JPH05340211A - 混合流体フラッシュサイクル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 廃熱を有効利用してプラント効率の向上を図
る。 【構成】 熱媒と吸収剤の混合流体を生成する吸収凝縮
器１２と混合流体より吸収剤濃度の高い分離液を生成す
る再生器１３の間に設けられ分離液を吸収凝縮器１２へ
環流する配管２０，２１に設けられたフラッシャ２３
と、同フラッシャ２３と膨張機２の間に設けられフラッ
シャ２３からフラッシュ蒸気２９を膨張機２へ供給する
配管２４を備えたことによって、再生器１３で分離され
た高温の分離液から熱媒の濃度の高いフラッシュ蒸気２
９がフラッシャ２３で分離され、フラッシュ蒸気２９の
熱エネルギが膨張機２により動力エネルギとして回収さ
れるため、プラント効率の向上が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、発電プラント、特に低
温排熱回収発電プラントに適用される混合流体フラッシ
ュサイクルに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の混合流体を用いた発電プラントと
しては、例えば、図２に示す特許公報に掲載された発明
（特公昭５９−３０８８６、「吸収膨張機」）があっ
た。以下、図２に示す従来の装置について詳細に説明す
る。

【０００３】図２において、１はフロンなどの熱媒体を
加熱し蒸発させる加熱器、２は高温高圧の熱媒ガスによ
り動力を発生させる膨張機、３は蒸発熱媒を冷却凝縮す
る凝縮器である。そして、膨張機２と凝縮器３との間に
は、膨張機２出口の圧力を低くするため吸収剤で熱媒を
吸収する吸収凝縮器１２と、熱媒を吸収して吸収能力の
低下した稀吸収剤を加熱し熱媒を蒸発分離する再生器１
３が設置される。再生器１３で蒸発した熱媒は凝縮器３
で冷却凝縮する。

【０００４】１４は吸収凝縮器１２と再生器１３の中間
に設けた熱交換器、４及び１５はそれぞれ凝縮熱媒及び
稀吸収剤を加熱器１及び再生器１３へ供給するポンプ、
６及び３２はそれぞれ加熱器１及び再生器１３へ加熱源
を供給する管、７及び２２はそれぞれ凝縮器３及び吸収
凝縮器１２へ冷却水などの冷却体を供給する管、５は膨
張機２の負荷、８，９，１０，１１，１６，１７，１
８，１９，２０，２１はこれらの機器を接続する熱媒と
吸収剤の導管である。

【０００５】再生器１３で加熱されて蒸発分離した熱媒
は、導管１６を通り凝縮器３で冷却され凝縮し、導管１
０を通り、ポンプ４で導管１１を経て加熱器１で加熱さ
れる。

【０００６】加熱器１で加熱蒸発した高温高圧の熱媒ガ
スは、導管８を通り膨張機２に入り熱媒の膨張により動
力を発生し、負荷５でエネルギが回収される。

【０００７】動力回収後の熱媒ガスは、膨張機２の出口
から導管９を通り吸収凝縮器１２に入り、再生器１３で
加熱濃縮され導管２０、熱交換器１４、導管２１を経て
吸収凝縮器１２に入る濃吸収剤に吸収される。これによ
り膨張機２の出口の圧力は低く保たれる。

【０００８】吸収凝縮器１２においては、熱媒ガスが濃
吸収剤に吸収されるときに発熱するため、管２２で冷却
水などの冷却体を供給して冷却される。すなわち、この
冷却体の通る伝熱管１２ｂの外表面に散布装置１２ａに
よって濃吸収剤を散布し、伝熱管外表面で吸収させるよ
うにしてある。

【０００９】熱媒ガスを吸収して濃度の薄くなった稀吸
収剤は、吸収凝縮器１２の下部より導管１７に出てポン
プ１５により導管１８、熱交換器１４を経て導管１９を
通り再生器１３に送られる。再生器１３には、稀吸収剤
を加熱するため管３２より温水や蒸気などの熱源が供給
され、この熱源の通る伝熱管１３ｂの外表面に散布装置
１３ａによって稀吸収剤を散布し、伝熱管外表面で熱媒
を蒸発分離する。

【００１０】蒸発した熱媒は管１６を通り凝縮器３に入
り、管７で供給される冷却水などの冷却体で冷却されて
液化する。通常は、凝縮器３は伝熱管３ａの内部に冷却
体を流し、その外表面で蒸発熱媒を凝縮させる。凝縮し
た熱媒は、導管１０を経てポンプ４で導管１１を通り加
熱器１に送られ、ここで蒸気となり導管８を通り送られ
た膨張機２で膨張し仕事をする。この加熱器１は、普通
のボイラと同じ役目を司る。

【００１１】一方、再生器１３で熱媒が蒸発分離された
濃吸収剤は、導管２０から熱交換器１４で稀吸収液に熱
を与え、温度が下って導管２１を経て吸収凝縮器１２に
戻り、再び吸収凝縮作用を行なう。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】図２に示す従来の装置
において、再生器１３で分離された熱媒蒸気は配管１６
を通り、凝縮器３内の冷却管３ａで冷却され復液してい
た。従って、熱媒蒸気の持つ熱エネルギは冷却管３ａ内
を流れる冷却水７中に捨てられており、システム効率は
その分だけ低下していた。

【００１３】本発明は上記の課題を解決しようとするも
のである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の混合流体フラッ
シュサイクルは、熱媒が順次接続された加熱器、膨張
機、吸収凝縮器、再生器及び凝縮器により形成されたル
ープを循環し、吸収剤が上記再生器と吸収凝縮器の間を
循環して、膨張機が動力としてエネルギを回収する混合
流体フラッシュサイクルにおいて、上記再生器と吸収凝
縮器の間に接続され吸収剤の濃度の高い分離液を上記再
生器より吸収凝縮器へ輸送する配管に設けられたフラッ
シャ、および同フラッシャと上記膨張機の間に接続され
フラッシュ蒸気を上記フラッシャより膨張機へ供給する
配管を備えたことを特徴としている。

【００１５】

【作用】上記において、吸収凝縮器にて吸収剤が熱媒を
吸収して生成された混合流体は再生器にて加熱され、熱
媒濃度の高い高温の分離蒸気と吸収剤の濃度の高い高温
の分離液とに分離される。

【００１６】上記分離液は、再生器と吸収凝縮器の間に
設けられたフラッシャに送られてフラッシャ内でフラッ
シュされ、より吸収剤の濃度の高い濃縮吸収液と吸収剤
の濃度が低いフラッシュ蒸気に分離され、濃縮吸収液は
吸収凝縮器に供給されて熱媒を吸収する。

【００１７】一方、フラッシュ蒸気は、フラッシャと膨
張機の間に設けられた配管を介して膨張機に供給され、
フラッシュ蒸気のもつ熱エネルギは膨張機により動力エ
ネルギとして回収される。

【００１８】上記により、再生器で分離された高温の分
離液から熱媒の濃度の高いフラッシュ蒸気がフラッシャ
で分離され、そのフラッシュ蒸気の熱エネルギが膨張機
により動力エネルギとして回収されるため、プラント効
率の向上が可能となる。

【００１９】

【実施例】本発明の一実施例を図１に示す。図１に示す
本実施例は、加熱器１で加熱された熱媒ガスが膨張機２
に供給されて動力を発生し、動力回収後の熱媒ガスが吸
収凝縮器１２に供給されて濃吸収剤に吸収され、熱媒ガ
スを吸収して濃度の薄くなった稀吸収剤よりなる混合流
体がポンプ１５により再生器１３に供給され、再生器１
３内で混合流体が加熱されて熱媒を蒸発分離し、蒸発分
離された熱媒ガスが凝縮器３に供給されて冷却され凝縮
し、凝縮した熱媒がポンプ４により再び加熱器１に供給
されて循環する混合流体フラッシュサイクルにおいて、
上記ポンプ１５と再生器１３の間に配管１８ａ，１８ｂ
を介して接続され上記再生器１３と凝縮器３の間に配管
１６ａ，１６ｂを介して接続された熱交換器３１、上記
再生器１３に配管２０と減圧弁２５とフラッシュ入口配
管２７を介して接続され上記吸収凝縮器１２に配管２１
と減圧弁２６とフラッシュ出口濃縮吸収剤配管２８を介
して接続されたフラッシャ２３、および同フラッシャ２
３と上記膨張機２の間に接続されたフラッシュ蒸気配管
２４を備えている。

【００２０】上記加熱器１、膨張機２、凝縮器３、吸収
凝縮器１２及び再生器１３の作用については、前記の従
来の装置におけるものと同様のため、その詳細な説明を
省略する。

【００２１】上記において、吸収凝縮器１２にて吸収剤
が熱媒を吸収して生成された混合流体は、再生器１３に
て配管３２により供給される、例えば高温熱水で加熱さ
れ、熱媒の濃度の高い蒸気（以降、分離蒸気と呼ぶ）
と、吸収剤の濃度の高い液（以降、分離液と呼ぶ）とに
分離される。ここで、分離蒸気と分離液は、共に高温状
態である。

【００２２】上記分離蒸気は熱交換器３１を経て凝縮器
３に送られるが、分離蒸気の熱エネルギは熱交換器３１
によって再生器１３に入る混合流体と熱交換することに
より熱回収される。

【００２３】上記分離液は吸収凝縮器１２に送られる
が、分離液中に残る熱媒成分は、再生器１３と吸収凝縮
器１２の間に設けられたフラッシャ２３内でフラッシュ
され、より吸収剤の濃度の高い液３０（以降、濃縮吸収
液と呼ぶ）と、吸収剤の濃度の低い蒸気２９（以降、フ
ラッシュ蒸気と呼ぶ）に分離され、濃縮吸収液は吸収凝
縮器１２に供給されて膨張機２からの熱媒を吸収する。

【００２４】一方、フラッシュ蒸気２９は、フラッシャ
２３と膨張機２の間に設けられた配管２４によって膨張
機２の適当な部分に注入され、動力としてエネルギ回収
される。

【００２５】上記により、再生器から凝縮器へ送られる
熱媒は熱交換器により熱回収され、再生器から吸収凝縮
器へ送られる分離液はフラッシャにより濃縮吸収液とフ
ラッシュ蒸気に分離され、フラッシュ蒸気は膨張機に送
られエネルギ回収されるため、プラント効率を高めるこ
とが可能となった。

【００２６】

【発明の効果】本発明の混合流体フラッシュサイクル
は、熱媒と吸収剤の混合流体を生成する吸収凝縮器と混
合流体より吸収剤濃度の高い分離液を生成する再生器の
間に設けられ分離液を吸収凝縮器へ環流する配管に設け
られたフラッシャと、同フラッシャと膨張機の間に設け
られフラッシャからフラッシュ蒸気を膨張機へ供給する
配管を備えたことによって、再生器で分離された高温の
分離液から熱媒の濃度の高いフラッシュ蒸気がフラッシ
ャで分離され、フラッシュ蒸気の熱エネルギが膨張機に
より動力エネルギとして回収されるため、ブラント効率
の向上が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る装置の説明図である。

【図２】従来の装置の説明図である。

【符号の説明】

１ 蒸発器 ２ 膨張機 ３ 凝縮器 ４ ポンプ ５ 発電機 １２ 吸収器 １２ａ 吸収剤散布管 １２ｂ 吸収剤冷却管 １３ 再生器 １３ａ 混合流体散布管 １３ｂ 再生器冷却管 １５ 循環ポンプ ２３ フラッシャ ２４ フラッシュ蒸気配管 ２５ 減圧弁 ２６ 減圧弁 ２９ フラッシュ蒸気 ３０ 濃縮吸収液 ３１ 熱交換器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱媒が順次接続された加熱器、膨張機、
   吸収凝縮器、再生器及び凝縮器により形成されたループ
   を循環し、吸収剤が上記再生器と吸収凝縮器の間を循環
   して、膨張機が動力としてエネルギを回収する混合流体
   フラッシュサイクルにおいて、上記再生器と吸収凝縮器
   の間に接続され吸収剤の濃度の高い分離液を上記再生器
   より吸収凝縮器へ輸送する配管に設けられたフラッシ
   ャ、および同フラッシャと上記膨張機の間に接続されフ
   ラッシュ蒸気を上記フラッシャより膨張機へ供給する配
   管を備えたことを特徴とする混合流体フラッシュサイク
   ル。