１．ｎ予熱器９に入り、ここで０４、低
温蒸発器８でＱ３の熱を受けて温反上昇し、温度ｔ１の
蒸気となって低温タービン１０に供給される。
源流体Ａはざらに低温側ランキンサイクル７の低温蒸発
器８で熱量Ｑ３、低温予熱器９で熱ｍＱ４を放出して温
度降下し、Ｔ３の温度となってデュアルランキンサイク
ルプラントから排出される。他方、低温用動作媒体Ｃは
温度ｔ。で低？１．ｎ予熱器９に入り、ここで０４、低
温蒸発器８でＱ３の熱を受けて温反上昇し、温度ｔ１の
蒸気となって低温タービン１０に供給される。
しかして、デュアルランキンサイクルは、高温側および
低温側ランキンサイクル領域において、最適な動作媒体
Ｂ、Ｃを選定し、各サイクルの組み合せにより、デュア
ルランキンサイクル全体のシステムを構成することがで
き、一種類の動作媒体を使用した単一のランキンサイク
ルより大きな出力を１牙ることができる。
低温側ランキンサイクル領域において、最適な動作媒体
Ｂ、Ｃを選定し、各サイクルの組み合せにより、デュア
ルランキンサイクル全体のシステムを構成することがで
き、一種類の動作媒体を使用した単一のランキンサイク
ルより大きな出力を１牙ることができる。
ところが、第３図に示す基本形デュアルランキンサイク
ルにおいては、高温予熱器４を出た熱源流体Ａの温度Ｔ
２と高温予熱器４に入る高温用動作媒体Ｂの温度ｔ。と
の温度差が大きいという問題がある。本来なら、温度Ｔ
２の熱源流体Ａより低温の熱源流体を用いて、高温用動
作媒体Ｂと初期熱交換さけることができるにも拘らず、
温度Ｔ２より高温の熱源流体Ａで熱交換を行なっており
、結果的に高温予熱器４から流出される熱源流体Ａの温
度が低くなる欠点がある。このため、熱源流体Ａと低温
用動作媒体Ｃとの熱交換は温度Ｔ２より低い温度で行な
われることとなり、低温用動作媒体Ｃの蒸発温度し、も
低くなり、低温タービン１０の出力は小さなものとなる
。したがって、第３図に示す基本形デ」、アルランキン
サイクルは、単一のランキンサイクルより大きな出力が
得られるとはいえ、出力の増加率は必ずし、もに−１足
のいくものではなかった。
ルにおいては、高温予熱器４を出た熱源流体Ａの温度Ｔ
２と高温予熱器４に入る高温用動作媒体Ｂの温度ｔ。と
の温度差が大きいという問題がある。本来なら、温度Ｔ
２の熱源流体Ａより低温の熱源流体を用いて、高温用動
作媒体Ｂと初期熱交換さけることができるにも拘らず、
温度Ｔ２より高温の熱源流体Ａで熱交換を行なっており
、結果的に高温予熱器４から流出される熱源流体Ａの温
度が低くなる欠点がある。このため、熱源流体Ａと低温
用動作媒体Ｃとの熱交換は温度Ｔ２より低い温度で行な
われることとなり、低温用動作媒体Ｃの蒸発温度し、も
低くなり、低温タービン１０の出力は小さなものとなる
。したがって、第３図に示す基本形デ」、アルランキン
サイクルは、単一のランキンサイクルより大きな出力が
得られるとはいえ、出力の増加率は必ずし、もに−１足
のいくものではなかった。
〔発明の目的〕
本発明は上述した点を考虞してなされたもので、低温用
動作媒体の蒸発温度を高め、基′木彫デュアルランキン
サイクルより大きな出力を確実に１３ることができるデ
ュアルランキンサイクルを提供することを目的とする。
動作媒体の蒸発温度を高め、基′木彫デュアルランキン
サイクルより大きな出力を確実に１３ることができるデ
ュアルランキンサイクルを提供することを目的とする。
〔発明のＩＩ！！要］
上述した目的を達成するために、本発明は、高温蒸発器
Ｊ３よび高温予熱器を備えた高温側ランキンサイクルと
、低温蒸発器および低温予熱器を備えた低温側ランキン
サイクルとを有するデュアルランキンサイクルにおいて
、前記高温予熱器を低温側の第１段予熱器と品４側の第
２段予熱器とに区分し、高温側第２段予熱器で高温用動
作媒体を予熱した熱源流体を低温側ランキンサイクルの
低□ 温蒸発器に案内したことを特徴とするものである
。
Ｊ３よび高温予熱器を備えた高温側ランキンサイクルと
、低温蒸発器および低温予熱器を備えた低温側ランキン
サイクルとを有するデュアルランキンサイクルにおいて
、前記高温予熱器を低温側の第１段予熱器と品４側の第
２段予熱器とに区分し、高温側第２段予熱器で高温用動
作媒体を予熱した熱源流体を低温側ランキンサイクルの
低□ 温蒸発器に案内したことを特徴とするものである
。
づ”なわち、高温側ランキンサイクルの高温予熱器を低
温側第１段予熱器と高温側第２段予熱器とに区分し、熱
源流体は高温側ランキンサイクルの高温蒸発器と高温側
第２段予熱器で熱交換を行なった後、低温側ランキンサ
イクルの低温蒸発器、低温予熱器で熱交換を行ない、最
後に、低温側第１段予熱器で熱交換を行なわせることに
より、低温側ランキンサイクルの温度条件を改善し、高
出力が得られるようにしたものである。
温側第１段予熱器と高温側第２段予熱器とに区分し、熱
源流体は高温側ランキンサイクルの高温蒸発器と高温側
第２段予熱器で熱交換を行なった後、低温側ランキンサ
イクルの低温蒸発器、低温予熱器で熱交換を行ない、最
後に、低温側第１段予熱器で熱交換を行なわせることに
より、低温側ランキンサイクルの温度条件を改善し、高
出力が得られるようにしたものである。
以下、本発明に係るデュアルランキンサイクルの好まし
い実施例について添（＝Ｊ図面を参照して説明する。
い実施例について添（＝Ｊ図面を参照して説明する。
第１図は本発明に係るデュアルランキンサイクルの系統
図であり、このデュアルランキンサイクルは高温側ラン
キンサイクル２Ａと低温側ランキンサイクル７Ａとを組
み台Ｕたちのである。
図であり、このデュアルランキンサイクルは高温側ラン
キンサイクル２Ａと低温側ランキンサイクル７Ａとを組
み台Ｕたちのである。
高温側ランキンサイクル２Ａは高温予熱器４Ａ。
高温蒸発器３、Ｂ温タービン５、ｉ３温凝縮器６および
図示しない媒体ポンプを順次接続して、高温用動作媒体
Ｂ例えばイソブタン、フロンＲ−１１４を循環させる閉
じたサイクルを構成している。
図示しない媒体ポンプを順次接続して、高温用動作媒体
Ｂ例えばイソブタン、フロンＲ−１１４を循環させる閉
じたサイクルを構成している。
このうち、高温予熱器４Ａは低温側の第１段予熱器４ａ
と高温側の第２段予熱器４ｂとに区分され、高温用動作
媒体Ｂは第１段および第２段予熱器４ａ、４ｂにて段階
的に予熱され、蒸発温度近くまで加熱される。
と高温側の第２段予熱器４ｂとに区分され、高温用動作
媒体Ｂは第１段および第２段予熱器４ａ、４ｂにて段階
的に予熱され、蒸発温度近くまで加熱される。
また、低温側ランキンサイクル７Ａは高温側ランキンサ
イクル２Ａと同様に、低温予熱器９、低温蒸発器８、低
温タービン１０、低温凝縮器１１および図示しない媒体
ポンプを順次接続して、低温用動作媒体Ｃ例えばプロパ
ン、フロンＲ−１２を循環させる閉じたサイクルを構成
している。
イクル２Ａと同様に、低温予熱器９、低温蒸発器８、低
温タービン１０、低温凝縮器１１および図示しない媒体
ポンプを順次接続して、低温用動作媒体Ｃ例えばプロパ
ン、フロンＲ−１２を循環させる閉じたサイクルを構成
している。
一方、産業廃熱や地熱、太ＰＪ熱など図示しない熱源か
ら得られた気体または液体の熱源流体は熱源流体配管系
１Ａを通して案内される。この熱源流体配管系１Ａは高
温側ランキンサイクル２Ａの高温蒸発器３、高温側第２
段予熱器４ｂ、低温側ランキンサイクル７Ａの低温蒸発
器８、低温予熱：咎９および低温側第１段予熱器４ａを
順次接続することにより構成される。
ら得られた気体または液体の熱源流体は熱源流体配管系
１Ａを通して案内される。この熱源流体配管系１Ａは高
温側ランキンサイクル２Ａの高温蒸発器３、高温側第２
段予熱器４ｂ、低温側ランキンサイクル７Ａの低温蒸発
器８、低温予熱：咎９および低温側第１段予熱器４ａを
順次接続することにより構成される。
次に、デュアルランキンサイクルの作用について説明す
る。
る。
熱源流体配管系１Ａを通って案内される熱源流体は高温
側ランキンサイクル２Ａの高温蒸発器３および高温予熱
器４Ａで高温用動作媒体Ｂと熱交換を行なう。高温用動
作媒体Ｂは、高温予熱器４△の低湿側第１段予熱器４ａ
および高温側第２段予熱器４ｂで段階的に予熱され、蒸
発温度まで加熱（等圧加熱）された後、高温蒸発器３で
等圧加熱されて蒸気となり、高温タービン５を回転させ
てタービン発電様１３ａを駆動さじる。高温タービン５
で等エントロピ膨張して仕事をしたタービン排気は、高
４凝縮器６で水または空気の冷却流体により冷却（等圧
または等温冷却）されて凝縮され、凝縮された高温用動
作媒体Ｂは媒体ポンプ（図示せず）により、等エントロ
ピ圧縮を受けて第１段低温予熱器４ａに案内され、１つ
の高温側ランキンサイクル２Ａが終了する。
側ランキンサイクル２Ａの高温蒸発器３および高温予熱
器４Ａで高温用動作媒体Ｂと熱交換を行なう。高温用動
作媒体Ｂは、高温予熱器４△の低湿側第１段予熱器４ａ
および高温側第２段予熱器４ｂで段階的に予熱され、蒸
発温度まで加熱（等圧加熱）された後、高温蒸発器３で
等圧加熱されて蒸気となり、高温タービン５を回転させ
てタービン発電様１３ａを駆動さじる。高温タービン５
で等エントロピ膨張して仕事をしたタービン排気は、高
４凝縮器６で水または空気の冷却流体により冷却（等圧
または等温冷却）されて凝縮され、凝縮された高温用動
作媒体Ｂは媒体ポンプ（図示せず）により、等エントロ
ピ圧縮を受けて第１段低温予熱器４ａに案内され、１つ
の高温側ランキンサイクル２Ａが終了する。
高温側ランキンサイクル２Ａに熱を与えた熱源流体Ａは
、低温側ランキンサイクル７Ａの低温蒸発器８および低
温予熱器９に案内され、ここで低温側動作媒体Ｃと熱交
換される。低温用動作媒体Ｃは、高温側ランキンサイク
ル２△と同様、低温予熱器９および低温蒸発器８で加熱
されて蒸発し、この蒸気が低温タービン１０を回転さ往
てタービン発電！ｆｉ１３ｂを駆動させる。低温タービ
ン１０で仕事をした蒸気は、凝縮じて媒体ポンプにより
低温予熱器９に案内される。
、低温側ランキンサイクル７Ａの低温蒸発器８および低
温予熱器９に案内され、ここで低温側動作媒体Ｃと熱交
換される。低温用動作媒体Ｃは、高温側ランキンサイク
ル２△と同様、低温予熱器９および低温蒸発器８で加熱
されて蒸発し、この蒸気が低温タービン１０を回転さ往
てタービン発電！ｆｉ１３ｂを駆動させる。低温タービ
ン１０で仕事をした蒸気は、凝縮じて媒体ポンプにより
低温予熱器９に案内される。
この場合において、高温側ランキンサイクル２への高温
予熱器４Ａは低温側第１段予熱３４ａと高温側第２段予
熱器４ｂとに分けられており、熱源流体Ａは高温蒸発器
３で熱ｆｆ）Ｑｌ、高温予熱器４Ａの高温側第２段予熱
器４ｂで熱量０２ａの熱交換を行ない、熱源流体への温
度が”２ａまで下がり、このＴ２ａ２ａで、高温用動作
媒体Ｂとの熱交換を一旦中止し、熱源流体Ａを低温側ラ
ンキンサイクル７Ａの低温蒸発器８に案内する。熱源流
体Ａは低温蒸発器８で熱量０３’ 、低温予熱器９で熱
量０４′を低温用動作媒体Ｃにそれぞれ付与し、熱交換
を行なう。この熱交換により、熱源流体Ａは温度”２ｂ
まで低下するが、この温度’２ｂは、高温用動作媒体Ｂ
を高温側第２段予熱器４ｂの入口温度ｔ３にまで加熱す
るのに充分な温度である。しかして、低温側第１段予熱
器４ａで高温用動作媒体已に熱ａ Ｑ ２ ｂを与えて
熱交換を行ない、この高温用動作媒体Ｂを媒体凝縮温度
ｔ。から高温側第２段予熱器４ｂの入口温度ｔ３まで加
熱する。
予熱器４Ａは低温側第１段予熱３４ａと高温側第２段予
熱器４ｂとに分けられており、熱源流体Ａは高温蒸発器
３で熱ｆｆ）Ｑｌ、高温予熱器４Ａの高温側第２段予熱
器４ｂで熱量０２ａの熱交換を行ない、熱源流体への温
度が”２ａまで下がり、このＴ２ａ２ａで、高温用動作
媒体Ｂとの熱交換を一旦中止し、熱源流体Ａを低温側ラ
ンキンサイクル７Ａの低温蒸発器８に案内する。熱源流
体Ａは低温蒸発器８で熱量０３’ 、低温予熱器９で熱
量０４′を低温用動作媒体Ｃにそれぞれ付与し、熱交換
を行なう。この熱交換により、熱源流体Ａは温度”２ｂ
まで低下するが、この温度’２ｂは、高温用動作媒体Ｂ
を高温側第２段予熱器４ｂの入口温度ｔ３にまで加熱す
るのに充分な温度である。しかして、低温側第１段予熱
器４ａで高温用動作媒体已に熱ａ Ｑ ２ ｂを与えて
熱交換を行ない、この高温用動作媒体Ｂを媒体凝縮温度
ｔ。から高温側第２段予熱器４ｂの入口温度ｔ３まで加
熱する。
この結果、低温側ランキンサイクル７Ａ内を流れる低温
用動作媒体Ｃの蒸発温度ｔ１ａは第３図および第４図に
示した阜木彫デ」フルランＶンリイクルの低温用動作媒
体Ｃの蒸発温度し、より高くなる。
用動作媒体Ｃの蒸発温度ｔ１ａは第３図および第４図に
示した阜木彫デ」フルランＶンリイクルの低温用動作媒
体Ｃの蒸発温度し、より高くなる。
したがって、デュアルランキンサイクルへの熱源流体Ａ
の入口温度Ｔ１と出口温度Ｔ３とが駐木彫デュアルラン
キンサイクルと相違しな（Ｊれば、第２図に示す交換熱
量Ｑの合計（Ｑ ＋０２．＋Ｑ ′＋Ｑ ′＋０２．
）は第４図に示す交換熱唱の合計（Ｑ１＋Ｑ２ ＋Ｑ３
＋Ｑ４ ）に等しくなる。
の入口温度Ｔ１と出口温度Ｔ３とが駐木彫デュアルラン
キンサイクルと相違しな（Ｊれば、第２図に示す交換熱
量Ｑの合計（Ｑ ＋０２．＋Ｑ ′＋Ｑ ′＋０２．
）は第４図に示す交換熱唱の合計（Ｑ１＋Ｑ２ ＋Ｑ３
＋Ｑ４ ）に等しくなる。
この場合、高温用！ＩＩＩＩ作媒体Ｂが１ｑる熱量も変
化がないから、 Ｑ１＋Ｑ２．＋Ｑ２ｂ−Ｑ１＋Ｑ２′ｃあり、また、低
温用動作媒体Ｃが得る熱量も差がないので、Ｑ ’＋
Ｑ ’＝Ｑ ＋０４である。
化がないから、 Ｑ１＋Ｑ２．＋Ｑ２ｂ−Ｑ１＋Ｑ２′ｃあり、また、低
温用動作媒体Ｃが得る熱量も差がないので、Ｑ ’＋
Ｑ ’＝Ｑ ＋０４である。
しかも、本発明は基本形デュアルランキンサイクルに較
べて低温用動作媒体Ｃの蒸発１度がｔｌからｔｌａと高
くなっているので、低温用動作媒体Ｃの単位流量当りの
予熱に必要な熱量が増加する。
べて低温用動作媒体Ｃの蒸発１度がｔｌからｔｌａと高
くなっているので、低温用動作媒体Ｃの単位流量当りの
予熱に必要な熱量が増加する。
その結果、蒸発温度が上昇する。その際、然光量すなわ
ち低温タービン１０への流量は減少することどなるが、
蒸発温度の上昇による効果の方が大きく、低温タービン
１０の出力は増加する傾向にある。
ち低温タービン１０への流量は減少することどなるが、
蒸発温度の上昇による効果の方が大きく、低温タービン
１０の出力は増加する傾向にある。
試算例によれば、本発明と基本形デュアルランキンサイ
クルにおける各部の温度（℃）は下表に示すようになる
。
クルにおける各部の温度（℃）は下表に示すようになる
。
低温タービン１０の出力は、低温用動作媒体Ｃの種類に
も依存するが、一般的には４０〜７０％程度増加し、デ
ュアルランキンサイクルプラント全体では基本形デュア
ルランキンサイクルより７〜９％程度の出力増加を図る
ことができる。
も依存するが、一般的には４０〜７０％程度増加し、デ
ュアルランキンサイクルプラント全体では基本形デュア
ルランキンサイクルより７〜９％程度の出力増加を図る
ことができる。
なお、一実施例の説明においては、熱源流体Ａのプラン
ト出口温度Ｔ３を不変ということで説明したが、出口温
度に河も制約がない場合には、この温度Ｔ３は低いほど
デュアルランキンサイクルプラントへの熱入力が大きく
なり、プラント出力は一般に増大する。本発明のデュア
ルランキンサイクルは高温予熱器を低温側第１段予熱器
と高記側第２段予熱器とに分けることにより、基本形デ
ュアルランキンサイクルに較べ、熱バランスの組み方自
由麿が大きく、第２段予熱器Ｊ３よび第２「９予熱器の
熱交換管の配管長さや管径を適宜設定することにより、
プラント出力を試σ値以上に増加さけることも可能とな
る。
ト出口温度Ｔ３を不変ということで説明したが、出口温
度に河も制約がない場合には、この温度Ｔ３は低いほど
デュアルランキンサイクルプラントへの熱入力が大きく
なり、プラント出力は一般に増大する。本発明のデュア
ルランキンサイクルは高温予熱器を低温側第１段予熱器
と高記側第２段予熱器とに分けることにより、基本形デ
ュアルランキンサイクルに較べ、熱バランスの組み方自
由麿が大きく、第２段予熱器Ｊ３よび第２「９予熱器の
熱交換管の配管長さや管径を適宜設定することにより、
プラント出力を試σ値以上に増加さけることも可能とな
る。
一方、第１図に示すデュアルラン１ンサイクルでは、高
温予熱器４Ａが第１段および第２段予熱器に区分され、
機器数が増大し、建設コストが上昇するような印象を与
えるが、実際には高調子熱器は、高温用動作媒体Ｂを媒
体凝縮温度ｔ。から蒸発温度ｔ２まで加熱する必要があ
り、単一・の熱交換器では熱変形や輸送制限上の問題か
ら困難であるため、複数台の熱交換器を設置し、段階的
に熱交換を行なっているから、建設コスト上の問題はな
い。しかし、高温予熱器の各熱交換器は配置が従来の基
本形デュアルランキンサイクルとは異なり、設計条件が
変化するため、伝熱面積がやや増加する等の変化が生ず
るが、高温予熱！４Ａの熱交換器の基数が倍増するわけ
ではなく、プラント出力の増加分に較べて建設コストの
上背を低く抑えることができる。
温予熱器４Ａが第１段および第２段予熱器に区分され、
機器数が増大し、建設コストが上昇するような印象を与
えるが、実際には高調子熱器は、高温用動作媒体Ｂを媒
体凝縮温度ｔ。から蒸発温度ｔ２まで加熱する必要があ
り、単一・の熱交換器では熱変形や輸送制限上の問題か
ら困難であるため、複数台の熱交換器を設置し、段階的
に熱交換を行なっているから、建設コスト上の問題はな
い。しかし、高温予熱器の各熱交換器は配置が従来の基
本形デュアルランキンサイクルとは異なり、設計条件が
変化するため、伝熱面積がやや増加する等の変化が生ず
るが、高温予熱！４Ａの熱交換器の基数が倍増するわけ
ではなく、プラント出力の増加分に較べて建設コストの
上背を低く抑えることができる。
以上に述べたように、本発明に係るデュアルランキンサ
イクルは、高温側ランキンサイクルの高温予熱器を低温
側の第１段予熱器と高温側の第２段予熱器とに区分し、
高温側第２段予熱器で高温用動作媒体を予熱した熱源流
体を低温側ランキンサイクルの低温蒸発器に案内したか
ら、デュアルランキンサイクルプラントの構成をほとん
ど変えることなく、低温側ランキンサイクルの調度条件
を改善することができ、低温側ランキンサイクル内を流
れる低温用動作媒体の蒸発温度を上背させ、プラント出
力を向上ざ「ることができる等の効果を奏する。
イクルは、高温側ランキンサイクルの高温予熱器を低温
側の第１段予熱器と高温側の第２段予熱器とに区分し、
高温側第２段予熱器で高温用動作媒体を予熱した熱源流
体を低温側ランキンサイクルの低温蒸発器に案内したか
ら、デュアルランキンサイクルプラントの構成をほとん
ど変えることなく、低温側ランキンサイクルの調度条件
を改善することができ、低温側ランキンサイクル内を流
れる低温用動作媒体の蒸発温度を上背させ、プラント出
力を向上ざ「ることができる等の効果を奏する。
第１図は本発明に係るデュアルランキン１ナイクルの一
実施例を示す系統図、第２図は上記デュアルランキンサ
イクルにおける熱源流体と動作媒体との熱交換状態を示
ず成熱線図、第３図は従来の基本的なデュアルランキン
サイクルを示す系統図、第４図は第３図に示す基本形デ
ュアルランキンサイクルにおける熱源流体と動作媒体の
熱交換状態を示す成熱線図である。 １Ａ・・・熱源流体配管系、２Ａ・・・高温側ランキン
サイクル、３・・・高温蒸発器、４Ａ・・・高温予熱器
、４ａ・・・低温側第１段予熱器、４ｂ・・・高瀉側第
２段予熱器、５・・・高温タービン、６・・・高温凝縮
器、７Ａ・・・低温側ランキンサイクル、８・・・低温
蒸発器、９・・・低温予熱器、１０・・・低温タービン
、１１・・・低温凝縮器、Ａ・・−熱源流体、Ｂ・・・
高温用動作媒体、Ｃ・・・低温用動作媒体。 ヒ − ４７− □ −＠ト
実施例を示す系統図、第２図は上記デュアルランキンサ
イクルにおける熱源流体と動作媒体との熱交換状態を示
ず成熱線図、第３図は従来の基本的なデュアルランキン
サイクルを示す系統図、第４図は第３図に示す基本形デ
ュアルランキンサイクルにおける熱源流体と動作媒体の
熱交換状態を示す成熱線図である。 １Ａ・・・熱源流体配管系、２Ａ・・・高温側ランキン
サイクル、３・・・高温蒸発器、４Ａ・・・高温予熱器
、４ａ・・・低温側第１段予熱器、４ｂ・・・高瀉側第
２段予熱器、５・・・高温タービン、６・・・高温凝縮
器、７Ａ・・・低温側ランキンサイクル、８・・・低温
蒸発器、９・・・低温予熱器、１０・・・低温タービン
、１１・・・低温凝縮器、Ａ・・−熱源流体、Ｂ・・・
高温用動作媒体、Ｃ・・・低温用動作媒体。 ヒ − ４７− □ −＠ト
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、高温蒸発器および高温予熱器を備えた高温側ランキ
ンサイクルと、低温蒸発器および低温予熱器を備えた低
温側ランキンサイクルとを有するデュアルランキンサイ
クルにおいて、前記高温予熱器を低温側の第１段予熱器
と高温側の第２段予熱器とに区分し、高温側第１段予熱
器で高温用動作媒体を予熱した熱源流体を低温側ランキ
ンサイクルの低温蒸発器に案内したことを特徴とするデ
ュアルランキンサイクル。 ２、高温蒸発器、高温側第２段予熱器、低温蒸発器、低
温予熱器および低温側第１段予熱器を順次接続して熱源
流体配管系を構成した特許請求の範囲第１項に記載のデ
ュアルランキンサイクル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25450684A JPS61132710A (ja) | 1984-11-30 | 1984-11-30 | デユアルランキンサイクル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25450684A JPS61132710A (ja) | 1984-11-30 | 1984-11-30 | デユアルランキンサイクル |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61132710A true JPS61132710A (ja) | 1986-06-20 |
Family
ID=17265998
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25450684A Pending JPS61132710A (ja) | 1984-11-30 | 1984-11-30 | デユアルランキンサイクル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61132710A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009056341A3 (de) * | 2007-11-02 | 2010-08-12 | GMK Gesellschaft für Motoren und Kraftanlagen mbH | Vorrichtung zur energieerzeugung |
| JP2012149541A (ja) * | 2011-01-17 | 2012-08-09 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 排熱回収発電装置および船舶 |
| CN103850734A (zh) * | 2012-12-04 | 2014-06-11 | 株式会社神户制钢所 | 旋转机驱动系统 |
| US9046006B2 (en) | 2010-06-21 | 2015-06-02 | Paccar Inc | Dual cycle rankine waste heat recovery cycle |
| CN104832232A (zh) * | 2015-05-13 | 2015-08-12 | 辽宁工程技术大学 | 一种梯级换热有机朗肯循环发电系统及其发电方法 |
| CN105443175A (zh) * | 2016-01-07 | 2016-03-30 | 上海维尔泰克螺杆机械有限公司 | 串级式有机朗肯循环系统 |
| WO2018173519A1 (ja) * | 2017-03-24 | 2018-09-27 | 株式会社Ihi | バイナリ発電システム |
-
1984
- 1984-11-30 JP JP25450684A patent/JPS61132710A/ja active Pending
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2217793B1 (de) | 2007-11-02 | 2018-03-21 | GMK Gesellschaft für Motoren und Kraftanlagen mbH | Vorrichtung zur energieerzeugung |
| WO2009056341A3 (de) * | 2007-11-02 | 2010-08-12 | GMK Gesellschaft für Motoren und Kraftanlagen mbH | Vorrichtung zur energieerzeugung |
| DE202008018661U1 (de) | 2007-11-02 | 2018-01-23 | GMK Gesellschaft für Motoren und Kraftanlagen mbH | Vorrichtung zur Energieerzeugung |
| US9046006B2 (en) | 2010-06-21 | 2015-06-02 | Paccar Inc | Dual cycle rankine waste heat recovery cycle |
| JP2012149541A (ja) * | 2011-01-17 | 2012-08-09 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 排熱回収発電装置および船舶 |
| CN103850734A (zh) * | 2012-12-04 | 2014-06-11 | 株式会社神户制钢所 | 旋转机驱动系统 |
| CN103850734B (zh) * | 2012-12-04 | 2015-06-10 | 株式会社神户制钢所 | 旋转机驱动系统 |
| CN104832232A (zh) * | 2015-05-13 | 2015-08-12 | 辽宁工程技术大学 | 一种梯级换热有机朗肯循环发电系统及其发电方法 |
| CN105443175A (zh) * | 2016-01-07 | 2016-03-30 | 上海维尔泰克螺杆机械有限公司 | 串级式有机朗肯循环系统 |
| WO2018173519A1 (ja) * | 2017-03-24 | 2018-09-27 | 株式会社Ihi | バイナリ発電システム |
| JP2018162671A (ja) * | 2017-03-24 | 2018-10-18 | 株式会社Ihi | バイナリ発電システム |
| AU2018237230B2 (en) * | 2017-03-24 | 2020-05-28 | Ihi Corporation | Binary power generation system |
| US10830217B2 (en) | 2017-03-24 | 2020-11-10 | Ihi Corporation | Binary power generation system |
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