JPH0135267B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は各種プラント或は工場から排出する低
温水の熱をボイラ給水系に設けた吸収式ヒートポ
ンプによつて収熱し、蒸気タービンプラント効率
の向上を図つた蒸気タービンプラントにおけるボ
イラの給水装置に関するものである。

各種プラント或は工場から排出される低温水、
例えば製銑設備における熱風弁を冷却している冷
却や工場から排出されるドレンは40゜〜50℃の低
温水（以下「熱源水」という。）であり、この熱
源水の熱はこれまでそのまま放熱されていた。即
ち、このような低温の熱源水の熱を収熱しようと
しても、これより温度レベルの低い収熱水のない
場合が多く、あつたとしても熱交換に必要な温度
差が十分取れず、そのため膨大な伝熱面を有する
熱交換器を必要とし、いきおい大型の熱交換器の
製作が必要となる。

従つて通常の熱交換器では収熱が不可能な場合
が多く、可能な場合でも大型熱交換器の製作コス
トと、熱源水よりの収熱効果との総合的な経済性
を考えた場合、経済的な効果が必ずしも期待でき
なかつた。しかしながら、たとえ低温であつて
も、熱源水の量が多いと、その総合熱量は膨大な
熱量となる。

本願発明者は、この様な実情を踏まえ、この膨
大な排熱を有効に利用すべく鋭意考究した結果、
本発明を開発するに至つたものであつて、本発明
の要旨とするところは、蒸気タービンプラントに
おけるボイラ給水管路２９に、脱気器１９とその
上流側に位置する吸収式ヒートポンプ２６とが設
けられ、そのヒートポンプ２６は、前記ボイラ給
水管路２９に直列に接続された吸収器用熱交換器
６および凝縮器用熱交換器７と、再生器用熱交換
器８と、前記蒸気タービンプラント系外の排出熱
源水供給源に接続される蒸発器用熱交換器５とを
内蔵し、蒸気タービン２２の蒸気出口に接続され
た蒸気分岐排出管３０が前記再生器用熱交換器８
に接続されている蒸気タービンプラントにおける
ボイラの給水装置にある。

次に本発明において用いられる吸収式ヒートポ
ンプの原理を説明する。第１図に示す吸収式ヒー
トポンプはその代表例であり、蒸発器１、吸収器
２、再生器３及び凝縮器４を内蔵し、いずれも多
数の管群からなる熱交換器を有し、装置全体は空
気を完全に排除して充分気密に保たれている。

まず、高度の真空状態になつている蒸発器１に
おいて、熱交換器５の管表面に冷媒散布装置９か
ら散布された冷媒は器内圧力に相当する蒸発温度
で蒸発し、その際に気化熱で熱交換器５の管内を
流れている被冷却冷媒、例えば冷水を冷却する。

また吸収器２においては、熱交換器６の管表面
に吸収液散布装置１０から散布された吸収液が管
内を流れている冷却水により冷却されながら流下
していて、蒸発器１内で蒸発した冷媒蒸気を吸収
器２内に速かに吸収する。吸収に際して発生する
吸収熱は熱交換器６の管内を通る冷却水に奪われ
る。冷媒蒸気を吸収した稀吸収液は吸収器２内の
下部の溜め１２に溜まる。

その溜め１２の稀吸収液は、ポンプ１３により
管路を通り熱交換器１１に送られて、昇温され、
更に再生器３内に導かれ、その再生器３内の熱交
換器８の管内を通る加熱冷媒により更に加熱昇温
されながら冷媒を蒸発分離し、濃縮されて溜め１
４に溜まる。この溜め１４の濃吸収液は熱交換器
１１を経て再び吸収液散布装置１０から吸収器２
の熱交換器６の管表面に散布される。つまり熱交
換器６では冷媒の蒸発熱と吸収液の保有熱とを管
内を通る冷却水が奪つて冷却水温度が上昇するの
である。

再生器３で蒸発した冷媒蒸気は、凝縮器４に導
かれて、その凝縮器４内の熱交換器７の管内を流
れている冷却水によつて冷媒蒸気の潜熱を奪われ
凝縮して溜め１５に溜まる。この溜め１５の冷媒
液は再び冷媒散布装置９から蒸発器１内の熱交換
器７の管表面に散布される。

そこで本発明は、蒸気タービンプラントにおけ
るボイラ給水管路に、脱気器１９よりも上流側に
おいて吸収式ヒートポンプを設け、その吸収式ヒ
ートポンプにおける再生器の熱源としてタービン
出口からの蒸気を利用し、ボイラ給水を前記吸収
式ヒートポンプの吸収器用熱交換器と凝縮器用熱
交換器に通すと共に、蒸発器用熱交換器には蒸気
タービンプラント系外の排出熱源水を通すことに
より、蒸発器で蒸発する冷媒蒸気を吸収器で高温
の吸収液が吸収する際に生じる吸収熱と、再生器
で吸収液から蒸発分離した冷媒蒸気を凝縮器で冷
媒液に凝縮せしめる収熱とでボイラ給水を予熱す
ることができるようにしたものである。

次に第２図に示す実施例により本発明を詳細に
説明する。

第２図は発電用蒸気タービンプラントの一例を
示す系統図であつて、純水装置を経てボイラ水と
して処理された水は、給水管１６を通りボイラ給
水タンク１７に貯溜される。この貯溜されたボイ
ラ水は、ボイラ給水管路２９に設けた脱気器給水
ポンプ１８によつて脱気器１９に導かれて脱気さ
れた後、高圧給水加熱器２０で昇温されてボイラ
２１に導かれる。ボイラ２１で発生した蒸気は蒸
気管を経て発電機運転用蒸気タービン（高圧およ
び低圧）２２に導入された後、復水器２３で冷却
されて凝縮水になり、再びボイラ給水タンク１７
に貯溜される。

本発明においては、前述のような蒸気タービン
プラントにおいて、ボイラ給水管路２９に、脱気
器１９の上流側にある脱気器給水ポンプ１８とボ
イラ給水タンク１７との間において吸収式ヒート
ポンプ２６が設けられ、その吸収式ヒートポンプ
２６は、蒸発器内に設けられた蒸発器用熱交換器
５と、吸収器内に設けられた吸収器用熱交換器６
と、再生器内に設けられた再生器用熱交換器８
と、凝縮器内に設けられた凝縮器用熱交換器７と
を内蔵している。

前記吸収器用熱交換器６および凝縮器用熱交換
器７はボイラ給水管路２９に直列に接続され、前
記再生器用熱交換器８と蒸気タービン２２の蒸気
出口とは蒸気分岐排出管３０を介して接続され、
かつ前記蒸発器用熱交換器５は、蒸気タービンプ
ラント系外の排出熱源水供給源例えば各種プラン
ト或は工場の低温水排出部に接続される。なお第
２図において、２５は工場内の暖房や工場での生
産に使用する所内蒸気である。

次に本実施例の作用について説明する。

まず、ボイラ給水タンク１７を出たボイラ水
は、吸収式ヒートポンプ２６の吸収器用熱交換器
６に入る。ここで蒸発器用熱交換器５内を流通し
ている熱源水は、散布装置から管表面に散布され
る冷媒が蒸発器内の圧力に相当する蒸発温度で蒸
発し、その時の気化熱で冷却される。蒸発した冷
媒蒸気が吸収器で吸収器用熱交換器６の管表面に
散布装置から散布される高温の吸収液に吸収され
る時の吸収熱でボイラ水が予熱される。この予熱
されたボイラ水、若しくはボイラ給水タンク１７
からのボイラ水は、凝縮器用熱交換器７に入り、
再生器用熱交換器８内を流れる加熱媒体によつて
再生器内で蒸発分離した冷媒蒸気を凝縮させると
共にその熱でさらに加熱される。

上記再生器用熱交換器８に供給される蒸気は、
蒸気タービン２２の出口側から導かれる。このよ
うにすることによつて、復水器２３に流入する蒸
気量が減らされ、その分だけ復水器２３から外部
に放出される熱量が少なくなり、プラント効率が
維持乃至は向上する。

このようにして昇温されたボイラ水は、降温さ
れることなくボイラ給水管路２９を通つて脱気器
１９へ導かれる。例えば、吸収式ヒートポンプ２
６によつて昇温された給水を、一たんタンクに溜
めた場合は、タンクの容量が大きいため、折角昇
温した給水の温度が下つてしまうことになり、好
ましくない。

前記脱気器１９では、ボイラの圧力、温度によ
つてボイラ給水中の脱気温度が一義的に決めら
れ、その熱源として、タービン抽気管２５により
分岐し圧力調節弁２８によつて圧力を調節し管２
７で脱気器１９に供給する。脱気器１９で脱気さ
れたボイラ水は高圧給水加熱器２０で昇温されボ
イラ２１に供給される。ボイラ２１で蒸発した高
温高圧の蒸気は蒸気タービン２２に導かれてこれ
を運転した後、復水器２３で冷却され凝縮し水と
なりボイラ給水タンク１７に貯溜される。また前
記蒸気タービン２２は発電機を運転する。

次に、実用上の数値例を当てはめ、その一例を
説明する。吸収式ヒートポンプ２６において、試
みに、蒸発器用熱交換器５に対し、蒸気タービン
プラント系外の低温排水で通常は工場排水として
棄てられる55℃の排水を、熱源水として250ton／
Ｈ供給し、42℃で出口より流出するようにした場
合、吸収器用熱交換器６の入口のボイラ水温度30
℃が、凝縮器用熱交換器７出口で75℃となる。そ
の結果、脱気器１９に供給する蒸気量が4.5ton／
Ｈ節約される。これを発電量に換算すると、
943KW／Ｈ増えることになる。

以上詳述した通り、本発明によれば、蒸気ター
ビンプラントにおけるボイラ給水管路２９に、そ
のボイラ給水管路２９に直列に接続された吸収器
用熱交換器６および凝縮器用熱交換器７と、再生
器用熱交換器８と、前記蒸気タービンプラント系
外の排出熱源水供給源に接続される蒸発器用熱交
換器５とを内蔵した吸収式ヒートポンプ２６を設
け、ボイラ水を、そのヒートポンプ２６における
吸収器用熱交換器６および凝縮器用熱交換器７を
通つて脱気器１９に供給するようにしたので、蒸
気タービンプラント系外の低温排水を熱源水とし
て利用して、前記吸収式ヒートポンプ２６により
ボイラ水を昇温すると共にその昇温したボイラ水
を降温させることなく脱気器１９に供給すること
ができる。

また前記吸収式ヒートポンプ２６における再生
器用熱交換器８の再生熱源として、蒸気タービン
から出た蒸気の一部を、蒸気分岐排出管３０を通
して前記再生器用熱交換器８に供給するようにし
たので、簡単な手段によつて、復水器から外部に
放散される熱量を少なくすることができ、そのた
め前記ボイラ水の昇温と相俟つて、蒸気タービン
プラント効率を向上させることができる。このよ
うにして、ボイラ水を予熱するので、これまで放
置していた低温水の排熱を極めて有効に利用する
ことができ、蒸気タービンプラント効率を高め経
済性に富み、技術面でも充分満足し得るものであ
り、産業上有意義な発明でその効果には顕著なも
のがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は吸収式ヒートポンプの原理説明図、第
２図は本発明を発電用蒸気タービンプラントにお
けるボイラの給水装置に実施した例を示す系統図
である。 １…蒸発器、２…吸収器、３…再生器、４…凝
縮器、５…蒸発器用熱交換器、６…吸収器用熱交
換器、７…凝縮器用熱交換器、８…再生器用熱交
換器、１７…ボイラ給水タンク、１８…脱気器給
水ポンプ、１９…脱気器、２２…蒸気タービン、
２６…吸収式ヒートポンプ、２９…ボイラ給水管
路、３０…蒸気分岐排出管。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 蒸気タービンプラントにおけるボイラ給水管
   路２９に、脱気器１９とその上流側に位置する吸
   収式ヒートポンプ２６とが設けられ、その吸収式
   ヒートポンプ２６は、前記ボイラ給水管路２９に
   直列に接続された吸収器用熱交換器６および凝縮
   器用熱交換器７と、再生器用熱交換器８と、前記
   蒸気タービンプラント系外の排出熱源水供給源に
   接続される蒸発器用熱交換器５とを内蔵し、蒸気
   タービン２２の蒸気出口に接続された蒸気分岐排
   出管３０が前記再生器用熱交換器８に接続されて
   いる蒸気タービンプラントにおけるボイラの給水
   装置。