JPS6229707A - 動力発生装置 - Google Patents

動力発生装置

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JPS6229707A
JPS6229707A JP16921185A JP16921185A JPS6229707A JP S6229707 A JPS6229707 A JP S6229707A JP 16921185 A JP16921185 A JP 16921185A JP 16921185 A JP16921185 A JP 16921185A JP S6229707 A JPS6229707 A JP S6229707A
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JP
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pressure
steam
hot water
mixed
steam turbine
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JP16921185A
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English (en)
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Kuniaki Kawamura
邦明 川村
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Mayekawa Manufacturing Co
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Mayekawa Manufacturing Co
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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、陸用、舶用エンジン等の排ガスエコノマイザ
ーより得られる廃熱を利用し、又は地熱#等の熱水を利
用して原a機を運転して動力を発生させる装「?に関づ
゛る。
〔従来の技術〕
従来、陸用、舶用デーピルエンジン等の排気ガスよりエ
コノマイザ−を経て蒸気発生を行い混圧蒸気タービンに
導入して動力発生を行う装置において、ボイラードラム
からの熱水を高圧フラッシャ−1低圧フラッシャ−に導
いて蒸気を発生させてこれを混圧蒸気タービンの中圧部
に夫々尋人するものがある。
すなわち、第3図の発電装置において、排ガスエコノマ
イザ−6において廃熱を利用して蒸気を発生さU、過熱
部10J、りの蒸気を混圧蒸気タービン2の高圧部に導
入する−・方、ボイラードラム7の熱水を減圧jf14
を介して高圧フラッジl/−16に導いてフラッジ:L
蒸気を発生させ、これを混圧蒸気タービン2の中圧部3
4に導入させ、次に高圧フラッシャ−16よりの熱水を
減圧弁15を介して低圧フラッジtp−17に導いて更
にフラッシュ蒸気を発生させ、これを中圧部35に導入
させている。
この場合、高圧フラッジ5y−16、低圧フラッシャ−
11にお“いては夫々圧力損失を生じ、圧力低下に基く
エネルギーは同等回収されない。
第3図の装置の前記圧力損失を回収するために、高圧フ
ラッジtシー1Gの代りに熱水膨張タービン1aを用い
ることが考えられる。このタービンは、米国で[バイフ
ェーズ1と呼ばれる別型の二相流タービンで第5図のよ
うな構造を有し、熱水が流入【コ36aから導入され、
水車タービンを回転させ1分離された蒸気は中央部の出
口31から排出され、また熱水は外縁部の流出口36b
から排出されるらのである。このタービンは完全フラッ
シュ型のbのではなく、内部で蒸気と熱水が分離して夫
々別個に排出されるものであり、また効率の悪い別型の
遠心型タービンである。
このタービンを用いると、第4図のような発電5A置が
得られる。この場合は、高圧フラッシャ−16に代えて
熱水膨張タービン1aが用いられるので、これが混圧蒸
気タービン2と直結される。ボイラードラム7からの熱
水は流量調整弁14aを介して熱水膨張タービン1aに
流入口36aから流入する。
中央の蒸気出口37からめ蒸気は混圧蒸気タービン2の
中圧部34に導入され、また外縁部の流出口36bから
排出された熱水は、減圧弁15を経て低圧フラッシャ−
17に導入され、減圧la1服して蒸気は混圧蒸気ター
ビン2の中圧部35に導入される。低圧フラッシャ−1
7の熱水はドレンタンク11に戻される。
この装置によれば、高圧フラッシャ−の圧力損失をなく
すことはできるが、前記のように熱水膨張タービンが遠
心型であり、効率が悪く、調速機が必要でコスト的にも
割高となる。
また、地熱水を利用して発電りる装置に第6図のような
ものがある。すなわら、第6図において、地熱月40か
らの熱水はボイラードラム7において熱水と蒸気とに分
れ、熱水は熱水管18から減圧弁14を介して高圧フラ
ッジ1y−16に導いてフラン」蒸気を発生させる。ボ
イラードラム7からの蒸気は蒸気管22を経て混圧蒸気
タービン2の高圧部に導入させ、高圧フラッシャー16
からの蒸気は混圧蒸気タービン2の中圧部34に尋人さ
せる。次に高圧フラッシャ−16よりの熱水を減圧弁1
5を介して低圧フラッジp−17に導いて更にフラッシ
ュ蒸気を発生させ、これを中圧部35に導入させている
低圧フラッジtz−17の熱水はポンプ13によりドレ
ンタンク11に導入させる。一方、混圧蒸気タービン2
からの初見は復水器5に流入し、次いでポンプ13によ
り復水はドレンタンク11に導入される。
ドレンタンク11の温水は還元井41から地中に戻され
る。
このような従来装置では、^圧フラッシャー16、低圧
フラッジp−17において夫々圧力損失を生じ、この圧
力低下に基くエネルギーは同等回収されない。
(発明が解決しようとする問題点) 本発明は、前記従来技術の諸欠点を解決し、圧力損失が
づくなく、発電効率のよい動力発生装置を得ることを目
的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明の動力発生装置は次の手段からなる。
ボイラードラム、混圧蒸気タービン、ボイラードラムの
蒸気を混圧蒸気タービンの高圧部にヒ)り蒸気管、ボイ
ラードラムの熱水を直接導入するスクリュー式二相流膨
脹機、スクリュー式二相流膨脹機から流出する気液混相
流を導入する気液分離器、気液弁at器において分離さ
れた蒸気を混圧蒸気タービンの中圧部に導く蒸気管、気
液力III器からの熱水ど混圧蒸気タービンの排気を凝
縮するコンデンサからの復水とを受入れるドレンタンク
を右し、スクリュー式二相流膨脹機を発電機に直結する
とともに、混圧蒸気タービンを減速機を介して発電機に
連結すること(第1の発明)。
また、本発明の動力発生装置は次の手段からなる。
予熱部、蒸発部および過熱部を有する排ガスエコノマイ
1アー、ボイラードラム、混圧蒸気タービン、ボイラー
ドラムの熱水を排ガスエコノマイザ−の蒸発部との間で
循環させる管、ボイラードラムからの蒸気を排ガスエコ
ノマイザ−の過熱部において過熱した後、混圧蒸気ター
ビンの高圧部に導く管、ボイラードラムの熱水をそのま
ま直接導入するスフ−リュ一式二相mmh機、スクリュ
一式二相流11i+jffHi幾においで動力発生を行
い流出する気液混相流を導入する気液分離器、気液分I
ll器において分離された蒸気を混圧蒸気タービンの中
圧部に導く管、気液分離器からの熱水と混圧蒸気タービ
ンの排気を凝縮するコンデンサからの復水とを排ガスエ
コノマイ+p−の予熱部に導く木管、排ガスエコノマイ
ザーの予熱部で予熱された熱水をボイラードラムに導く
管を右すること、スクリュ一式二相流膨W&機を発電機
に直結すること、混圧蒸気タービンを減速機を介して発
Ti機に連結すること(第2の発明)。
〔作用〕
ボイラードラム内の蒸気を混圧蒸気タービンの高圧部に
流入させ、ボイラードラム内の熱水をそのまま直接スク
リュ一式二相流iziに流入させて動力を発生させ、前
記膨張機から流出した気液混相流を気液分lIl器に導
いて蒸気と熱水とに分離し、蒸気を前記蒸気タービンの
中圧部に流入させ、高圧部に流入させた前記蒸気ととも
に動力を発生させ、前記蒸気タービンからの排気はコン
デンサに導いて冷却凝縮させ、この復水を前記弁111
V!hから流出刃る熱水とともにドレンタンクに導入し
、更にこれを還元片から地中に戻す。スクリュー式二相
流膨脹機を発電様に直結して駆動するとともに、混圧蒸
気タービンを減速機を介して発電機に連結して駆動する
(第1の発明)。
ボイラードラム内の熱水をIIガスエコノマイザ−に流
通させて過熱1”るとともに蒸気を発生させ、この蒸気
は過熱した上、混圧蒸気タービンの高圧部に流入させ、
一方ボイラードラム内の加熱された熱水はそのまま直接
スクリュ一式二相流WB服機に流入さUて動力発生させ
、前記膨張機から流出した気液混相流を気液弁#器に導
いて蒸気と熱水とに分離し、蒸気を前記蒸気タービンの
中圧部に流入させ、前記高圧部に流入させた蒸気ととも
に動力を発生させ、前記蒸気タービンからの排気はコン
デンサに導いて冷n1凝縮させ、この復水を前記弁mx
から流出する熱水とともに再び排ガスエコノマイザー内
に還流させる。スクリュ一式二相5!膨服機を発電機に
直結して駆動するとともに混圧蒸気タービンを減速機を
介して発電機に連結して駆動する(第2の発明)。
(実施例) 本発明の一実施例を11図により説明する。
内fM機U328は、給気29.排気30のように運転
されるが、32は11気エコノマイヴーであり、6は排
気エコノマイザーであって共にその廃熱が利用されるよ
うに構成されている。
予熱部8から熱水管21を経てボイラードラム7に還流
した熱水はポンプ13により管19を介してボイラード
ラム7と蒸発部9との間を循環し、蒸気を発生さ「る。
蒸気は一部が蒸気管20を経て負荷側熱供給用どして雑
用蒸気部12に供給され、他部は蒸気管21を経て過熱
部10に流入して過熱蒸気となった後、蒸気管22を経
て混圧蒸気タービン2の高圧部に流入する。一方、ボイ
ラードラム7内の熱水は熱水管18より流聞講整弁14
aを介してスクリュ一式二相流膨2機1に直接流入し、
膨張仕事を遂行して該膨張機1に直結された発fi g
133を回転させる。該膨張機1から紡出する気液混相
流は排出管23を経て気液分離器4に流入し、分離され
た蒸気は蒸気管24を経て泥圧蒸気タービン2の中H1
部34へ流入する。
一方、分離された熱水は熱水管25より減圧弁15を介
して低圧フラッシャー11に流入し、ここで分離した蒸
気は蒸気管38を経て混圧蒸気タービン2の中正部35
へ流入する。また分離した熱水はポンプ13により大気
圧のドレンタンク11に導入される。
前記のように、蒸気が流入した混圧蒸気タービン2は膨
張仕事をして回転力を得、適宜の減速機3を介して発電
機33を回転させる。混rt−蒸気タービン2から11
1出した蒸気は復水器5に流入し、冷u1水により凝縮
し、ホンブ13によりドレンタンク11に導入される。
箱用蒸気部12からの温水もドレンタンク11に導入さ
れる。
ドレンタンク11に導入された温水はポンプ13にり水
管26を経て内燃fM fll 28の掃気エコノマイ
5−32において排気タービン等の廃熱を吸収した後、
排ガスエコノマイ1F−6の予熱部8に流入して加熱さ
れ、熱水管21を経てボイラードラム7に還流する。こ
のにうに系は全部が蒸気密閏すイクルとして循環する。
前記のように、スクリュ一式二相流1km l1li 
tFl 1は熱水を直接導入し、−・つの出口から混相
流が排出し、これが気液分離器4に入り分離された蒸気
のみが泥圧蒸気タービン2に流入することになるから、
従来技術のような高圧フラッジP−を使用する必要がな
くなり、高圧フラッジII−による大きな圧力損失をな
くすることができ、しかも損失を動力に回収できる。
また、比較的広い範囲で高い効率を有するスクリュ一式
lit眼111により発電効率のよい動力発生vL置が
得られる。
本発明の他の実施例を第2図により説明1゛る。
第6図の従来技術のときと同一符号のものは同−a能の
ものであるのでその説明を省略する。
ボイラードラム7から熱水は熱水管18より流量調整弁
14aを介してスクリュ一式二相流膨慝機1に直接流入
し、膨張仕事を遂行して該11m@vs1に直結された
発電機33を回転させる。該膨1fi機1から排出され
る気液混相流は排出管23を経て気液分II器4に流入
し、分離された蒸気は蒸気管24を経て混圧蒸気タービ
ン2の中正部35へ流入する。一方、分離された熱水は
熱水管25より減圧弁15を介して低圧フラッジ?−1
1に流入する。
これにより圧力損失を動力を回収できることは第1図の
場合と同様である。
〔発明の効果〕
第4図に示す従来技術では、熱水1[タービンが遠心型
であるので、負荷変動に対して常に高い効率で運転する
ことは不可能であり、また液と蒸気とが夫々別個の出口
から流出する構造であるため、流体の保有するエネルギ
ーを1−分に能率よく回転力とすることができない。
これに対し、本発明のスクリュ一式二相流膨1&機は容
積型であるので、熱水を直接導入してlliil服を行
なっても、作動流体がガス体のみであっても、混相流、
液体であって−b同一般計の膨r#を機によりこれに対
応させることができ、したがって負荷変動や混相流自体
の変化があっても、膨y//i機の効率が余り低下する
ことがなく動力を回収することができる。そのため混相
流の変化や負荷変動に一1分呼応させることができる。
また本発明によれば、高)[の蒸気フラッシレを必要と
しないので圧力損失を著しく減少させることができる。
更に本発明によれ(よ、装rを全体してコンパクト小型
化することができるので舶用m111室において排ガス
の熱を動力回収するに適しており、全体の発電効率を向
上させることもできる。
また、本発明にJ:れば、地熱井から得られる熱水を利
用して前記と同様の諸効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図は本発明の異なる実施例のフローシー
トダイヤグラム、第3図、第4図は人々、5′シなる従
来技術のフローシートダイヤグラム、第5図は従来技術
である熱水膨張タービンの断面図、第6図tよ前記と賃
なる従来技術のノローシートダイA7グラムである。 1・・スクリュ一式二相流膨1[,2・・混圧蒸気ター
ビン、3・・減速様、4・気液弁!IMl器、5・・コ
ンデンサ−16・・(1[ガスエコノマイザ−17・・
ボイラードラl\、8・・予熱部、9・・蒸発部、10
・・過熱部、11・・ドレンタンク、19・・管、22
・・蒸気管、24・・蒸気管、2G・水管、27・・熱
水管、33・・発電機。 席2v 輩4g

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ボイラードラム、混圧蒸気タービン、ボイラード
    ラムの蒸気を混圧蒸気タービンの高圧部に導く蒸気管、
    ボイラードラムの熱水を直接導入するスクリュー式二相
    流膨脹機、スクリュー式二相流膨脹機から流出する気液
    混相流を導入する気液分離器、気液分離器において分離
    された蒸気を混圧蒸気タービンの中圧部に導く蒸気管、
    気液分離器からの熱水と混圧蒸気タービンの排気を凝縮
    するコンデンサからの復水とを受入れるドレンタンクを
    有し、スクリュー式二相流膨脹機を発電機に直結すると
    ともに、混圧蒸気タービンを減速機を介して発電機に連
    結したことを特徴とする動力発生装置。
  2. (2)ボイラードラムを地熱井に連結し、ドレンタンク
    を還元井に連結したことを特徴とする特許請求の範囲第
    1項記載の動力発生装置。
  3. (3)予熱部、蒸発部および過熱部を有する排ガスエコ
    ノマイザー、ボイラードラム、混圧蒸気タービン、ボイ
    ラードラムの熱水を排ガスエコノマイザーの蒸発部との
    間で循環させる管、ボイラードラムからの蒸気を排ガス
    エコノマイザーの過熱部において過熱した後、混圧蒸気
    タービンの高圧部に導く蒸気管、ボイラードラムの熱水
    を直接導入するスクリュー式二相流膨脹機、スクリュー
    式二相流膨脹機から流出する気液混相流を導入する気液
    分離器、気液分離器において分離された蒸気を混圧蒸気
    タービンの中圧部に導く蒸気管、気液分離器からの熱水
    と混圧蒸気タービンの排気を凝縮するコンデンサからの
    復水とを排ガスエコノマイザーの予熱部に導く水管、排
    ガスエコノマイザーの予熱部で予熱された熱水をボイラ
    ードラムに導く管を有し、スクリュー式二相流膨脹機を
    発電機に直結するとともに混圧蒸気タービンを減速機を
    介して発電機に連結したことを特徴とする動力発生装置
  4. (4)低圧フラッシャー、気液分離器の熱水を低圧フラ
    ッシャーに導く管、低圧フラッシャーの蒸気を混圧蒸気
    タービンの中圧部に導く管を有することを特徴とする特
    許請求の範囲第3項記載の動力発生装置。
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