JPH07166816A - タービンプラント - Google Patents
タービンプラントInfo
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- JPH07166816A JPH07166816A JP25409794A JP25409794A JPH07166816A JP H07166816 A JPH07166816 A JP H07166816A JP 25409794 A JP25409794 A JP 25409794A JP 25409794 A JP25409794 A JP 25409794A JP H07166816 A JPH07166816 A JP H07166816A
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- JP
- Japan
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- fluid
- turbine
- liquid
- mixed
- steam
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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
- F01K7/00—Steam engine plants characterised by the use of specific types of engine; Plants or engines characterised by their use of special steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating
- F01K7/34—Steam engine plants characterised by the use of specific types of engine; Plants or engines characterised by their use of special steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating the engines being of extraction or non-condensing type; Use of steam for feed-water heating
- F01K7/40—Use of two or more feed-water heaters in series
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】
【目的】本発明は、特に高温域でも安定な水−アンモニ
ア系混合物を用いて、再生効果及び凝縮圧力低下効果の
両効果を得て、熱効率の向上を図る。そして、燃焼ボイ
ラー（一定の高温を供給できる）だけでなく排熱吸収ボ
イラーにも対応できる。 【構成】作動流体として水とアンモニアの混合流体を用
い、ボイラーから出た混合蒸気はタービンに入り、ター
ビンから抽気して給液加熱器で水の蒸気を混合割合より
多く凝縮させて給液を加熱することで再生するととも
に、低濃度液体と高濃度蒸気とに分離し、この低濃度液
体を区別してタービンから出た蒸気に混合して、凝縮器
でこの蒸気を凝縮に利用することで凝縮機内の圧力を低
く保つ。
ア系混合物を用いて、再生効果及び凝縮圧力低下効果の
両効果を得て、熱効率の向上を図る。そして、燃焼ボイ
ラー（一定の高温を供給できる）だけでなく排熱吸収ボ
イラーにも対応できる。 【構成】作動流体として水とアンモニアの混合流体を用
い、ボイラーから出た混合蒸気はタービンに入り、ター
ビンから抽気して給液加熱器で水の蒸気を混合割合より
多く凝縮させて給液を加熱することで再生するととも
に、低濃度液体と高濃度蒸気とに分離し、この低濃度液
体を区別してタービンから出た蒸気に混合して、凝縮器
でこの蒸気を凝縮に利用することで凝縮機内の圧力を低
く保つ。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、発電用及び一般動力発
生用ランキンサイクルプラントに関する。作動流体とし
ては第１流体（主に水）と，臨界温度がそれより低く良
く混合する第２流体（主にアンモニア）を使用するター
ビンプラントの熱効率の改善に関する。
生用ランキンサイクルプラントに関する。作動流体とし
ては第１流体（主に水）と，臨界温度がそれより低く良
く混合する第２流体（主にアンモニア）を使用するター
ビンプラントの熱効率の改善に関する。
【０００２】
【従来の技術】水−アンモニア系混合物は沸点の範囲が
広く、熱力学的特性が好ましいことで、タービンの作動
流体として従来から幾つかのサイクルが提案されてい
る。
広く、熱力学的特性が好ましいことで、タービンの作動
流体として従来から幾つかのサイクルが提案されてい
る。
【０００３】作動流体に水とアンモニアを主として用い
るサイクルとしてカリーナサイクルと呼称されているサ
イクルがあるが、オリジナルのカリーナサイクルは、数
１００℃以上の熱を吸収するサイクルとしては熱効率が
従来のランキンサイクルより劣り、その改善として、カ
リーナ自身が改善した特開昭６１−１０４１０８号があ
る。
るサイクルとしてカリーナサイクルと呼称されているサ
イクルがあるが、オリジナルのカリーナサイクルは、数
１００℃以上の熱を吸収するサイクルとしては熱効率が
従来のランキンサイクルより劣り、その改善として、カ
リーナ自身が改善した特開昭６１−１０４１０８号があ
る。
【０００４】特開昭６１−１０４１０８号では、アンモ
ニアの濃度が濃い高濃度流体（蒸気）とアンモニアの濃
度が薄い低濃度流体（液体）とに分離する際に蒸留装置
を用いている。そして、アンモニアの濃度が濃い高濃度
流体を再加圧して高温熱源からのエネルギー吸収に対応
している。しかし、この実施例では熱源は高温ガスすな
わち排熱であり、当然のごとくこの技術にはタービンか
ら抽気する再生サイクルの要素は殆ど無い。
ニアの濃度が濃い高濃度流体（蒸気）とアンモニアの濃
度が薄い低濃度流体（液体）とに分離する際に蒸留装置
を用いている。そして、アンモニアの濃度が濃い高濃度
流体を再加圧して高温熱源からのエネルギー吸収に対応
している。しかし、この実施例では熱源は高温ガスすな
わち排熱であり、当然のごとくこの技術にはタービンか
ら抽気する再生サイクルの要素は殆ど無い。
【０００５】また本発明者が提案している特開平３−１
５６１０５号は、作動流体に複数の流体を用いて再生サ
イクルを改善するものである。この公報では給液加熱の
際に第１流体の蒸気を混合割合より多く凝縮させて給液
を加熱することは開示されているが、第１流体と第２流
体との凝縮熱の差および給液加熱の際の吸収熱の差を有
効に利用するものであり、凝縮した低濃度液体を区別し
て使用することで熱効率を改善する示唆はない。
５６１０５号は、作動流体に複数の流体を用いて再生サ
イクルを改善するものである。この公報では給液加熱の
際に第１流体の蒸気を混合割合より多く凝縮させて給液
を加熱することは開示されているが、第１流体と第２流
体との凝縮熱の差および給液加熱の際の吸収熱の差を有
効に利用するものであり、凝縮した低濃度液体を区別し
て使用することで熱効率を改善する示唆はない。
【０００６】
【発明が解決しようとする問題点】特開昭６１−１０４
１０８号の技術では熱源は排熱（広範囲温度での熱供給
がある）であり、当然のごとくこの技術にはタービンか
ら抽気する再生サイクル要素は無いかまたは極僅かで、
一定温度（一般に高温）の熱供給を行う一般のボイラー
には効率が低くいので適さない。
１０８号の技術では熱源は排熱（広範囲温度での熱供給
がある）であり、当然のごとくこの技術にはタービンか
ら抽気する再生サイクル要素は無いかまたは極僅かで、
一定温度（一般に高温）の熱供給を行う一般のボイラー
には効率が低くいので適さない。
【０００７】また特開平３−１５６１０５号の技術だけ
では、広い作動温度範囲で高い熱効率を得るには改善が
必要である。
では、広い作動温度範囲で高い熱効率を得るには改善が
必要である。
【０００８】本発明は特に高温域でも安定な水−アンモ
ニア系混合物を用いて、再生効果ばかりではなく、給液
加熱器で凝縮した異なる濃度の液体を区別して使用する
ことで凝縮圧力低下効果も得ることを目的とする。
ニア系混合物を用いて、再生効果ばかりではなく、給液
加熱器で凝縮した異なる濃度の液体を区別して使用する
ことで凝縮圧力低下効果も得ることを目的とする。
【０００９】
【問題点を解決するための手段】すなわち第１の発明で
は、ボイラー、タービン、給液加熱器、凝縮器、管路系
及びポンプからなるタービンプラントにおいて、作動流
体として第１流体と第２流体を用い、第２流体は第１流
体とよく混合して臨界温度が第１流体より低い流体から
なり、ボイラーから出た第１流体と第２流体の混合蒸気
はタービンに入り、タービンから出て給液加熱器に入っ
た混合蒸気を、ここで第１流体の蒸気を混合割合より多
く凝縮させて給液を加熱することで低濃度液体と高濃度
蒸気とに分離し、この分離した低濃度液体をタービンか
ら出た蒸気と混合して、凝縮器でこの蒸気を凝縮するこ
とで、再生効果及び凝縮圧力低下効果を得ることを特徴
とするタービンプラントからなる。
は、ボイラー、タービン、給液加熱器、凝縮器、管路系
及びポンプからなるタービンプラントにおいて、作動流
体として第１流体と第２流体を用い、第２流体は第１流
体とよく混合して臨界温度が第１流体より低い流体から
なり、ボイラーから出た第１流体と第２流体の混合蒸気
はタービンに入り、タービンから出て給液加熱器に入っ
た混合蒸気を、ここで第１流体の蒸気を混合割合より多
く凝縮させて給液を加熱することで低濃度液体と高濃度
蒸気とに分離し、この分離した低濃度液体をタービンか
ら出た蒸気と混合して、凝縮器でこの蒸気を凝縮するこ
とで、再生効果及び凝縮圧力低下効果を得ることを特徴
とするタービンプラントからなる。
【００１０】そして第２の発明では、ボイラー、タービ
ン、給液加熱器、凝縮器、管路系及びポンプからなるタ
ービンプラントにおいて、作動流体として第１流体と第
２流体を用い、第２流体は第１流体とよく混合して臨界
温度が第１流体より低い流体からなり、ボイラーから出
た第１流体と第２流体の混合蒸気はタービンに入り、タ
ービンから出て給液加熱器に入った混合蒸気を、ここで
第１流体の蒸気を混合割合より多く凝縮させて給液を加
熱することで低濃度液体と高濃度蒸気とに分離し、この
分離した低濃度液体及び分離機から出た低濃度液体をタ
ービンから出た蒸気と混合して、凝縮器でこの蒸気を凝
縮することで、再生効果及び凝縮圧力低下効果を得るこ
とを特徴とするタービンプラントからなる。
ン、給液加熱器、凝縮器、管路系及びポンプからなるタ
ービンプラントにおいて、作動流体として第１流体と第
２流体を用い、第２流体は第１流体とよく混合して臨界
温度が第１流体より低い流体からなり、ボイラーから出
た第１流体と第２流体の混合蒸気はタービンに入り、タ
ービンから出て給液加熱器に入った混合蒸気を、ここで
第１流体の蒸気を混合割合より多く凝縮させて給液を加
熱することで低濃度液体と高濃度蒸気とに分離し、この
分離した低濃度液体及び分離機から出た低濃度液体をタ
ービンから出た蒸気と混合して、凝縮器でこの蒸気を凝
縮することで、再生効果及び凝縮圧力低下効果を得るこ
とを特徴とするタービンプラントからなる。
【００１１】
【作用】第１の発明では、作動流体として第１流体と第
２流体とを用いる。第２流体は第１流体とよく混合して
臨界温度が第１流体より低い流体からなるので、タービ
ンから出た蒸気で給液加熱する場合に、給液加熱器では
第１流体の蒸気を混合割合より多く凝縮させて給液を加
熱することで低濃度（第２流体が相対的に低濃度のこ
と）液体と高濃度（第２流体が相対的に高濃度のこと）
蒸気とに分離することができる。また、給液側の流体
は、臨界温度が第１流体の臨界温度と第２流体の臨界温
度の中間にあり、特に臨界温度付近でエネルギーを多く
吸収できるので、臨界温度付近まで給液加熱すれば熱効
率的に有利である。
２流体とを用いる。第２流体は第１流体とよく混合して
臨界温度が第１流体より低い流体からなるので、タービ
ンから出た蒸気で給液加熱する場合に、給液加熱器では
第１流体の蒸気を混合割合より多く凝縮させて給液を加
熱することで低濃度（第２流体が相対的に低濃度のこ
と）液体と高濃度（第２流体が相対的に高濃度のこと）
蒸気とに分離することができる。また、給液側の流体
は、臨界温度が第１流体の臨界温度と第２流体の臨界温
度の中間にあり、特に臨界温度付近でエネルギーを多く
吸収できるので、臨界温度付近まで給液加熱すれば熱効
率的に有利である。
【００１２】そして、この分離した低濃度液体をタービ
ンから出た蒸気と混合して凝縮器で凝縮するが、凝縮器
中の凝縮圧力は、低濃度液体と混合されていることで、
タービンから出た蒸気単体の場合の凝縮圧力よりはずっ
と低くなり出力増加と効率向上を計れる。
ンから出た蒸気と混合して凝縮器で凝縮するが、凝縮器
中の凝縮圧力は、低濃度液体と混合されていることで、
タービンから出た蒸気単体の場合の凝縮圧力よりはずっ
と低くなり出力増加と効率向上を計れる。
【００１３】よって本発明では、給液加熱の際の再生効
果及び凝縮器中の凝縮圧力低下効果の両効果を比較的単
純なプロセスで達成できる。凝縮圧力低下効果を求める
技術としては前記のカリーナサイクルがあるが、凝縮圧
力低下効果を大きくできる可能性があるもの、特開昭６
１−１０４１０８号に示すように極めて複雑で、流体の
処理量も膨大である。
果及び凝縮器中の凝縮圧力低下効果の両効果を比較的単
純なプロセスで達成できる。凝縮圧力低下効果を求める
技術としては前記のカリーナサイクルがあるが、凝縮圧
力低下効果を大きくできる可能性があるもの、特開昭６
１−１０４１０８号に示すように極めて複雑で、流体の
処理量も膨大である。
【００１４】第２の発明では、第１の発明に凝縮液の蒸
留プロセスを加えて、凝縮器中の凝縮圧力低下効果をさ
らに向上させるものであるが、前記の低濃度液体をター
ビンから出た蒸気と混合する効果も加わるので、蒸留プ
ロセスでの処理量は、従来技術に比べてもずっと少なく
て済む優れた特徴を有する。
留プロセスを加えて、凝縮器中の凝縮圧力低下効果をさ
らに向上させるものであるが、前記の低濃度液体をター
ビンから出た蒸気と混合する効果も加わるので、蒸留プ
ロセスでの処理量は、従来技術に比べてもずっと少なく
て済む優れた特徴を有する。
【００１５】
【実施例】実施例について図面を参照して説明する。図
１〜図７は，本発明の実施例である。これらの実施例で
は、作動流体として第１流体に水、第２流体にアンモニ
アを混合して使用している。ここで第１流体の臨界温度
は３７４℃、第２流体の臨界温度は約１３３℃である。
また水とアンモニアは適宜な割合で混合できる。
１〜図７は，本発明の実施例である。これらの実施例で
は、作動流体として第１流体に水、第２流体にアンモニ
アを混合して使用している。ここで第１流体の臨界温度
は３７４℃、第２流体の臨界温度は約１３３℃である。
また水とアンモニアは適宜な割合で混合できる。
【００１６】図１の実施例を説明する。低濃度（以下、
第２流体が他より相対的に低濃度の意味）タービン１か
ら抽気された混合流体は、給液加熱器２，給液加熱器
３，給液加熱器４で混合流体を加熱するが、この加熱で
は主に水がここで凝縮して凝縮熱を出す。ここでの凝縮
液はより低温側の給液加熱器に送られ、熱交換器５を経
て、低濃度タービン１の終端から出た混合流体と混合さ
れて凝縮器７に入る。また給液加熱器で凝縮しなかった
主にアンモニアからなる流体は高濃度（以下、第２流体
が他より相対的に高濃度の意味）タービン６に入る。高
濃度タービン６の終端から出た主にアンモニアからなる
蒸気は、低濃度タービン１の終端から出て給液加熱器で
凝縮した流体との混合流体とさらに混合されて凝縮器９
に入る。凝縮器９から出た混合流体はポンプ１０で送ら
れ、熱交換器５，給液加熱器４，給液加熱器３，給液加
熱器２を経てボイラー１１に送られる。ポイラー１１で
加熱された流体は低濃度タービン１に送られてサイクル
を成す。タービン１の入り口での状態は、圧力１５０ｋ
ｇ／ｃｍ２，温度５３８℃である。
第２流体が他より相対的に低濃度の意味）タービン１か
ら抽気された混合流体は、給液加熱器２，給液加熱器
３，給液加熱器４で混合流体を加熱するが、この加熱で
は主に水がここで凝縮して凝縮熱を出す。ここでの凝縮
液はより低温側の給液加熱器に送られ、熱交換器５を経
て、低濃度タービン１の終端から出た混合流体と混合さ
れて凝縮器７に入る。また給液加熱器で凝縮しなかった
主にアンモニアからなる流体は高濃度（以下、第２流体
が他より相対的に高濃度の意味）タービン６に入る。高
濃度タービン６の終端から出た主にアンモニアからなる
蒸気は、低濃度タービン１の終端から出て給液加熱器で
凝縮した流体との混合流体とさらに混合されて凝縮器９
に入る。凝縮器９から出た混合流体はポンプ１０で送ら
れ、熱交換器５，給液加熱器４，給液加熱器３，給液加
熱器２を経てボイラー１１に送られる。ポイラー１１で
加熱された流体は低濃度タービン１に送られてサイクル
を成す。タービン１の入り口での状態は、圧力１５０ｋ
ｇ／ｃｍ２，温度５３８℃である。
【００１７】凝縮器７では、給液加熱器からの低濃度凝
縮液が加わるのでアンモニアの濃度をボイラー１１や低
濃度タービン１内より低くできるので低濃度タービン１
の蒸気をそのまま凝縮するより凝縮圧力を低くできる。
縮液が加わるのでアンモニアの濃度をボイラー１１や低
濃度タービン１内より低くできるので低濃度タービン１
の蒸気をそのまま凝縮するより凝縮圧力を低くできる。
【００１８】この実施例では、給液加熱の最高温度をよ
り上げるために、水単独の高温高圧サイクルを平行に用
いて、その凝縮熱を給液加熱に用いてもよい。例えば図
６の第２サイクルのようにできる。
り上げるために、水単独の高温高圧サイクルを平行に用
いて、その凝縮熱を給液加熱に用いてもよい。例えば図
６の第２サイクルのようにできる。
【００１９】図２は、本発明の実施例であり、図１の実
施例との相違は、高濃度タービンが複数に分離したこと
である。低濃度タービン２１から抽気された混合流体
は、給液加熱器２２，給液加熱器２３，給液加熱器２４
で混合流体を加熱するが、各給液加熱器で凝縮しなかっ
た主にアンモニアからなる高濃度流体はそれぞれ高濃度
タービン２６，高濃度タービン２７，高濃度タービン２
８に入る。各高濃度タービンから出た主にアンモニアか
らなる流体は、低濃度タービン２１の終端から出た流体
と給液加熱器で凝縮した流体との混合流体とさらに混合
合流されて凝縮器３１に入る。他のプロセスは図１の実
施例と同じである。
施例との相違は、高濃度タービンが複数に分離したこと
である。低濃度タービン２１から抽気された混合流体
は、給液加熱器２２，給液加熱器２３，給液加熱器２４
で混合流体を加熱するが、各給液加熱器で凝縮しなかっ
た主にアンモニアからなる高濃度流体はそれぞれ高濃度
タービン２６，高濃度タービン２７，高濃度タービン２
８に入る。各高濃度タービンから出た主にアンモニアか
らなる流体は、低濃度タービン２１の終端から出た流体
と給液加熱器で凝縮した流体との混合流体とさらに混合
合流されて凝縮器３１に入る。他のプロセスは図１の実
施例と同じである。
【００２０】この実施例でも、給液加熱の最高温度をよ
り上げるために、水単独の高温高圧サイクルを平行に用
いて、その凝縮熱を給液加熱に用いてもよい。例えば図
６の第２サイクルのようにできる。
り上げるために、水単独の高温高圧サイクルを平行に用
いて、その凝縮熱を給液加熱に用いてもよい。例えば図
６の第２サイクルのようにできる。
【００２１】図３は，本発明の実施例である。図１の実
施例との相違は、低濃度タービン４１から出た流体がす
べて給液加熱器に送られることにある。したがって、凝
縮器の数を少なくすることができる。
施例との相違は、低濃度タービン４１から出た流体がす
べて給液加熱器に送られることにある。したがって、凝
縮器の数を少なくすることができる。
【００２２】低濃度タービン４１から抽気された混合流
体は、給液加熱器４２，給液加熱器４３，で混合流体を
加熱し、低濃度タービン４１の終端から出た混合流体も
給液加熱器４４，で混合流体を加熱する。これらの加熱
では主に水がここで凝縮して凝縮熱を出す。ここでの凝
縮液はより低温側の給液加熱器に送られ、熱交換器４５
を経て、高濃度タービン４６の終端から出た混合流体と
混合合流されて凝縮器４７に入る。凝縮器４７から混合
流体はポンプ４８で送られ、熱交換器４５，給液加熱器
４４，給液加熱器４３，給液加熱器４２を経てボイラー
４９に達する。ボイラー４９で加熱された流体は低濃度
タービン４１に送られてサイクルを成す。
体は、給液加熱器４２，給液加熱器４３，で混合流体を
加熱し、低濃度タービン４１の終端から出た混合流体も
給液加熱器４４，で混合流体を加熱する。これらの加熱
では主に水がここで凝縮して凝縮熱を出す。ここでの凝
縮液はより低温側の給液加熱器に送られ、熱交換器４５
を経て、高濃度タービン４６の終端から出た混合流体と
混合合流されて凝縮器４７に入る。凝縮器４７から混合
流体はポンプ４８で送られ、熱交換器４５，給液加熱器
４４，給液加熱器４３，給液加熱器４２を経てボイラー
４９に達する。ボイラー４９で加熱された流体は低濃度
タービン４１に送られてサイクルを成す。
【００２３】この実施例でも、給液加熱の最高温度をよ
り上げるために、水単独の高温高圧サイクルを平行に用
いて、その凝縮熱を給液加熱に用いてもよい。例えば図
６の第２サイクルのようにできる。
り上げるために、水単独の高温高圧サイクルを平行に用
いて、その凝縮熱を給液加熱に用いてもよい。例えば図
６の第２サイクルのようにできる。
【００２４】図４は，本発明の実施例である。低濃度タ
ービン５１から抽気された混合流体は、給液加熱器５
２，給液加熱器５３，給液加熱器５４、給液加熱器５５
で混合流体を加熱するが、給液加熱器５２，給液加熱器
５３での加熱では主に水がここで凝縮して凝縮熱を出
す。ここでの凝縮液はより低温側の給液加熱器に送ら
れ、低濃度タービン５１の終端から出た混合流体と混合
されて凝縮器５７に入る。また給液加熱器５４，給液加
熱器５５での加熱では主にアンモニアが低濃度の液体と
混合されて、凝縮して凝縮熱を出す。給液加熱器５５で
凝縮しなかった主にアンモニアからなる流体は高濃度タ
ービン５６に入る。高濃度タービン５６の終端から出た
主にアンモニアからなる蒸気は、低濃度タービン５１の
終端から出て凝縮器５７で凝縮した流体と混合されて凝
縮器５９で凝縮される。凝縮器５９から出た混合流体は
ポンプ６０とポンプ６１で送られる。
ービン５１から抽気された混合流体は、給液加熱器５
２，給液加熱器５３，給液加熱器５４、給液加熱器５５
で混合流体を加熱するが、給液加熱器５２，給液加熱器
５３での加熱では主に水がここで凝縮して凝縮熱を出
す。ここでの凝縮液はより低温側の給液加熱器に送ら
れ、低濃度タービン５１の終端から出た混合流体と混合
されて凝縮器５７に入る。また給液加熱器５４，給液加
熱器５５での加熱では主にアンモニアが低濃度の液体と
混合されて、凝縮して凝縮熱を出す。給液加熱器５５で
凝縮しなかった主にアンモニアからなる流体は高濃度タ
ービン５６に入る。高濃度タービン５６の終端から出た
主にアンモニアからなる蒸気は、低濃度タービン５１の
終端から出て凝縮器５７で凝縮した流体と混合されて凝
縮器５９で凝縮される。凝縮器５９から出た混合流体は
ポンプ６０とポンプ６１で送られる。
【００２５】ポンプ６０から出た混合流体は、給液加熱
器５４，給液加熱器５５に送られて高濃度アンモニアを
凝縮させる。高濃度アンモニア単独の凝縮よりも高い温
度で凝縮することができる。この凝縮液はポンプ６１に
送られる。一方ポンプ６１から出た混合流体は、給液加
熱器５５、給液加熱器５４，給液加熱器５３，給液加熱
器５２を経てボイラー６２に送られる。ボイラー６２で
加熱された流体は低濃度タービン５１に送られてサイク
ルを成す。タービン５１の入り口での状態は、圧力１５
０ｋｇ／ｃｍ２，温度５３８℃であり、アンモニア７対
水３の重量比である。
器５４，給液加熱器５５に送られて高濃度アンモニアを
凝縮させる。高濃度アンモニア単独の凝縮よりも高い温
度で凝縮することができる。この凝縮液はポンプ６１に
送られる。一方ポンプ６１から出た混合流体は、給液加
熱器５５、給液加熱器５４，給液加熱器５３，給液加熱
器５２を経てボイラー６２に送られる。ボイラー６２で
加熱された流体は低濃度タービン５１に送られてサイク
ルを成す。タービン５１の入り口での状態は、圧力１５
０ｋｇ／ｃｍ２，温度５３８℃であり、アンモニア７対
水３の重量比である。
【００２６】図４の給液加熱では、高濃度アンモニア蒸
気も凝縮させる（給液加熱器５３，給液加熱器５５）こ
とが図１との大きな相違である。これによって、凝縮器
の凝縮圧力を低く保ち、かつシステムを単純化すること
ができる。
気も凝縮させる（給液加熱器５３，給液加熱器５５）こ
とが図１との大きな相違である。これによって、凝縮器
の凝縮圧力を低く保ち、かつシステムを単純化すること
ができる。
【００２７】凝縮器５７では、給液加熱器からの低濃度
凝縮液が加わるのでアンモニアの濃度をボイラー６２や
低濃度タービン５１内より低くできるので低濃度タービ
ン５１の蒸気をそのまま凝縮するより凝縮圧力をより低
くできるので、出力及び熱効率を上げることができ
る。。
凝縮液が加わるのでアンモニアの濃度をボイラー６２や
低濃度タービン５１内より低くできるので低濃度タービ
ン５１の蒸気をそのまま凝縮するより凝縮圧力をより低
くできるので、出力及び熱効率を上げることができ
る。。
【００２８】図５は、本発明の実施例であり、図４の実
施例との相違は、高濃度タービンに蒸気を送る給液加熱
器の位置が異なること及び、作動流体を蒸留する機器類
を結合したことである。
施例との相違は、高濃度タービンに蒸気を送る給液加熱
器の位置が異なること及び、作動流体を蒸留する機器類
を結合したことである。
【００２９】低濃度タービン７１の終端から出た蒸気
は、熱交換器７７、熱交換器７８で冷却されて、分離機
８２からの低濃度液体及び給液加熱器７２，同７３から
の低濃度液体と混合されて凝縮器７９で凝縮される。こ
の凝縮液の一部は，ポンプ８０，ポンプ８１で，熱交換
器７７、熱交換器７８を経て分離機７７に送られる。ま
た残りの凝縮液は、高濃度タービン７５からの蒸気と混
合されて凝縮器８３に送られる。この凝縮液はポンプ８
４で給液加熱器７６，給液加熱器７４に送られて高濃度
アンモニアを凝縮させる。高濃度アンモニア単独の凝縮
よりも高い温度で凝縮することができる。この凝縮液は
ポンプ８５に送られる。
は、熱交換器７７、熱交換器７８で冷却されて、分離機
８２からの低濃度液体及び給液加熱器７２，同７３から
の低濃度液体と混合されて凝縮器７９で凝縮される。こ
の凝縮液の一部は，ポンプ８０，ポンプ８１で，熱交換
器７７、熱交換器７８を経て分離機７７に送られる。ま
た残りの凝縮液は、高濃度タービン７５からの蒸気と混
合されて凝縮器８３に送られる。この凝縮液はポンプ８
４で給液加熱器７６，給液加熱器７４に送られて高濃度
アンモニアを凝縮させる。高濃度アンモニア単独の凝縮
よりも高い温度で凝縮することができる。この凝縮液は
ポンプ８５に送られる。
【００３０】分離器８２を出た蒸気は、低濃度液体と混
合されて熱交換器７８で冷却されて凝縮器７９で凝縮し
て、ポンプ８５により、器７６，給液加熱器７４，給液
加熱器７３、給液加熱器７２を経てボイラー８６に送ら
れる。ボイラー８６で加熱された流体は低濃度タービン
７１に送られてサイクルを成す。
合されて熱交換器７８で冷却されて凝縮器７９で凝縮し
て、ポンプ８５により、器７６，給液加熱器７４，給液
加熱器７３、給液加熱器７２を経てボイラー８６に送ら
れる。ボイラー８６で加熱された流体は低濃度タービン
７１に送られてサイクルを成す。
【００３１】この実施例でも、給液加熱の最高温度をよ
り上げるために、水単独の高温高圧サイクルを平行に用
いて、その凝縮熱を給液加熱に用いてもよい。例えば図
６の第２サイクルのようにできる。
り上げるために、水単独の高温高圧サイクルを平行に用
いて、その凝縮熱を給液加熱に用いてもよい。例えば図
６の第２サイクルのようにできる。
【００３２】図６は、本発明の実施例であり、図４の実
施例との相違は、タービン１０４、給液加熱器１０５、
ポンプ１０５、ボイラー１０３からなる第２サイクルを
備えていることである。この第２サイクルの作動流体は
水からなる。
施例との相違は、タービン１０４、給液加熱器１０５、
ポンプ１０５、ボイラー１０３からなる第２サイクルを
備えていることである。この第２サイクルの作動流体は
水からなる。
【００３３】第２サイクルタービン１０４の終端から出
た蒸気は、給液加熱器１０５で混合流体を加熱してポン
プ１０２でボイラー１０３に送られる。ボイラー１０３
で加熱された水はタービン１０５に送られ独立したサイ
クルをなす。
た蒸気は、給液加熱器１０５で混合流体を加熱してポン
プ１０２でボイラー１０３に送られる。ボイラー１０３
で加熱された水はタービン１０５に送られ独立したサイ
クルをなす。
【００３４】給液加熱器１０５では混合流体を２７０℃
まで加熱する。この温度まで加熱すれば混合流体の実質
的蒸発範囲をカバーするので多量の熱交換をすることが
できる。この熱交換をするために、タービン１０４での
仕事が発生する。この第２サイクルには凝縮器が無いの
で、したがって外部に捨てるエネルギーが発生しないの
で熱効率的には好ましい。第２サイクルの給液加熱器は
１基であるが、複数基の方が熱効率的には好ましい。
まで加熱する。この温度まで加熱すれば混合流体の実質
的蒸発範囲をカバーするので多量の熱交換をすることが
できる。この熱交換をするために、タービン１０４での
仕事が発生する。この第２サイクルには凝縮器が無いの
で、したがって外部に捨てるエネルギーが発生しないの
で熱効率的には好ましい。第２サイクルの給液加熱器は
１基であるが、複数基の方が熱効率的には好ましい。
【００３５】図７は、本発明の実施例であり、廃熱を回
収するボイラー１２６と組み合わされている。図５の実
施例との相違は、給液加熱器の数が少ないこと及び第２
サイクルと組み合わされていることである。この第２サ
イクルは、図６の実施例と同類であるが、ボイラー入り
口温度が２７０℃であるので、ボイラー１２６ではそれ
以上の温度で加熱される。また、給液加熱された混合流
体の温度は２７０℃なのでボイラー１２６ではそれ以上
の温度で加熱される。
収するボイラー１２６と組み合わされている。図５の実
施例との相違は、給液加熱器の数が少ないこと及び第２
サイクルと組み合わされていることである。この第２サ
イクルは、図６の実施例と同類であるが、ボイラー入り
口温度が２７０℃であるので、ボイラー１２６ではそれ
以上の温度で加熱される。また、給液加熱された混合流
体の温度は２７０℃なのでボイラー１２６ではそれ以上
の温度で加熱される。
【００３６】以上の各技術は、それぞれを別に組み合わ
せることは妨げないし、また、給液加熱器の個数などは
条件によって増減できる。
せることは妨げないし、また、給液加熱器の個数などは
条件によって増減できる。
【００３７】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に記載されているような効果を奏す
る。
ているので、以下に記載されているような効果を奏す
る。
【００３８】本発明の技術は特に高温域でも安定な水−
アンモニア系混合物を用いて、一定温度の熱供給を行う
一般のボイラーや排熱の両方を熱源にでき、極めて簡単
なシステムで再生効果及び凝縮圧力低下効果の両効果を
得ることが出来る。
アンモニア系混合物を用いて、一定温度の熱供給を行う
一般のボイラーや排熱の両方を熱源にでき、極めて簡単
なシステムで再生効果及び凝縮圧力低下効果の両効果を
得ることが出来る。
【００３９】
【図１】本発明の実施例である。
【図２】高濃度タービンを給液加熱器に対応して複数配
置した本発明の実施例である。
置した本発明の実施例である。
【図３】低濃度タービンからの流体を全て給液加熱器に
送る本発明の実施例である。
送る本発明の実施例である。
【図４】本発明の実施例である。
【図５】蒸留用機器を有する本発明の実施例である。
【図６】第２サイクルを有する本発明の実施例である。
【図７】コンバインドサイクルに適用する本発明の実施
例である。
例である。
【符号の説明】 １，２１，４１，５１，５４，７１，９１，１１１ 低
濃度タービン ６，２６，２７，２８，４６，５６，７５，９６，１１
３ 高濃度タービン １０４，１２７ 第２サイクルタービン ２，３，４，２２，２３，２４，４２，４３，４４，５
２，５３，５４，５５，７２，７３，７４，７６，９
２，９３，９４，９５，１０５，１１２，１２４ 給液
加熱器 ７，９，２９，３１，４７，５７，５９，７９，８３，
９７，９９，１１６，１２０，１２２ 凝縮器 ８，１０，３０，３２，４８，５８，６０，６１，８
０，８１，８４，８５，９８，１００，１０１，１０
２，１１７，１１８，１２３，１２５ ポンプ ５，２５，４５，６０，７７，７８，１１４，１１５
熱交換器 ８２，１１９ 分離器 １１，３３，４９，６２，８６，１０３，１２６ ボイ
ラー
濃度タービン ６，２６，２７，２８，４６，５６，７５，９６，１１
３ 高濃度タービン １０４，１２７ 第２サイクルタービン ２，３，４，２２，２３，２４，４２，４３，４４，５
２，５３，５４，５５，７２，７３，７４，７６，９
２，９３，９４，９５，１０５，１１２，１２４ 給液
加熱器 ７，９，２９，３１，４７，５７，５９，７９，８３，
９７，９９，１１６，１２０，１２２ 凝縮器 ８，１０，３０，３２，４８，５８，６０，６１，８
０，８１，８４，８５，９８，１００，１０１，１０
２，１１７，１１８，１２３，１２５ ポンプ ５，２５，４５，６０，７７，７８，１１４，１１５
熱交換器 ８２，１１９ 分離器 １１，３３，４９，６２，８６，１０３，１２６ ボイ
ラー
Claims (2)
- 【請求項１】ボイラー、タービン、給液加熱器、凝縮
器、管路系及びポンプからなるタービンプラントにおい
て、作動流体として第１流体と第２流体を用い、第２流
体は第１流体とよく混合して臨界温度が第１流体より低
い流体からなり、ボイラーから出た第１流体と第２流体
の混合蒸気はタービンに入り、タービンから出て給液加
熱器に入った混合蒸気を、ここで第１流体の蒸気を混合
割合より多く凝縮させて給液を加熱することで低濃度液
体と高濃度（以下、第２流体が相対的に高濃度のこと）
蒸気（以下、蒸気とは湿り蒸気も含む）とに分離して、
この分離した低濃度液体をタービンから出た蒸気と混合
して、凝縮器でこの蒸気を凝縮することで、再生効果及
び凝縮圧力低下効果を得ることを特徴とするタービンプ
ラント。 - 【請求項２】ボイラー、タービン、給液加熱器、凝縮
器、管路系及びポンプからなるタービンプラントにおい
て、作動流体として第１流体と第２流体を用い、第２流
体は第１流体とよく混合して臨界温度が第１流体より低
い流体からなり、ボイラーから出た第１流体と第２流体
の混合蒸気はタービンに入り、タービンから出て給液加
熱器に入った混合蒸気を、ここで第１流体の蒸気を混合
割合より多く凝縮させて給液を加熱することで低濃度液
体と高濃度蒸気とに分離し、この分離した低濃度液体及
び分離機から出た低濃度液体をタービンから出た蒸気と
混合して、凝縮器でこの蒸気を凝縮することで、再生効
果及び凝縮圧力低下効果を得ることを特徴とするタービ
ンプラント。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25409794A JPH07166816A (ja) | 1993-09-13 | 1994-09-12 | タービンプラント |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26147793 | 1993-09-13 | ||
| JP5-261477 | 1993-09-13 | ||
| JP25409794A JPH07166816A (ja) | 1993-09-13 | 1994-09-12 | タービンプラント |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07166816A true JPH07166816A (ja) | 1995-06-27 |
Family
ID=26541531
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25409794A Pending JPH07166816A (ja) | 1993-09-13 | 1994-09-12 | タービンプラント |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07166816A (ja) |
-
1994
- 1994-09-12 JP JP25409794A patent/JPH07166816A/ja active Pending
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