JP2017072124A - Exhaust heat recovery system - Google Patents
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Abstract
【課題】発電システムのエネルギ利用率を向上させる事が可能な排熱回収システムを提供する。【解決手段】一の実施形態によれば、排熱回収システムは、発電システムの排熱を回収する。発電システムは、第1熱源流体と、前記第1熱源流体の熱により加熱された第2熱源流体と、作動流体の内の少なくとも前記作動流体を搬送する流体流路と、前記作動流体を膨張させて回転駆動する膨張機と、前記作動流体を凝縮させる凝縮器とを具備する。排熱回収システムは、前記凝縮器に水を供給し、前記凝縮器内で前記作動流体を前記水により冷却し、前記凝縮器から排出された第1温度の前記水を搬送する水流路を具備する。排熱回収システムはさらに、前記水流路からの前記水を前記第1熱源流体、前記第2熱源流体、または前記作動流体を用いて加熱して、温水として使用される第2温度の前記水を製造するまたは蒸気を製造する加熱器を具備する。【選択図】図1An exhaust heat recovery system capable of improving the energy utilization rate of a power generation system is provided. According to one embodiment, an exhaust heat recovery system recovers exhaust heat of a power generation system. The power generation system includes: a first heat source fluid; a second heat source fluid heated by the heat of the first heat source fluid; a fluid flow path that conveys at least the working fluid of the working fluid; and the working fluid is expanded. And an expander that is rotationally driven, and a condenser that condenses the working fluid. The exhaust heat recovery system includes a water flow path that supplies water to the condenser, cools the working fluid with the water in the condenser, and transports the water at a first temperature discharged from the condenser. To do. The exhaust heat recovery system further heats the water from the water flow path using the first heat source fluid, the second heat source fluid, or the working fluid, and the water at a second temperature used as hot water. A heater for producing or producing steam is provided. [Selection] Figure 1
Description
本発明の実施形態は、排熱回収システムに関する。 Embodiments described herein relate generally to an exhaust heat recovery system.
図25は、従来の発電システムの構成の第1の例を示す模式図である。 FIG. 25 is a schematic diagram illustrating a first example of a configuration of a conventional power generation system.
図25の発電システムは、熱源流体加熱器1と、熱源流体ポンプ2と、熱源流体流路3と、蒸発器4と、作動流体ポンプ5と、作動流体流路6と、膨張機7と、発電機8と、凝縮器9と、冷却水ポンプ11と、冷却水流路12と、冷却塔13と、ブロワ14と、大気導入部15とを具備している。
The power generation system of FIG. 25 includes a heat
熱源流体は、熱源流体ポンプ2により熱源流体流路3を介して搬送され、熱源流体加熱器1により加熱される。熱源流体加熱器1の例は、木質チップ等のバイオマス燃料を燃焼させる小型バイオマスボイラであり、熱源流体の例は、気体または液体の水である。この場合、熱源流体加熱器1は、バイオマス燃料を燃焼させて発生させた燃焼排ガスにより液体の水を加熱し、液体の水を気体の水(蒸気)に変化させる。熱源流体加熱器1の別の例は、太陽熱集熱器であり、この場合の熱源流体の例は、熱媒油である。さらに、熱源流体加熱器1の別の例は、工場排熱等を回収する排熱回収器であり、この場合の熱源流体の例は、水である。熱源流体加熱器1から排出された熱源流体は、蒸発器4に流入し、蒸発器4内の作動流体を加熱する事で温度低下する。熱源流体は、熱源流体流路3を介して熱源流体加熱器1と蒸発器4との間を循環する。
The heat source fluid is conveyed by the heat
液体の作動流体は、作動流体ポンプ5により作動流体流路6を介して搬送され、蒸発器4により加熱され、気体の作動流体に変化する。即ち、作動流体が蒸発する。作動流体の例は、フロン等の低沸点媒体である。蒸発器4から排出された作動流体は、膨張機7に流入し、膨張機7内で膨張し、膨張機7の回転軸を駆動させる。膨張器7の例は、タービンである。膨張機7の回転軸は発電機8に接続されており、回転軸の軸動力を用いて発電機8が発電する。作動流体は、その圧力及び温度が膨張器7内で低下し、膨張機7から排出され、凝縮器9に流入する。凝縮器9に流入した作動流体は、凝縮器9内の冷却水により冷却され、液体の作動流体に変化する。即ち、作動流体が凝縮する。作動流体は、作動流体流路6を介して蒸発器4、膨張機7、及び凝縮器9の間を循環する。
The liquid working fluid is conveyed by the working
冷却水は、冷却水ポンプ11により冷却水流路12を介して搬送され、凝縮器9内で作動流体の凝縮熱により加熱される。凝縮器9から排出された冷却水は、冷却塔13内の大気により冷却される。冷却水は、冷却水流路12を介して凝縮器9と冷却塔13との間を循環する。
The cooling water is conveyed by the
ブロワ14は、大気導入部15から導入された大気を冷却塔13に搬送する。この大気は、冷却水が吸収した凝縮熱により冷却塔13内で加熱される。よって、作動流体の凝縮熱は、冷却水を介して大気に与えられ、大気により外部へ放出される。
The
なお、作動流体が循環するサイクルは、ランキンサイクルである。図25の発電システムは、熱源流体と作動流体の2種類の熱媒体を用いているので、バイナリタービンシステムと呼ばれる。 The cycle in which the working fluid circulates is the Rankine cycle. The power generation system in FIG. 25 is called a binary turbine system because it uses two types of heat media, a heat source fluid and a working fluid.
図26は、従来の発電システムの構成の第2の例を示す模式図である。図26では、図25に示す構成要素と同一または類似の構成要素には同一の符号を付し、図25の説明と重複する説明は省略する(後述する第3及び第4の例でも同様)。 FIG. 26 is a schematic diagram illustrating a second example of a configuration of a conventional power generation system. In FIG. 26, the same or similar components as those shown in FIG. 25 are denoted by the same reference numerals, and the description overlapping with the description of FIG. 25 is omitted (the same applies to the third and fourth examples described later). .
図26の発電システムは、図25に示す構成要素に加え、熱源流体加熱器21と、熱源流体ポンプ22と、熱源流体流路23とを具備している。図26の説明では、符号1〜3の構成要素を、第1の熱源流体加熱器1、第1の熱源流体ポンプ2、第1の熱源流体流路3と呼び、符号21〜23の構成要素を、第2の熱源流体加熱器21、第2の熱源流体ポンプ22、第2の熱源流体流路23と呼ぶ。また、第1の熱源流体流路3を介して搬送される熱源流体を第1熱源流体と呼び、第2の熱源流体流路23を介して搬送される熱源流体を第2熱源流体と呼ぶ。
The power generation system of FIG. 26 includes a heat
第1熱源流体は、第1の熱源流体ポンプ2により第1の熱源流体流路3を介して搬送され、第1の熱源流体加熱器1により加熱される。第1の熱源流体加熱器1から排出された第1熱源流体は、第2の熱源流体加熱器21に流入し、第2の熱源流体加熱器21内の第2熱源流体を加熱する事で温度低下する。第1熱源流体は、第1の熱源流体流路3を介して第1の熱源流体加熱器1と第2の熱源流体加熱器21との間を循環する。
The first heat source fluid is conveyed by the first heat
第2熱源流体は、第2の熱源流体ポンプ22により第2の熱源流体流路23を介して搬送され、第2の熱源流体加熱器21により加熱される。第2熱源流体の例は、熱媒油や水である。第2の熱源流体加熱器21から排出された第2熱源流体は、蒸発器4に流入し、蒸発器4内の作動流体を加熱する事で温度低下する。第2熱源流体は、第2の熱源流体流路23を介して第2の熱源流体加熱器21と蒸発器4との間を循環する。
The second heat source fluid is transported by the second heat
ここで、図25と図26の発電システムを比較する。 Here, the power generation systems of FIG. 25 and FIG. 26 will be compared.
図25では、熱源流体に含まれる成分によっては蒸発器4内に析出物が溜まっていくため、蒸発器4を頻繁に分解して清掃する必要がある。この場合、フロン等の低沸点媒体を含む作動流体流路6を分解する事になるので、分解は望ましくない。一方、図26では、蒸発器4ではなく第2の熱源流体加熱器21を分解して清掃する事になるので、作動流体流路6を分解する必要はない。
In FIG. 25, since deposits accumulate in the
図27は、従来の発電システムを説明するための補足図である。図27は、説明の便宜上、図25及び図26の発電システムの一部を同じ図面で示している。 FIG. 27 is a supplementary diagram for explaining a conventional power generation system. FIG. 27 shows a part of the power generation system of FIGS. 25 and 26 in the same drawing for convenience of explanation.
図25では、熱源流体が循環しているが、図27のように蒸発器4を通過するだけで循環しなくてもよい。この場合、熱源流体の例は、大地10から湧き出る温泉水であり、発電システムは熱源流体加熱器1を具備していない。熱源流体が温泉水の場合、図27の蒸発器4内に析出物が溜まりやすく、蒸発器4を頻繁に分解して清掃する必要がある。この際、この例では作動流体流路6を分解する事になる。
In FIG. 25, the heat source fluid circulates, but it does not need to circulate only by passing through the
同様に、図26では、第1熱源流体が循環しているが、図27のように第2の熱源流体加熱器21を通過するだけで循環しなくてもよい。この場合、第1熱源流体の例は、大地10から湧き出る温泉水であり、発電システムは第1の熱源流体加熱器1を具備していない。熱源流体が温泉水の場合、図27の第2の熱源流体加熱器21内に析出物が溜まりやすく、第2の熱源流体加熱器21を頻繁に分解して清掃する必要がある。この際、この例では作動流体流路6を分解する必要はない。
Similarly, in FIG. 26, the first heat source fluid circulates, but it does not need to circulate only by passing through the second heat
図28は、従来の発電システムの構成の第3の例を示す模式図である。 FIG. 28 is a schematic diagram showing a third example of the configuration of a conventional power generation system.
図28の発電システムは、図25に示す熱源流体加熱器1、熱源流体ポンプ2、熱源流体流路3、蒸発器4、及び作動流体ポンプ5を具備していない。図28の作動流体流路6を流れる作動流体の例は、地熱蒸気等の気体である。
The power generation system of FIG. 28 does not include the heat
気体の作動流体は、作動流体流路6から膨張機7に流入し、膨張機7の回転軸を駆動させる。発電機8は、この回転軸の軸動力を用いて発電する。作動流体はその後、膨張機7から作動流体流路6に排出され、凝縮器9に流入する。凝縮器9に流入した作動流体は、凝縮器9の冷却水により冷却され、液体の作動流体に変化し、地中に戻される。
The gaseous working fluid flows into the
図29は、従来の発電システムの構成の第4の例を示す模式図である。 FIG. 29 is a schematic diagram illustrating a fourth example of a configuration of a conventional power generation system.
図29の発電システムは、図25に示す熱源流体加熱器1、熱源流体ポンプ2、及び熱源流体流路3を具備していない。図29の蒸発器4の例は、木質チップ等のバイオマス燃料を燃焼させる小型バイオマスボイラであり、図29の作動流体流路6を流れる作動流体の例は、気体または液体の水である。この場合、蒸発器4は、バイオマス燃料を燃焼させて発生させた燃焼排ガスにより液体の水を加熱し、液体の水を気体の水(蒸気)に変化させる。蒸発器4の別の例は、太陽熱を集熱する太陽熱集熱器であり、この場合の作動流体の例は、気体または液体のフロンである。さらに、蒸発器4の別の例は、工場排熱等を回収する排熱回収器であり、この場合の作動流体の例は、気体または液体の水である。
The power generation system of FIG. 29 does not include the heat
液体の作動流体は、作動流体ポンプ5により作動流体流路6を介して搬送され、蒸発器4により加熱され、気体の作動流体に変化する。蒸発器4から排出された作動流体は、膨張機7に流入し、膨張機7の回転軸を駆動させる。発電機8は、この回転軸の軸動力を用いて発電する。作動流体はその後、膨張機7から排出され、凝縮器9に流入する。凝縮器9に流入した作動流体は、凝縮器9の冷却水により冷却され、液体の作動流体に変化する。作動流体は、作動流体流路6を介して蒸発器4、膨張機7、及び凝縮器9の間を循環する。
The liquid working fluid is conveyed by the working
温泉熱、太陽熱、小型バイオマスボイラ、工場排熱、地熱蒸気などを熱源とするタービン発電では、蒸発器4の前後の温度差が小さく、膨張機7の前後の圧力差が小さい。さらには、膨張機7が寸法的に小型であるために、発電システムの発電効率やエネルギ利用率が低い。
In turbine power generation using hot spring heat, solar heat, small biomass boiler, factory exhaust heat, geothermal steam, and the like as heat sources, the temperature difference before and after the
発電効率とは、蒸発器4が作動流体に与える熱エネルギと、発電機8が発生する電気エネルギとの比率である(第1、第2、及び第4の例を参照)。ただし、第3の例の発電効率は、作動流体が最初に有する熱エネルギと、発電機8が発生する電気エネルギとの比率とする。
The power generation efficiency is a ratio between the heat energy given to the working fluid by the
また、本明細書にてエネルギ利用率と呼称しているものは、熱源流体加熱器1が熱源流体に与える熱エネルギと、発電システムが利用するエネルギとの比率である(第1及び第2の例を参照)。ただし、第3の例のエネルギ利用率は、作動流体が最初に有する熱エネルギと、発電システムが利用するエネルギとの比率とする。また、第4の例のエネルギ利用率は、蒸発器4が作動流体に与える熱エネルギと、発電システムが利用するエネルギとの比率とする。発電システムが利用するエネルギの従来例は、発電機8が発生する電気エネルギである。
In addition, what is referred to as an energy utilization rate in this specification is a ratio between the heat energy that the heat source
例えば、第1〜第4の例の発電効率は10%以下であり、作動流体に与えられた熱エネルギの90%以上が、作動流体の凝縮熱として冷却水に放出される。しかしながら、凝縮熱を回収した冷却水の温度は低く、利用価値が低い。例えば、冷却水として水道水を用いて凝縮熱を回収した場合の冷却水の温度は30℃程度である。そのため、第1〜第4の例における作動流体の凝縮熱は捨てられている。 For example, the power generation efficiency of the first to fourth examples is 10% or less, and 90% or more of the thermal energy given to the working fluid is released to the cooling water as the heat of condensation of the working fluid. However, the temperature of the cooling water from which the heat of condensation has been recovered is low and its utility value is low. For example, the temperature of the cooling water when the heat of condensation is recovered using tap water as the cooling water is about 30 ° C. Therefore, the heat of condensation of the working fluid in the first to fourth examples is discarded.
例えば、図25の発電システム(第1の例)において、蒸発器4が作動流体に与える熱エネルギを100とすると、熱源流体加熱器1が熱源流体に与える熱エネルギは約100である。また、膨張機7の回転エネルギは約10であり、発電機8が発生する電気エネルギは約10である。ただし、ポンプ2、5、11やブロワ14の消費電力は無視する。よって、発電効率は約10%(10/100)となり、エネルギ利用率は約10%(10/100)となる。これは、図26、図28、図29の発電システム(第2〜第4の例)でも同様である。
For example, in the power generation system of FIG. 25 (first example), assuming that the heat energy given to the working fluid by the
このように、温泉熱、太陽熱、小型バイオマスボイラ、工場排熱、地熱蒸気などを熱源とするタービン発電では、エネルギの無駄が多い。そのため、発電システムのエネルギ利用率を向上させて、エネルギの無駄を低減する事が望ましい。 Thus, in turbine power generation using heat from hot spring heat, solar heat, small biomass boilers, factory exhaust heat, geothermal steam, etc., energy is wasted. Therefore, it is desirable to improve the energy utilization rate of the power generation system and reduce energy waste.
そこで、本発明は、発電システムのエネルギ利用率を向上させる事が可能な排熱回収システムを提供する事を課題とする。 Then, this invention makes it a subject to provide the waste heat recovery system which can improve the energy utilization factor of an electric power generation system.
一の実施形態によれば、排熱回収システムは、発電システムの排熱を回収する。前記発電システムは、第1熱源流体を搬送する第1熱源流体流路と、前記第1熱源流体の熱により加熱された第2熱源流体を搬送する第2熱源流体流路と、作動流体を搬送する作動流体流路の内の少なくとも前記作動流体流路を具備し、前記作動流体は、前記第1または第2熱源流体を用いて前記作動流体を蒸発させる蒸発器を介してまたは介さずに搬送される、流体流路を具備する。前記発電システムはさらに、前記作動流体を膨張させて回転駆動する膨張機と、前記膨張機の回転軸に接続された発電機と、前記作動流体を凝縮させる凝縮器とを具備する。前記排熱回収システムは、前記凝縮器に水を供給し、前記凝縮器内で前記作動流体を前記水により冷却し、前記凝縮器から排出された第1温度の前記水を搬送する水流路を具備する。前記排熱回収システムはさらに、前記水流路からの前記水を前記第1熱源流体、前記第2熱源流体、または前記作動流体を用いて加熱して、温水として使用される第2温度の前記水を製造するまたは蒸気を製造する加熱器を具備する。 According to one embodiment, the exhaust heat recovery system recovers the exhaust heat of the power generation system. The power generation system carries a first heat source fluid flow path for carrying a first heat source fluid, a second heat source fluid flow path for carrying a second heat source fluid heated by the heat of the first heat source fluid, and a working fluid. At least the working fluid flow path of the working fluid flow path, and the working fluid is conveyed via or without an evaporator that evaporates the working fluid using the first or second heat source fluid. A fluid flow path. The power generation system further includes an expander that expands and rotates the working fluid, a generator connected to a rotation shaft of the expander, and a condenser that condenses the working fluid. The exhaust heat recovery system supplies water to the condenser, cools the working fluid with the water in the condenser, and has a water flow path for transporting the water at the first temperature discharged from the condenser. It has. The exhaust heat recovery system further heats the water from the water flow path using the first heat source fluid, the second heat source fluid, or the working fluid, and the water at a second temperature used as hot water. Or a heater for producing steam.
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1〜図24及び図30では、図25〜図29に示す構成要素と同一または類似の構成要素には同一の符号を付し、図25〜図29の説明と重複する説明は省略する。 1 to 24 and 30, the same or similar components as those shown in FIGS. 25 to 29 are denoted by the same reference numerals, and the description overlapping with the description of FIGS. 25 to 29 is omitted.
(第1実施形態)
図1は、第1実施形態の発電システムの構成を示す模式図である。
(First embodiment)
Drawing 1 is a mimetic diagram showing the composition of the power generation system of a 1st embodiment.
図1の発電システムは、図25の発電システムと同様に、熱源流体加熱器1、熱源流体ポンプ2、熱源流体流路3、蒸発器4、作動流体ポンプ5、作動流体流路6、膨張機7、発電機8、及び凝縮器9を具備している。図1の発電システムはさらに、発電システムの排熱を回収する排熱回収システムを構成する加熱器31と、温水タンク32と、水ポンプ33と、水流路34とを具備している。
1 is the same as the power generation system of FIG. 25, the heat source
熱源流体(第1熱源流体)は、熱源流体ポンプ2により熱源流体流路3を介して搬送され、熱源流体加熱器1により加熱される。本実施形態の熱源流体は、非化石燃料の熱源から熱を獲得する熱源流体加熱器1内で加熱される。このような熱源流体加熱器1の例は、バイオマス燃料を熱源とする小型バイオマスボイラ、太陽熱を熱源とする太陽熱集熱器、工場排熱を熱源とする排熱回収器などである。なお、工場排熱そのものは一般に化石燃料から得られるが、この化石燃料は熱源流体加熱器1内ではなく熱源流体加熱器1外で燃焼される。よって、工場排熱も、非化石燃料の熱源に分類される。熱源流体加熱器1から排出された熱源流体は、蒸発器4に流入し、蒸発器4内の作動流体を加熱する事で温度低下する。
The heat source fluid (first heat source fluid) is conveyed by the heat source
なお、本実施形態の熱源流体は、図27に示すように、大地10から湧き出る温泉水としてもよい。この場合、図1の発電システムは、熱源流体加熱器1を具備していなくてもよい。本実施形態の熱源流体は、図25のように循環していてもよいし、図27のように循環していなくてもよい。これは、後述する第2〜第10実施形態でも同様である。
In addition, the heat source fluid of this embodiment is good also as the hot spring water which springs out from the
液体の作動流体は、作動流体ポンプ5により作動流体流路6を介して搬送され、蒸発器4により加熱され、気体の作動流体に相変化する。作動流体の例は、フロン等の低沸点媒体である。蒸発器4から排出された作動流体は、膨張機7に流入し、膨張機7内で膨張し、膨張機7の回転軸を駆動させる。膨張機7の回転軸は発電機8に接続されており、回転軸の軸動力を用いて発電機8が発電する。作動流体は、その圧力及び温度が膨張器7内で低下し、膨張機7から排出され、凝縮器9に流入する。凝縮器9に流入した作動流体は、凝縮器9内の水により冷却され、液体の作動流体に相変化する。
The liquid working fluid is conveyed by the working
この水は、水ポンプ33により水流路34を介して搬送され、凝縮器9内で作動流体の凝縮熱により加熱される。凝縮器9から排出された水は、水流路34を介して搬送され、加熱器31に供給される。
This water is conveyed by the
加熱器31は、熱源流体流路3に設けられている。加熱器31は、水流路34からの水を熱源流体流路3の熱源流体を用いて加熱して、温水として使用される水を製造する。温水は、水流路34を介して搬送され、温水タンク32に貯蔵される。本実施形態の加熱器31は、蒸発器4の下流を流れる熱源流体を用いて水を加熱する。蒸発器4から排出された熱源流体は、加熱器31に流入し、加熱器31内の水を加熱する事で温度低下する。熱源流体は、熱源流体流路3を介して熱源流体加熱器1、蒸発器4、及び加熱器31の間を循環する。
The
本実施形態では、凝縮器9で排出される凝縮熱を冷却塔13に与えずに、加熱器31で加熱される前の水に与える。この水の例は、水道水である。また、貯蔵された温水の温度は例えば、一般的に利用可能な温水温度とされる60℃である。この温水は、入浴施設やレストランの食器洗浄などに有効利用される。温水を病院のリネン洗濯に利用する場合には、温水を80℃まで加熱する事が望ましい。本実施形態では、外界に捨てられる熱はないので、エネルギ利用率は100%にまで向上する。
In the present embodiment, the heat of condensation discharged from the
ここで、水ポンプ33での水の温度を15℃、凝縮器9により加熱された水の温度を30℃、加熱器31により加熱された水の温度を60℃とする。30℃は第1温度の例であり、60℃は第2温度の例である。
Here, the temperature of the water in the
この場合、熱源流体加熱器1が熱源流体に与える熱エネルギを100とすると、発電機8が発生する電気エネルギ、凝縮器9が水に与える熱エネルギ、加熱器31が水に与える熱エネルギはそれぞれ、3.6、32.1、64.3である。よって、エネルギ利用率は100%((3.6+32.1+64.3)/100)となる。
In this case, assuming that the heat energy given to the heat source fluid by the heat source
図30は、第1実施形態の発電システムを説明するための補足図である。 FIG. 30 is a supplementary diagram for explaining the power generation system of the first embodiment.
図30の発電システムは、図1に示す構成要素に加え、冷却水ポンプ11と、冷却水流路12と、冷却塔13と、ブロワ14と、大気導入部15とを具備している。
The power generation system of FIG. 30 includes a cooling
図30では、水流路34の水を加熱器31のみで加熱し、凝縮器9では加熱しない。凝縮器9で排出される凝縮熱は、外界に捨てられる。この場合、上記の数値例によるエネルギ利用率は68%((3.6+64.3)/100)となる。
In FIG. 30, the water in the
以上のように、本実施形態の発電システムは、熱源流体流路3からの熱源流体を用いて第1温度の水を加熱して、温水として使用される第2温度の水を製造する。よって、本実施形態によれば、発電システムのエネルギ利用率を向上させる事が可能となる。
As described above, the power generation system of the present embodiment heats the first temperature water using the heat source fluid from the heat source
本実施形態は、熱源流体加熱器1内の熱源が高温熱源であっても適用可能だが、熱源流体加熱器1内の熱源がバイオマス燃料、太陽熱、工場排熱、温泉熱などの低温熱源の場合に効果的に適用可能である。また、本実施形態は、熱源が何であっても、蒸発器4の入口での熱源流体の温度が200℃以下である場合に効果的に適用可能である。これは、後述する第2〜第22実施形態でも同様である。理由は、熱源流体加熱器1内の熱源が低温熱源の場合には、発電効率がより低く、本実施形態を適用しない場合のエネルギ利用率が低いからである。本実施形態によれば、熱源流体加熱器1内の熱源が低温熱源の場合のエネルギ利用率を大きく向上させる事ができる。これは、後述する第2〜第22実施形態でも同様である。
This embodiment can be applied even if the heat source in the heat source
また、本実施形態の構成は、熱源流体流路3内での熱源流体の最高温度が200℃以下である場合に効果的に適用可能である。
The configuration of the present embodiment can be effectively applied when the maximum temperature of the heat source fluid in the heat source
また、加熱器31は、温水として使用される水を製造する代わりに、蒸気を製造してもよい。即ち、加熱器31は、液体の水を製造する代わりに、気体の水を製造してもよい。この場合、温水タンク32は例えば、蒸気を貯蔵、搬送、または利用する設備に置き換えられる。これは、後述する第2〜第22実施形態でも同様である(ただし、第4及び第20実施形態では、熱利用先37が例えば、蒸気を貯蔵、搬送、または利用する設備に置き換えられる)。
Moreover, the
(第2実施形態)
図2は、第2実施形態の発電システムの構成を示す模式図である。図2では、図1に示す構成要素と同一または類似の構成要素には同一の符号を付し、図1の説明と重複する説明は省略する。これは、後述する第2〜第10実施形態でも同様である。
(Second Embodiment)
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a configuration of a power generation system according to the second embodiment. In FIG. 2, the same or similar components as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description overlapping with the description of FIG. 1 is omitted. The same applies to second to tenth embodiments described later.
第1実施形態の加熱器31は、図1に示すように、蒸発器4の下流を流れる熱源流体を用いて水を加熱する。一方、第2実施形態の加熱器31は、図2に示すように、蒸発器4の上流を流れる熱源流体を用いて水を加熱する。
As shown in FIG. 1, the
本実施形態では、加熱器31の入口における熱源流体の温度が、蒸発器4の入口における熱源流体の温度より高い。よって、本実施形態によれば、水をより高温まで加熱しやすくなる。一方、第1実施形態によれば、より多くの割合の熱エネルギを発電機9による発電に利用する事が可能となる。
In the present embodiment, the temperature of the heat source fluid at the inlet of the
(第3実施形態)
図3は、第3実施形態の発電システムの構成を示す模式図である。
(Third embodiment)
Drawing 3 is a mimetic diagram showing the composition of the power generation system of a 3rd embodiment.
第1及び第2実施形態の蒸発器4と加熱器31は、図1及び図2に示すように、熱源流体の流れに対して直列に配置されている。一方、第3実施形態の蒸発器4と加熱器31は、図3に示すように、熱源流体の流れに対して並列に配置されている。
The
図3の熱源流体流路3は、蒸発器4が設けられた第1分岐流路35と、加熱器31が設けられた第2分岐流路36とに分岐している。第1及び第2分岐流路35、36は、第1地点P1で1本の流路L1から分岐しており、第2地点P2で1本の流路L1に合流している。
The heat source
本実施形態では、加熱器31の入口における熱源流体の温度が、蒸発器4の入口における熱源流体の温度と等しい。よって、本実施形態によれば、作動流体と水の両方を高温まで加熱しやすくなる。
In the present embodiment, the temperature of the heat source fluid at the inlet of the
(第4実施形態)
図4は、第4実施形態の発電システムの構成を示す模式図である。
(Fourth embodiment)
FIG. 4 is a schematic diagram showing the configuration of the power generation system of the fourth embodiment.
図4では、温水タンク32が熱利用先37に置き換えられており、水流路34が循環水流路38に置き換えられている。
In FIG. 4, the
本実施形態の水は、水ポンプ33により循環水流路38を介して搬送され、凝縮器9内で作動流体の凝縮熱により加熱される。凝縮器9から排出された水は、循環水流路38を介して搬送され、加熱器31に供給される。加熱器31は、熱源流体流路3からの熱源流体を用いてこの水を加熱して、温水として使用される水を製造する。温水は、循環水流路38を介して搬送され、熱利用先37に供給される。
The water of the present embodiment is conveyed by the
熱利用先37の例は、床暖房である。熱利用先37に供給された水は、熱利用先37で熱源として使用される事で温度低下する。熱利用先37から排出された水は、循環水流路38を介して搬送され、凝縮器9に再び供給される。このように、本実施形態の水は、循環水流路38を介して凝縮器9、加熱器31、及び熱利用先37の間を循環する。なお、温水の代わりに蒸気を熱利用先37に供給する場合には、熱利用先37の例はスチーム式暖房である。
An example of the
温水を入浴施設やレストランの食器洗浄に用いる場合には、温水は使い捨てとなる。一方、温水を床暖房に用いる場合には、温水は繰り返し使う事ができる。よって、本実施形態では、水を循環水流路38により循環させる事で、限られた量の水を繰り返し使用する事が可能となる。なお、熱利用先37は、床暖房やスチーム式暖房以外の設備でもよい。
When hot water is used for washing dishes in a bathing facility or restaurant, the hot water is disposable. On the other hand, when using warm water for floor heating, warm water can be used repeatedly. Therefore, in this embodiment, it is possible to repeatedly use a limited amount of water by circulating water through the circulating
(第5実施形態)
図5は、第5実施形態の発電システムの構成を示す模式図である。
(Fifth embodiment)
FIG. 5 is a schematic diagram showing the configuration of the power generation system of the fifth embodiment.
図5の熱源流体流路3は、蒸発器4が設けられた第1流路をバイパスする第1バイパス流路44と、加熱器31が設けられた第2流路をバイパスする第2バイパス流路48とを具備している。図5の熱源流体流路3には、複数個の弁41〜43、45〜47が設けられている。
The heat source
第1バイパス流路44は、第1地点P1で流路L1から分岐し、第3地点P3で流路L1に合流している。第1地点P1と第3地点P3との間の流路L1が、上記の第1流路である。弁41は、第1地点P1と蒸発器4との間の第1流路に設けられている。弁42は、蒸発器4と第3地点P3との間の第1流路に設けられている。弁43は、第1バイパス流路44に設けられている。
The first
第2バイパス流路48は、第4地点P4で流路L1から分岐し、第2地点P2で流路L1に合流している。第4地点P4と第2地点P2との間の流路L1が、上記の第2流路である。弁45は、第4地点P4と加熱器31との間の第2流路に設けられている。弁46は、加熱器31と第2地点P2との間の第2流路に設けられている。弁47は、第2バイパス流路48に設けられている。
The second
本実施形態では、発電と温水製造の両方を実施する際には、弁41、42、45、46を開き、弁43、47を閉じる。この場合、水は凝縮器9及び加熱器31で加熱され、高温の温水になる。
In the present embodiment, when performing both power generation and hot water production, the
また、発電のみを実施する際には、弁41、42、47を開き、弁43、45、46を閉じる。この場合、水は凝縮器9のみで加熱され、低温の温水になる。
Further, when only generating power, the
また、温水製造のみを実施する際には、弁43、45、46を開き、弁41、42、47を閉じる。この場合、水は加熱器31のみで加熱される。よって、この状況下で高温の温水を温度を下げないまま製造する場合には、温水の製造量が少なくなる。
When only hot water production is performed, the
以上のように、本実施形態によれば、第1及び第2バイパス流路44、48を用いる事で、発電及び温水製造に関する3種類の運転を選択する事が可能となる。なお、本実施形態では、発電システムに第1及び第2バイパス流路44、48の一方のみを設ける事で、2種類の運転を選択できるようにしてもよい。
As described above, according to the present embodiment, by using the first and second
(第6実施形態)
図6は、第6実施形態の発電システムの構成を示す模式図である。
(Sixth embodiment)
FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a configuration of a power generation system according to a sixth embodiment.
図6の発電システムは、図3に示す構成要素に加え、複数個の弁51〜54を具備している。弁51は、第1地点P1と蒸発器4との間の第1分岐流路35に設けられている。弁52は、蒸発器4と第2地点P2との間の第1分岐流路35に設けられている。弁53は、第1地点P1と加熱器31との間の第2分岐流路36に設けられている。弁54は、加熱器31と第2地点P2との間の第2分岐流路36に設けられている。
The power generation system of FIG. 6 includes a plurality of
本実施形態では、発電と温水製造の両方を実施する際には、弁51〜54を開く。この場合、水は凝縮器9及び加熱器31で加熱され、高温の温水になる。
In the present embodiment, the
また、発電のみを実施する際には、弁51、52を開き、弁53、54を閉じる。この場合、水は凝縮器9のみで加熱され、低温の温水になる。
Further, when only power generation is performed, the
また、温水製造のみを実施する際には、弁53、54を開き、弁51、52を閉じる。この場合、水は加熱器31のみで加熱される。よって、この状況下で高温の温水を温度を下げないまま製造する場合には、温水の製造量が少なくなる。
Moreover, when only warm water manufacture is implemented, the
以上のように、本実施形態によれば、第1及び第2分岐流路37、38を用いる事で、発電及び温水製造に関する3種類の運転を選択する事が可能となる。なお、本実施形態では、発電システムに弁51、52のペアと弁53、54のペアの一方のみを設ける事で、2種類の運転を選択できるようにしてもよい。
As described above, according to the present embodiment, it is possible to select three types of operations relating to power generation and hot water production by using the first and second
(第7実施形態)
図7は、第7実施形態の発電システムの構成を示す模式図である。
(Seventh embodiment)
FIG. 7 is a schematic diagram showing the configuration of the power generation system of the seventh embodiment.
図7の発電システムは、図1に示す構成要素に加え、熱源流体加熱器21と、熱源流体ポンプ22と、熱源流体流路23とを具備している。図7の説明では、図26の説明と同様に、符号1〜3の構成要素を、第1の熱源流体加熱器1、第1の熱源流体ポンプ2、第1の熱源流体流路3と呼び、符号21〜23の構成要素を、第2の熱源流体加熱器21、第2の熱源流体ポンプ22、第2の熱源流体流路23と呼ぶ。また、第1の熱源流体流路3を介して搬送される熱源流体を第1熱源流体と呼び、第2の熱源流体流路23を介して搬送される熱源流体を第2熱源流体と呼ぶ。
The power generation system of FIG. 7 includes a heat source
第1熱源流体は、第1の熱源流体ポンプ2により第1の熱源流体流路3を介して搬送され、第1の熱源流体加熱器1により加熱される。第1の熱源流体加熱器1から排出された第1熱源流体は、第2の熱源流体加熱器21に流入し、第2の熱源流体加熱器21内の第2熱源流体を加熱する事で温度低下する。
The first heat source fluid is conveyed by the first heat source
第2熱源流体は、第2の熱源流体ポンプ22により第2の熱源流体流路23を介して搬送され、第2の熱源流体加熱器21により加熱される。第2の熱源流体加熱器21から排出された第2熱源流体は、蒸発器4に流入し、蒸発器4内の作動流体を加熱する事で温度低下する。
The second heat source fluid is transported by the second heat source
液体の作動流体は、作動流体ポンプ5により作動流体流路6を介して搬送され、蒸発器4により加熱され、気体の作動流体に相変化する。作動流体の例は、フロン等の低沸点媒体である。蒸発器4から排出された作動流体は、膨張機7に流入し、膨張機7内で膨張し、膨張機7の回転軸を駆動させる。膨張機7の回転軸は発電機8に接続されており、回転軸の軸動力を用いて発電機8が発電する。作動流体は、その圧力及び温度が膨張器7内で低下し、膨張機7から排出され、凝縮器9に流入する。凝縮器9に流入した作動流体は、凝縮器9内の水により冷却され、液体の作動流体に相変化する。
The liquid working fluid is conveyed by the working
この水は、水ポンプ33により水流路34を介して搬送され、凝縮器9内で作動流体の凝縮熱により加熱される。凝縮器9から排出された水は、水流路34を介して搬送され、加熱器31に供給される。
This water is conveyed by the
本実施形態では、加熱器31は、第2の熱源流体流路23に設けられている。加熱器31は、水流路34からの水を第2熱源流体を用いて加熱して、温水として使用される水を製造する。温水は、水流路34を介して搬送され、温水タンク32に貯蔵される。本実施形態の加熱器31は、蒸発器4の下流を流れる第2熱源流体を用いて水を加熱する。蒸発器4から排出された第2熱源流体は、加熱器31に流入し、加熱器31内の水を加熱する事で温度低下する。第2熱源流体は、第2の熱源流体流路23を介して第2の熱源流体加熱器21、蒸発器4、及び加熱器31の間を循環する。
In the present embodiment, the
ここで、図1と図7の発電システムを比較する。 Here, the power generation system of FIG. 1 and FIG. 7 will be compared.
図1では、熱源流体に含まれる成分によっては蒸発器4や加熱器31内に析出物が溜まっていくため、蒸発器4や加熱器31を頻繁に分解して清掃する必要がある。この場合、フロン等の低沸点媒体を含む作動流体流路6や、入浴施設やレストランの食器洗浄に利用される水流路34を分解する事になるが、特に、作動流体流路6の分解は望ましくない。一方、図7では、蒸発器4や加熱器31ではなく第2の熱源流体加熱器21を分解して清掃する事になるので、作動流体流路6を分解する必要はない。
In FIG. 1, depending on the components contained in the heat source fluid, precipitates accumulate in the
以上のように、本実施形態の発電システムは、第2熱源流体を用いて第1温度の水を加熱して、温水として使用される第2温度の水を製造する。よって、本実施形態によれば、発電システムのエネルギ利用率を向上させる事が可能となる。 As described above, the power generation system of the present embodiment heats the first temperature water using the second heat source fluid to produce the second temperature water used as the hot water. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to improve the energy utilization rate of the power generation system.
なお、本実施形態の熱源流体加熱器21、熱源流体ポンプ22、熱源流体流路23、及び加熱器31は、第2〜第6実施形態のいずれかに適用してもよい。これは、後述する第8〜第10実施形態の熱源流体加熱器21、熱源流体ポンプ22、熱源流体流路23、及び加熱器31についても同様である。
In addition, you may apply the heat source
また、本実施形態の第2熱源流体は、第1熱源流体の熱により他の熱源流体を介さずに加熱されているが、第1熱源流体の熱により1種類以上の第3熱源流体を介して加熱されてもよい。即ち、本実施形態の第2熱源流体は、第1熱源流体の熱により直接的に加熱されてもよいし、第1熱源流体の熱により間接的に加熱されてもよい。これは、後述する第8〜第10実施形態でも同様である。 In addition, the second heat source fluid of the present embodiment is heated by the heat of the first heat source fluid without passing through another heat source fluid, but the heat of the first heat source fluid passes through one or more types of third heat source fluids. May be heated. That is, the second heat source fluid of this embodiment may be directly heated by the heat of the first heat source fluid or indirectly heated by the heat of the first heat source fluid. The same applies to the eighth to tenth embodiments described later.
また、本実施形態の第1熱源流体は、バイオマス燃料等の低温熱源の熱により他の熱源流体を介さずに加熱されているが、低温熱源の熱により1種類以上の第4熱源流体を介して加熱されてもよい。即ち、本実施形態の第1熱源流体は、低温熱源の熱により直接的に加熱されてもよいし、低温熱源の熱により間接的に加熱されてもよい。これは、後述する第8〜第10実施形態でも同様である。 Moreover, although the 1st heat source fluid of this embodiment is heated without passing through another heat source fluid with the heat of low-temperature heat sources, such as biomass fuel, it passes through one or more types of 4th heat source fluids with the heat of a low-temperature heat source. May be heated. That is, the first heat source fluid of this embodiment may be directly heated by the heat of the low-temperature heat source or indirectly heated by the heat of the low-temperature heat source. The same applies to the eighth to tenth embodiments described later.
また、本実施形態の構成は、第2の熱源流体流路23内での第2熱源流体の最高温度が例えば200℃以下である場合に効果的に適用可能である。
The configuration of the present embodiment can be effectively applied when the maximum temperature of the second heat source fluid in the second heat source
(第8実施形態)
図8は、第8実施形態の発電システムの構成を示す模式図である。図8では、図7に示す構成要素と同一または類似の構成要素には同一の符号を付し、図7の説明と重複する説明は省略する。これは、後述する第9及び第10実施形態でも同様である。
(Eighth embodiment)
FIG. 8 is a schematic diagram showing the configuration of the power generation system of the eighth embodiment. In FIG. 8, the same or similar components as those shown in FIG. 7 are denoted by the same reference numerals, and the description overlapping with the description of FIG. 7 is omitted. The same applies to the ninth and tenth embodiments described later.
本実施形態では、加熱器31は、第1の熱源流体流路3に設けられている。加熱器31は、水流路34からの水を第1熱源流体を用いて加熱して、温水として使用される水を製造する。温水は、水流路34を介して搬送され、温水タンク32に貯蔵される。本実施形態の加熱器31は、第2の熱源流体加熱器21の下流を流れる第1熱源流体を用いて水を加熱する。第2の熱源流体加熱器21から排出された第1熱源流体は、加熱器31に流入し、加熱器31内の水を加熱する事で温度低下する。第1熱源流体は、第1の熱源流体流路3を介して第1の熱源流体加熱器1、第2の熱源流体加熱器21、及び加熱器31の間を循環する。
In the present embodiment, the
第8実施形態の加熱器31の入口における第1熱源流体の温度は、第7実施形態の加熱器31の入口における第2熱源流体の温度より高い場合が多い。よって、第8実施形態によれば、水をより高温まで加熱しやすくなる。また、第8実施形態によれば、水流路34を分解して清掃する必要がない。一方、第7実施形態によれば、より多くの割合の熱エネルギを発電機9による発電に利用する事が可能となる。
The temperature of the first heat source fluid at the inlet of the
(第9実施形態)
図9は、第9実施形態の発電システムの構成を示す模式図である。
(Ninth embodiment)
FIG. 9 is a schematic diagram showing the configuration of the power generation system of the ninth embodiment.
第8実施形態の加熱器31は、図8に示すように、第2の熱源流体加熱器21の下流を流れる第1熱源流体を用いて水を加熱する。一方、第9実施形態の加熱器31は、図9に示すように、第2の熱源流体加熱器21の上流を流れる第1熱源流体を用いて水を加熱する。
As shown in FIG. 8, the
本実施形態では、加熱器31の入口における第1熱源流体の温度が、第2の熱源流体加熱器21の入口における第1熱源流体の温度より高い。よって、本実施形態によれば、水をより高温まで加熱しやすくなる。一方、第8実施形態によれば、より多くの割合の熱エネルギを発電機9による発電に利用する事が可能となる。
In the present embodiment, the temperature of the first heat source fluid at the inlet of the
図10は、第9実施形態の変形例の発電システムの構成を示す模式図である。 FIG. 10 is a schematic diagram illustrating a configuration of a power generation system according to a modification of the ninth embodiment.
第7実施形態の加熱器31は、図7に示すように、蒸発器4の下流を流れる第2熱源流体を用いて水を加熱する。一方、本変形例の加熱器31は、図10に示すように、蒸発器4の上流を流れる第2熱源流体を用いて水を加熱する。
As shown in FIG. 7, the
本変形例では、加熱器31の入口における第2熱源流体の温度が、蒸発器4の入口における第2熱源流体の温度より高い。よって、本変形例によれば、水をより高温まで加熱しやすくなる。また、本変形例によれば、水流路34を分解して清掃する必要がない。一方、第7実施形態によれば、より多くの割合の熱エネルギを発電機9による発電に利用する事が可能となる。
In this modification, the temperature of the second heat source fluid at the inlet of the
(第10実施形態)
図11は、第10実施形態の発電システムの構成を示す模式図である。
(10th Embodiment)
FIG. 11 is a schematic diagram illustrating a configuration of a power generation system according to the tenth embodiment.
図11の発電システムは、加熱器31の代わりに、第1及び第2加熱器31a、31bを具備している。第1加熱器31aは、第1の熱源流体流路3に設けられている。第2加熱器31bは、第2の熱源流体流路23に設けられている。第1及び第2加熱器31a、31bは、第1温度の水を加熱して、温水として使用される第2温度の水を製造する。
The power generation system of FIG. 11 includes first and
第1熱源流体は、第1の熱源流体ポンプ2により第1の熱源流体流路3を介して搬送され、第1の熱源流体加熱器1により加熱される。第1の熱源流体加熱器1から排出された第1熱源流体は、第2の熱源流体加熱器21に流入し、第2の熱源流体加熱器21内の第2熱源流体を加熱する事で温度低下する。
The first heat source fluid is conveyed by the first heat source
第2熱源流体は、第2の熱源流体ポンプ22により第2の熱源流体流路23を介して搬送され、第2の熱源流体加熱器21により加熱される。第2の熱源流体加熱器21から排出された第2熱源流体は、蒸発器4に流入し、蒸発器4内の作動流体を加熱する事で温度低下する。
The second heat source fluid is transported by the second heat source
液体の作動流体は、作動流体ポンプ5により作動流体流路6を介して搬送され、蒸発器4により加熱され、気体の作動流体に相変化する。作動流体の例は、フロン等の低沸点媒体である。蒸発器4から排出された作動流体は、膨張機7に流入し、膨張機7内で膨張し、膨張機7の回転軸を駆動させる。膨張機7の回転軸は発電機8に接続されており、回転軸の軸動力を用いて発電機8が発電する。作動流体は、その圧力及び温度が膨張器7内で低下し、膨張機7から排出され、凝縮器9に流入する。凝縮器9に流入した作動流体は、凝縮器9内の水により冷却され、液体の作動流体に相変化する。
The liquid working fluid is conveyed by the working
この水は、水ポンプ33により水流路34を介して搬送され、凝縮器9内で作動流体の凝縮熱により加熱される。凝縮器9から排出された水は、水流路34を介して搬送され、第2加熱器31bに供給される。凝縮器9の入口における水の温度は、例えば15℃である。凝縮器9の出口における水の温度は、例えば30℃である。30℃は、第1温度の例である。
This water is conveyed by the
第2加熱器31bは、水流路34からの水を第2熱源流体を用いて加熱する。第2加熱器31bにより加熱された水は、水流路34を介して搬送され、第1加熱器31aに供給される。第1加熱器31aは、第2加熱器31bの下流を流れる水を第1熱源流体を用いて加熱して、温水として使用される水を製造する。この温水の温度は、例えば60℃である。60℃は、第2温度の例である。温水は、水流路34を介して搬送され、温水タンク32に貯蔵される。
The
本実施形態の第1加熱器31aは、第2の熱源流体加熱器21の下流を流れる第1熱源流体を用いて水を加熱する。第2の熱源流体加熱器21から排出された第1熱源流体は、第1加熱器31aに流入し、第1加熱器31a内の水を加熱する事で温度低下する。第1熱源流体は、第1の熱源流体流路3を介して第1の熱源流体加熱器1、第2の熱源流体加熱器21、及び第1加熱器31aの間を循環する。
The
また、本実施形態の第2加熱器31bは、蒸発器4の下流を流れる第2熱源流体を用いて水を加熱する。蒸発器4から排出された第2熱源流体は、第2加熱器31bに流入し、第2加熱器31b内の水を加熱する事で温度低下する。第2熱源流体は、第2の熱源流体流路23を介して第2の熱源流体加熱器21、蒸発器4、及び第2加熱器31bの間を循環する。
Further, the
本実施形態では、第1加熱器31aが、第2加熱器31bにより加熱され、第2加熱器31bから流出する水を加熱する構成だが、第2加熱器31bが、第1加熱器31aにより加熱され、第1加熱器31aから流出する水を加熱する流れ順番の構成にしてもよい。第1加熱器31aの出口における第1熱源流体の温度が、第2加熱器31bの入口における第2熱源流体の温度より低い場合には、第1加熱器31aを第2加熱器31bの下流に配置する事が望ましい。また、本実施形態では、第1及び第2加熱器31a、31bが水の流れに対して直列に配置されているが、第1及び第2加熱器31a、31bが水の流れに対して並列に配置されていてもよい。
In the present embodiment, the
図12は、第10実施形態の変形例の発電システムの構成を示す模式図である。 FIG. 12 is a schematic diagram illustrating a configuration of a power generation system according to a modification of the tenth embodiment.
第10実施形態の第1加熱器31aは、図11に示すように、第2の熱源流体加熱器21の下流を流れる第1熱源流体を用いて水を加熱する。一方、本変形例の第1加熱器31aは、図12に示すように、第2の熱源流体加熱器21の上流を流れる第1熱源流体を用いて水を加熱する。
As shown in FIG. 11, the
また、第10実施形態の第2加熱器31bは、図11に示すように、蒸発器4の下流を流れる第2熱源流体を用いて水を加熱する。一方、本変形例の第1加熱器31aは、図12に示すように、蒸発器4の上流を流れる第2熱源流体を用いて水を加熱する。
Moreover, the
このように、第1加熱器31aは、第2の熱源流体加熱器21の下流に配置してもよいし、第2の熱源流体加熱器21の上流に配置してもよい。同様に、第2加熱器31bは、蒸発器4の下流に配置してもよいし、蒸発器4の上流に配置してもよい。また、第1及び第2加熱器31a、31bの一方を図11のように配置し、第1及び第2加熱器31a、31bの他方を図12のように配置してもよい。
Thus, the
本変形例では、第1加熱器31aが第2加熱器31bの下流を流れる水を加熱しているが、第2加熱器31bが第1加熱器31aの下流を流れる水を加熱してもよい。また、本変形例では、第1及び第2加熱器31a、31bが水の流れに対して直列に配置されているが、第1及び第2加熱器31a、31bが水の流れに対して並列に配置されていてもよい。
In the present modification, the
以上のように、本実施形態の発電システムは、加熱器31の代わりに、第1及び第2加熱器31a、31bを具備している。このような構成を採用する場合には、発電システム内の熱交換器の個数は増加するが、加熱流体と被加熱流体の温度差を小さく設計できる。具体的には、第1熱源流体と第2熱源流体との温度差や、第2熱源流体と作動流体との温度差を小さく設計できる。よって、本実施形態によれば、水をより高温まで加熱しやすくなる。
As described above, the power generation system of the present embodiment includes the first and
また、図11及び図12における第1及び第2加熱器31a、31bは、温水として使用される水を製造する代わりに、蒸気を製造してもよい。即ち、第1及び第2加熱器31a、31bは、液体の水を製造する代わりに、気体の水を製造してもよい。この場合、温水タンク32は例えば、蒸気を貯蔵、搬送、または利用する設備に置き換えられる。これは、後述する第12、第14、第16、第18、第20、第21、第22実施形態の第3及び第4加熱器31c、31dについても同様である(ただし、第20実施形態では、熱利用先37が例えば、蒸気を貯蔵、搬送、または利用する設備に置き換えられる)。
Moreover, the 1st and
(第11実施形態)
図13は、第11実施形態の発電システムの構成を示す模式図である。
(Eleventh embodiment)
FIG. 13 is a schematic diagram showing the configuration of the power generation system of the eleventh embodiment.
図1と図13とを比較してみると、図13の発電システムは、図1に示す熱源流体加熱器1、熱源流体ポンプ2、熱源流体流路3、蒸発器4、及び作動流体ポンプ5を具備していない。図13の作動流体流路6を流れる作動流体の例は、地熱蒸気等の気体である。
Comparing FIG. 1 with FIG. 13, the power generation system of FIG. 13 has the heat source
図13の作動流体流路6は、膨張機7や凝縮器9が設けられた第1流体流路61と、加熱器31が設けられた第2流体流路62とに分岐している。第1及び第2流体流路61、62は、第5地点P5で1本の流路L2から分岐している。作動流体流路6を流れる気体の作動流体は、第5地点P5で分流され、第1及び第2流体流路61、62に流入する。
The working
第1流体流路61に流入した作動流体は、膨張機7に導入され、膨張機7の回転軸を駆動させる。発電機8は、この回転軸の軸動力を用いて発電する。作動流体はその後、膨張機7から第1流体流路61に排出され、凝縮器9に流入する。凝縮器9に流入した作動流体は、水流路34からの水(冷却水)により冷却され、液体の作動流体に変化し、地中に戻される。
The working fluid that has flowed into the first
一方、第2流体流路62に流入した作動流体は、加熱器31に導入される。加熱器31は、水流路34からの水を第2流体流路62の作動流体を用いて加熱して、温水として使用される水を製造する。温水は、水流路34を介して搬送され、温水タンク32に貯蔵される。一方、第2流体流路62の作動流体は、加熱器31内で水を加熱する事で温度低下して凝縮流体となり、地中に戻される。なお、この作動流体は、全部が凝縮されてもよいし、一部のみが凝縮されてもよいし、まったく凝縮されなくてもよい(後述する第13、第15、第17実施形態でも同様)。
On the other hand, the working fluid that has flowed into the second
なお、第1流体流路61の流体は、膨張機7に導入され作動流体として使用されているが、第2流体流路62の流体は、作動流体として使用されていない。しかしながら、第2流体流路62の流体は第1流体流路61の流体と同じものであるから、本実施形態では、第1流体流路62の流体も、第1流体流路61の流体と同様に、作動流体と表記した。これは、後続の実施形態でも同様である。
The fluid in the
本実施形態によれば、蒸発器4を具備しない発電システムにも加熱器31を適用する事が可能となる。本実施形態の構成は、作動流体流路6内の作動流体の最高温度が200℃以下であると、発電量に対する凝縮熱の割合が大きくなり効果的である。
According to this embodiment, the
(第12実施形態)
図14は、第12実施形態の発電システムの構成を示す模式図である。
(Twelfth embodiment)
FIG. 14 is a schematic diagram illustrating a configuration of a power generation system according to a twelfth embodiment.
図14では、図13の加熱器31が、第3及び第4加熱器31c、31dに置き換えられている。第3加熱器31cは、第2流体流路62に設けられている。第4加熱器31dは、第2流体流路62において第3加熱器31cの下流に設けられている。
In FIG. 14, the
また、図14の水流路34は、凝縮器9が設けられた第1水流路63と、第4加熱器31dが設けられた第2水流路64とに分岐している。第1及び第2水流路63、64は、第6地点P6で1本の流路L3から分岐しており、第7地点P7で1本の流路L3に合流している。水流路34を流れる水は、第6地点P6で第1及び第2水流路63、64に分流され、第7地点P7で第1及び第2水流路63、64から合流している。第3加熱器31cは、合流後の流路L3(第3水流路)に設けられている。
Moreover, the
第1流体流路61に流入した作動流体は、膨張機7に導入され、膨張機7の回転軸を駆動させる。発電機8は、この回転軸の軸動力を用いて発電する。作動流体はその後、膨張機7から第1流体流路61に排出され、凝縮器9に流入する。凝縮器9に流入した作動流体は、第1水流路63からの水(冷却水)により冷却され、液体の作動流体に変化し、地中に戻される。
The working fluid that has flowed into the first
一方、第2流体流路62に流入した作動流体は、第3加熱器31cに導入され、次に第4加熱器31dに導入される。第4加熱器31dは、第2水流路64からの水を第2流体流路62の作動流体を用いて加熱する。凝縮器9から第1水流路63に排出された水と、第4加熱器31dから第2水流路64に排出された水は、第7地点P7で合流して、第3加熱器31cに導入される。第3加熱器31cは、この水を第2流体流路62の作動流体を用いて加熱して、温水として使用される水を製造する。温水は、水流路34を介して搬送され、温水タンク32に貯蔵される。一方、第2流体流路62の作動流体は、第3及び第4加熱器31c、31d内で水を加熱する事で温度低下して凝縮流体となり、地中に戻される。なお、この作動流体は、全部が凝縮されてもよいし、一部のみが凝縮されてもよいし、まったく凝縮されなくてもよい(後述する第14、第16、第18、第23、第24実施形態でも同様)。
On the other hand, the working fluid that has flowed into the second
第11実施形態では、加熱器31から排出された作動流体の温度が、凝縮器9から排出された水の温度より高い場合がある。この場合、この作動流体の保有熱量をさらに採熱する事が可能である。一方、本実施形態では、第3加熱器31cが作動流体の保有熱量を水により採熱し、第4加熱器31dがこの作動流体の保有熱量をより低温の水により採熱している。よって、本実施形態によれば、作動流体の保有熱量を充分に採熱する事が可能となる。
In the eleventh embodiment, the temperature of the working fluid discharged from the
(第13実施形態)
図15は、第13実施形態の発電システムの構成を示す模式図である。
(13th Embodiment)
FIG. 15 is a schematic diagram illustrating a configuration of a power generation system according to a thirteenth embodiment.
図1と図15とを比較してみると、図15の発電システムは、図1に示す熱源流体加熱器1、熱源流体ポンプ2、及び熱源流体流路3を具備していない。図15の蒸発器4の例は、バイオマス燃料を燃焼させる小型バイオマスボイラや、太陽熱を集熱する太陽熱集熱器や、工場排熱等を回収する排熱回収器である。作動流体の例は、気体または液体の水である。
Comparing FIG. 1 and FIG. 15, the power generation system of FIG. 15 does not include the heat source
図15の作動流体流路6は、膨張機7や凝縮器9が設けられた第1流体流路61と、加熱器31が設けられた第2流体流路62とに分岐している。第1及び第2流体流路61、62は、第5地点P5で1本の流路L2から分岐しており、第8地点P8で1本の流路L2に合流している。作動流体流路6を流れる作動流体は、第5地点P5で第1及び第2流体流路61、62に分流され、第8地点P8で第1及び第2流体流路61、62から合流している。蒸発器4や作動流体ポンプ5は、合流後の流路L2(第3流体流路66)に設けられている。また、第1流体流路61には作動流体ポンプ65が設けられている。
The working
液体の作動流体は、作動流体ポンプ5により作動流体流路6を介して搬送され、蒸発器4により加熱され、気体の作動流体に変化する。蒸発器4から排出された気体の作動流体は、第5地点P5で分流され、第1及び第2流体流路61、62に流入する。
The liquid working fluid is conveyed by the working
第1流体流路61に流入した作動流体は、膨張機7に導入され、膨張機7の回転軸を駆動させる。発電機8は、この回転軸の軸動力を用いて発電する。作動流体はその後、膨張機7から第1流体流路61に排出され、凝縮器9に流入する。凝縮器9に流入した作動流体は、水流路34からの水(冷却水)により冷却され、液体の作動流体に変化し、作動流体ポンプ65により第8地点P8に搬送される。
The working fluid that has flowed into the first
一方、第2流体流路62に流入した作動流体は、加熱器31に導入される。加熱器31は、水流路34からの水を第2流体流路62の作動流体を用いて加熱して、温水として使用される水を製造する。温水は、水流路34を介して搬送され、温水タンク32に貯蔵される。一方、第2流体流路62の作動流体は、加熱器31内で水を加熱する事で温度低下して凝縮流体となり、第8地点P8に排出される。
On the other hand, the working fluid that has flowed into the second
凝縮器9から第1流体流路61に排出された作動流体と、加熱器31から第2流体流路62に排出された作動流体は、第8地点P8で合流して、蒸発器4に導入される。このように、作動流体は、作動流体流路6を介して蒸発器4、膨張機7、凝縮器9、及び加熱器31の間を循環する。なお、作動流体ポンプ65は、第1流体流路61から第8地点P8に流入する作動流体の圧力と、第2流体流路62から第8地点P8に流入する作動流体の圧力とを等しくするまたは近付けるために必要に応じて設けられる。
The working fluid discharged from the
本実施形態によれば、熱源流体加熱器1を具備しない発電システムにも加熱器31を適用する事が可能となる。本実施形態は、蒸発器4内の熱源が高温熱源であっても適用可能だが、蒸発器4内の熱源がバイオマス燃料、太陽熱、工場排熱、温泉熱などの低温熱源の場合に効果的に適用可能である。これは、後述する第14、第17、第18実施形態でも同様である。理由は、蒸発器4内の熱源が低温熱源の場合には、発電効率がより低く、本実施形態を適用しない場合のエネルギ利用率が低いからである。
According to the present embodiment, the
本実施形態の構成は、作動流体流路6内での熱源流体の最高温度が例えば200℃以下である場合に効果的に適用可能である。
The configuration of the present embodiment is effectively applicable when the maximum temperature of the heat source fluid in the working
(第14実施形態)
図16は、第14実施形態の発電システムの構成を示す模式図である。
(14th Embodiment)
FIG. 16 is a schematic diagram illustrating a configuration of a power generation system according to a fourteenth embodiment.
図16では、図15の加熱器31が、第3及び第4加熱器31c、31dに置き換えられている。また、図16の水流路34は、凝縮器9が設けられた第1水流路63と、第4加熱器31dが設けられた第2水流路64とに分岐している。これらの構成は、図14に示す構成と同様である。
In FIG. 16, the
第13実施形態では、加熱器31から排出された作動流体の温度が、凝縮器9から排出された水の温度より高い場合がある。この場合、この作動流体の保有熱量をさらに採熱する事が可能である。一方、本実施形態では、第3加熱器31cが作動流体の保有熱量を水により採熱し、第4加熱器31dがこの作動流体の保有熱量をより低温の水により採熱している。よって、本実施形態によれば、作動流体の保有熱量を充分に採熱する事が可能となる。
In the thirteenth embodiment, the temperature of the working fluid discharged from the
(第15実施形態)
図17は、第15実施形態の発電システムの構成を示す模式図である。
(Fifteenth embodiment)
FIG. 17 is a schematic diagram showing the configuration of the power generation system of the fifteenth embodiment.
図13の作動流体流路6は、膨張機7や凝縮器9が設けられた第1流体流路61と、加熱器31が設けられた第2流体流路62とに分岐している。一方、図17の作動流体流路6は、膨張機7の排気口7aから排気(排出)された作動流体を搬送し、凝縮器9が設けられた第4流体流路67と、膨張機7の抽気口7bから抽気された作動流体を搬送し、加熱器31が設けられた第5流体流路68とを具備している。膨張機7の抽気口7bは、膨張機7の排気口7aより前段に設けられている。
The working
図17の第4及び第5流体流路67、68の構成や機能は、図13の第1及び第2流体流路61、62の構成や機能と同様である。よって、凝縮器9から排出された水が加熱器31内の作動流体により加熱され、温水が製造される。本実施形態によれば、蒸発器4を具備しない発電システムにも加熱器31を適用する事が可能となる。
The configuration and function of the fourth and fifth
膨張機7の抽気口7bにおける作動蒸気の温度や圧力は、膨張機7の入口における作動蒸気の温度や圧力より低くなる。本実施形態によれば、抽気口7bの位置を変更する事で加熱器31用の作動蒸気の温度や圧力を変更する事が可能となる。また、本実施形態によれば、第11実施形態に比べ、作動流体のエネルギをより多く発電に利用する事が可能となる。一方、第11実施形態によれば、膨張機7に抽気口7bを設けずに加熱器31を採用する事が可能となる。これは、前述した第12〜第14実施形態や、後述する第16〜第22実施形態でも同様である。
The temperature and pressure of the working steam at the
(第16実施形態)
図18は、第16実施形態の発電システムの構成を示す模式図である。
(Sixteenth embodiment)
FIG. 18 is a schematic diagram showing the configuration of the power generation system of the sixteenth embodiment.
図18では、図14の第1及び第2流体流路61、62が第4及び第5流体流路67、68に置き換えられている。よって、凝縮器9が第4流体流路67に設けられ、第3及び第4加熱器31c、31dが第5流体流路68に設けられている。
In FIG. 18, the first and second
本実施形態によれば、第3及び第4加熱器31c、31dにより作動流体の保有熱量を充分に採熱する事が可能となる。
According to the present embodiment, the retained heat amount of the working fluid can be sufficiently collected by the third and
(第17実施形態)
図19は、第17実施形態の発電システムの構成を示す模式図である。
(17th Embodiment)
FIG. 19 is a schematic diagram illustrating a configuration of a power generation system according to a seventeenth embodiment.
図19では、図15の第1及び第2流体流路61、62が第4及び第5流体流路67、68に置き換えられている。よって、凝縮器9が第4流体流路67に設けられ、加熱器31が第5流体流路68に設けられている。さらに、第4及び第5流体流路67、68が、第8地点P8で1本の流路L2に合流している。蒸発器4や作動流体ポンプ5は、合流後の流路L2(第6流体流路69)に設けられている。また、第4流体流路67には作動流体ポンプ65が設けられている。
In FIG. 19, the first and second
本実施形態によれば、熱源流体加熱器1を具備しない発電システムにも加熱器31を適用する事が可能となる。
According to the present embodiment, the
(第18実施形態)
図20は、第18実施形態の発電システムの構成を示す模式図である。
(Eighteenth embodiment)
FIG. 20 is a schematic diagram illustrating a configuration of a power generation system according to an eighteenth embodiment.
図20では、図16の第1及び第2流体流路61、62が第4及び第5流体流路67、68に置き換えられている。よって、凝縮器9が第4流体流路67に設けられ、第3及び第4加熱器31c、31dが第5流体流路68に設けられている。さらに、第4及び第5流体流路67、68が、第8地点P8で1本の流路L2に合流している。蒸発器4や作動流体ポンプ5は、合流後の流路L2(第6流体流路69)に設けられている。また、第4流体流路67には作動流体ポンプ65が設けられている。
In FIG. 20, the first and second
本実施形態によれば、第3及び第4加熱器31c、31dにより作動流体の保有熱量を充分に採熱する事が可能となる。
According to the present embodiment, the retained heat amount of the working fluid can be sufficiently collected by the third and
(第19実施形態)
図21は、第19実施形態の発電システムの構成を示す模式図である。
(Nineteenth embodiment)
FIG. 21 is a schematic diagram showing the configuration of the power generation system of the nineteenth embodiment.
図13の作動流体流路6は、第1及び第2流体流路61、62に分岐しており、第1流体流路61に膨張機7や凝縮器9が設けられ、第2流体流路62に加熱器31が設けられている。一方、図21の加熱器31は、分岐のない作動流体流路6において膨張機7の上流に設けられている。図21の加熱器31は、膨張機7の上流の作動流体を用いて水流路34の水を加熱し、作動流体を膨張機7へと排出する。
The working
第11実施形態では、加熱器31から排出された作動流体の温度が、凝縮器9から排出された水の温度より高い場合がある。この場合、この作動流体の保有熱量をさらに採熱する事が可能である。一方、本実施形態では、加熱器31が作動流体の保有熱量を所望量だけ採熱した後、この作動流体を膨張機7で使用して凝縮器9に排出している。よって、本実施形態によれば、作動流体の保有熱量を充分に採熱する事が可能となる。
In the eleventh embodiment, the temperature of the working fluid discharged from the
なお、本実施形態の加熱器31の配置は、第11実施形態だけでなく第13、第20、第21実施形態にも適用可能である。
In addition, arrangement | positioning of the
(第20実施形態)
図22は、第20実施形態の発電システムの構成を示す模式図である。
(20th embodiment)
FIG. 22 is a schematic diagram illustrating a configuration of a power generation system according to a twentieth embodiment.
図22では、図14の温水タンク32が熱利用先37に置き換えられ、図14の水流路34が循環水流路38に置き換えられている。熱利用先37と循環水流路38の詳細は、図4と同様である。
In FIG. 22, the
例えば、温水(または蒸気)の代わりに作動流体を熱利用先37に供給する事が考えられる。しかしながら、作動流体が地熱蒸気の場合には、作動流体が腐食性成分や土砂を含有する事が多い。この場合、作動流体から腐食性成分や土砂を取り除く等の対策が必要となる。一方、本実施形態によれば、作動流体の代わりに清浄な温水(または蒸気)を熱利用先37に供給する事で、このような対策を不要とする事が可能となる。
For example, a working fluid may be supplied to the
本実施形態によれば、第4実施形態と同様に、温水(または蒸気)を繰り返し使う事が可能となる。なお、本実施形態の熱利用先37及び循環水流路38は、第12実施形態だけでなく第11、第13〜第19、第21、第22実施形態にも適用可能である。
According to this embodiment, it is possible to repeatedly use hot water (or steam) as in the fourth embodiment. The
(第21実施形態)
図23は、第21実施形態の発電システムの構成を示す模式図である。
(21st Embodiment)
FIG. 23 is a schematic diagram illustrating a configuration of a power generation system according to a twenty-first embodiment.
図23の発電システムは、図14に示す構成要素に加えて、弁71〜76を具備している。弁71は、第1流体流路61において膨張機7の上流に設けられている。弁72は、第2流体流路62において第3加熱器31cの上流に設けられている。弁73は、第1水流路63において凝縮器9の上流に設けられている。弁74は、第2水流路64において第4加熱器31dの上流に設けられている。弁75は、第1流体流路61において凝縮器9の下流に設けられている。弁76は、第2流体流路62において第4加熱器31dの下流に設けられている。
The power generation system of FIG. 23 includes
発電システムで発電のみを実施する場合には、弁71、73、75を開き、弁72を閉じる。この際、弁74は閉じる事が望ましいが、弁76は開いても閉じてもよい。この場合、水流路34の水は凝縮器9のみにより加熱されるため、低温の温水となる。また、弁61の開度を調節する事で発電機8の発電量を調節する事ができ、弁63の開度を調節する事で水流路34の水の流量を調節する事ができる。
In the case where only power generation is performed in the power generation system, the
発電システムで温水製造のみを実施する場合には、弁72、74、76を開き、弁71を閉じる。この際、弁73は閉じる事が望ましいが、弁75は開いても閉じてもよい。この場合、弁74の開度を調節する事で水流路34の水の流量(即ち温水流量)を調節する事ができ、弁72の開度を調節する事で温水の温度や熱量を調節する事ができる。
When only hot water production is performed in the power generation system, the
発電システムで発電と温水製造の両方を実施する場合には、弁71〜76のすべてを開く。この場合、弁71〜74の開度を調節する事で、発電機8の発電量や、温水の流量、温度、熱量を調節する事ができる。
When the power generation system performs both power generation and hot water production, all the
なお、本実施形態では、弁74〜76は設置しなくてもよいが、流路管理のために設置する事が望ましい。
In this embodiment, the
以上のように、本実施形態によれば、弁71〜76により発電システムの3種類の運転を選択する事が可能となる。即ち、発電のみを実施するか、温水製造のみを実施するか、発電と温水製造の両方を実施するかを選択する事が可能となる。また、本実施形態によれば、発電機8の発電量や、温水の流量、温度、熱量を調節する事が可能となる。
As described above, according to the present embodiment, it is possible to select three types of operation of the power generation system by the
なお、本実施形態の弁71〜76は、第12実施形態だけでなく第11、第13、第14、第20実施形態にも適用可能である。
The
(第22実施形態)
図24は、第22実施形態の発電システムの構成を示す模式図である。
(Twenty-second embodiment)
FIG. 24 is a schematic diagram illustrating a configuration of a power generation system according to a twenty-second embodiment.
図24の発電システムは、図18に示す構成要素に加えて、弁73、74と弁77、78とを具備している。弁73は、上述のように、第1水流路63において凝縮器9の上流に設けられている。弁74は、上述のように、第2水流路64において第4加熱器31dの上流に設けられている。弁77は、第5流体流路68において第3加熱器31cの上流に設けられている。弁78は、第5流体流路68において第4加熱器31dの下流に設けられている。
The power generation system shown in FIG. 24 includes
発電システムで発電のみを実施する場合には、弁73を開き、弁77、78を閉じる。この際、弁74は閉じる事が望ましい。この場合、水流路34の水は凝縮器9のみにより加熱されるため、低温の温水となる。
When only power generation is performed in the power generation system, the
発電システムで発電と温水製造の両方を実施する場合において、温水製造を重視しない場合には、弁73、77、78を開き、弁74を閉じる。この場合、水流路34の水は、凝縮器9及び第3加熱器31cのみにより加熱される。
In the case where both power generation and hot water production are performed in the power generation system, when the hot water production is not emphasized, the
発電システムで発電と温水製造の両方を実施する場合において、温水製造を重視する場合には、弁73、74、77、78のすべてを開く。この場合、水流路34の水は、凝縮器9、第3加熱器31c、及び第4加熱器31dにより加熱される。
In the case where both power generation and hot water production are performed in the power generation system, all of the
なお、本実施形態では、弁73、74、78は設置しなくてもよいが、流路管理のために設置する事が望ましい。
In the present embodiment, the
以上のように、本実施形態によれば、弁73、74、77、78により発電システムの3種類の運転を選択する事が可能となる。また、本実施形態によれば、これらの弁により発電機8の発電量や、温水の流量、温度、熱量を調節する事が可能となる。
As described above, according to the present embodiment, the three types of operation of the power generation system can be selected by the
なお、本実施形態の弁73、74、77、78は、第16実施形態だけでなく第15、第17、第18実施形態にも適用可能である。
The
1:熱源流体加熱器、2:熱源流体ポンプ、3:熱源流体流路、
4:蒸発器、5:作動流体ポンプ、6:作動流体流路、
7:膨張機、7a:排気口、7b:抽気口、8:発電機、9:凝縮器、10:大地、
11:冷却水ポンプ、12:冷却水流路、13:冷却塔、
14:ブロワ、15:大気導入部、
21:熱源流体加熱器、22:熱源流体ポンプ、23:熱源流体流路、
31:加熱器、31a:第1加熱器、31b:第2加熱器、
31c:第3加熱器、31d:第4加熱器、32:温水タンク、
33:水ポンプ、34:水流路、35:第1分岐流路、36:第2分岐流路、
37:熱利用先、38:循環水流路、
41、42、43:弁、44:第1バイパス流路、
45、46、47:弁、48:第2バイパス流路、
51、52、53、54:弁、
61:第1流体流路、62:第2流体流路、63:第1水流路、64:第2水流路、
65:作動流体ポンプ、66:第3流体流路、
67:第4流体流路、68:第5流体流路、69:第6流体流路、
71、72、73、74、75、76、77、78:弁
1: heat source fluid heater, 2: heat source fluid pump, 3: heat source fluid flow path,
4: Evaporator, 5: Working fluid pump, 6: Working fluid flow path,
7: expander, 7a: exhaust port, 7b: extraction port, 8: generator, 9: condenser, 10: ground
11: Cooling water pump, 12: Cooling water flow path, 13: Cooling tower,
14: Blower, 15: Air introduction part,
21: Heat source fluid heater, 22: Heat source fluid pump, 23: Heat source fluid flow path,
31: heater, 31a: first heater, 31b: second heater,
31c: third heater, 31d: fourth heater, 32: hot water tank,
33: Water pump, 34: Water flow path, 35: First branch flow path, 36: Second branch flow path,
37: heat utilization destination, 38: circulating water flow path,
41, 42, 43: valve, 44: first bypass flow path,
45, 46, 47: valve, 48: second bypass flow path,
51, 52, 53, 54: valve,
61: First fluid channel, 62: Second fluid channel, 63: First water channel, 64: Second water channel,
65: Working fluid pump, 66: Third fluid flow path,
67: Fourth fluid channel, 68: Fifth fluid channel, 69: Sixth fluid channel,
71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78: Valve
Claims (20)
前記作動流体を膨張させて回転駆動する膨張機と、
前記膨張機の回転軸に接続された発電機と、
前記作動流体を凝縮させる凝縮器と、
を具備する発電システムの排熱を回収する排熱回収システムであって、
前記凝縮器に水を供給し、前記凝縮器内で前記作動流体を前記水により冷却し、前記凝縮器から排出された第1温度の前記水を搬送する水流路と、
前記水流路からの前記水を前記第1熱源流体、前記第2熱源流体、または前記作動流体を用いて加熱して、温水として使用される第2温度の前記水を製造するまたは蒸気を製造する加熱器と、
を具備する事を特徴とする排熱回収システム。 A first heat source fluid channel for conveying a first heat source fluid; a second heat source fluid channel for conveying a second heat source fluid heated by the heat of the first heat source fluid; and a working fluid channel for conveying a working fluid. A fluid flow comprising at least the working fluid flow path of the fluid, wherein the working fluid is conveyed through or without an evaporator that evaporates the working fluid using the first or second heat source fluid. Road,
An expander for expanding and rotating the working fluid;
A generator connected to the rotating shaft of the expander;
A condenser for condensing the working fluid;
An exhaust heat recovery system for recovering exhaust heat from a power generation system comprising:
A water flow path for supplying water to the condenser, cooling the working fluid with the water in the condenser, and transporting the water at a first temperature discharged from the condenser;
The water from the water flow path is heated using the first heat source fluid, the second heat source fluid, or the working fluid to produce the water at a second temperature used as hot water or produce steam. A heater,
An exhaust heat recovery system characterized by comprising:
前記加熱器は、前記熱源流体加熱器の下流または上流の前記第1熱源流体を用いて前記水を加熱する事を特徴とする、請求項1に記載の排熱回収システム。 The power generation system further includes a heat source fluid heater that heats the second heat source fluid with heat of the first heat source fluid,
The exhaust heat recovery system according to claim 1, wherein the heater heats the water using the first heat source fluid downstream or upstream of the heat source fluid heater.
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