JPH08105305A - 吸収式ランキンサイクル発電装置 - Google Patents
吸収式ランキンサイクル発電装置Info
- Publication number
- JPH08105305A JPH08105305A JP24356494A JP24356494A JPH08105305A JP H08105305 A JPH08105305 A JP H08105305A JP 24356494 A JP24356494 A JP 24356494A JP 24356494 A JP24356494 A JP 24356494A JP H08105305 A JPH08105305 A JP H08105305A
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- Japan
- Prior art keywords
- water
- turbine
- ammonia
- heat
- rankine cycle
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ランキンサイクルの作動媒体として、アンモ
ニアと水の混合媒体を使用し、タービンの圧力等の設計
条件及び発電出力量の改善を計り得る吸収式ランキンサ
イクル発電装置を提供する。 【構成】 作動媒体をアンモニア及び水の混合媒体と
し、かつ、比較的低温度の廃熱を熱源とした熱回収発電
装置であって、その蒸発部ではアンモニア水溶液をター
ビン１に導入するアンモニア蒸気と水に分離し、その水
をタービン１より排出されるアンモニア蒸気と凝縮器２
において、再度、混合させ、形成されたアンモニア水溶
液を前記蒸発部４へ送液すると共に、前記蒸発部４と凝
縮器２の間を反対方向に移動する水とアンモニア水溶液
を熱交換させる。
ニアと水の混合媒体を使用し、タービンの圧力等の設計
条件及び発電出力量の改善を計り得る吸収式ランキンサ
イクル発電装置を提供する。 【構成】 作動媒体をアンモニア及び水の混合媒体と
し、かつ、比較的低温度の廃熱を熱源とした熱回収発電
装置であって、その蒸発部ではアンモニア水溶液をター
ビン１に導入するアンモニア蒸気と水に分離し、その水
をタービン１より排出されるアンモニア蒸気と凝縮器２
において、再度、混合させ、形成されたアンモニア水溶
液を前記蒸発部４へ送液すると共に、前記蒸発部４と凝
縮器２の間を反対方向に移動する水とアンモニア水溶液
を熱交換させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、工場等から排出される
比較的低温（例えば、１５０℃以下）の未利用エネルギ
ーを有効に利用して発電する吸収式ランキンサイクル発
電装置に関するものである。
比較的低温（例えば、１５０℃以下）の未利用エネルギ
ーを有効に利用して発電する吸収式ランキンサイクル発
電装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、低温度の廃熱から熱回収を行なっ
て発電する方式として最も代表的な装置としては、図４
に示すような、アンモニア単一ランキンサイクル発電装
置が知られている。この装置は、その作動媒体として低
沸点媒体である有機媒体、例えば、アンモニア又はフロ
ン等の単一媒体を使用し、タービン１から出た排気を凝
縮器２において冷却水Ｃで冷却して液化させ、液化させ
たアンモニア液（ＮＨ3 ）を給液ポンプ３によってボイ
ラ等の蒸発部４に供給し、そこで、比較的低温の廃熱Ｈ
によって蒸発させてアンモニア蒸気としてタービン１に
供給し、このタービン１により駆動される発電機５で発
電するようになっている。
て発電する方式として最も代表的な装置としては、図４
に示すような、アンモニア単一ランキンサイクル発電装
置が知られている。この装置は、その作動媒体として低
沸点媒体である有機媒体、例えば、アンモニア又はフロ
ン等の単一媒体を使用し、タービン１から出た排気を凝
縮器２において冷却水Ｃで冷却して液化させ、液化させ
たアンモニア液（ＮＨ3 ）を給液ポンプ３によってボイ
ラ等の蒸発部４に供給し、そこで、比較的低温の廃熱Ｈ
によって蒸発させてアンモニア蒸気としてタービン１に
供給し、このタービン１により駆動される発電機５で発
電するようになっている。
【０００３】このような低沸点媒体を利用したランキン
サイクル発電装置は、上記のように、１５０℃以下の、
通常、人間が生活する程度の未利用エネルギーを蒸発部
とタービンを利用して動力化しようとするものである
が、アンモニアの特性からその高圧高温条件が決定して
しまう。すなわち、タービン１から出る排気の圧力も冷
却水Ｃによって冷却される温度で決まってしまうことか
ら、温度レベル的には、必ずしも適当な媒体ではなく、
タービンで発生する動力は、これ以上に大きくはならな
い。
サイクル発電装置は、上記のように、１５０℃以下の、
通常、人間が生活する程度の未利用エネルギーを蒸発部
とタービンを利用して動力化しようとするものである
が、アンモニアの特性からその高圧高温条件が決定して
しまう。すなわち、タービン１から出る排気の圧力も冷
却水Ｃによって冷却される温度で決まってしまうことか
ら、温度レベル的には、必ずしも適当な媒体ではなく、
タービンで発生する動力は、これ以上に大きくはならな
い。
【０００４】一方、このランキンサイクルと類似のカリ
ーナサイクルも公知であるが、このサイクルは、システ
ムとして複雑となり、かつ、対象温度がガスタービンの
排ガス温度レベルの如く、比較的高いという問題があ
る。
ーナサイクルも公知であるが、このサイクルは、システ
ムとして複雑となり、かつ、対象温度がガスタービンの
排ガス温度レベルの如く、比較的高いという問題があ
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、係る従来の
問題を解消するためになされたものであり、その目的と
するところは、ランキンサイクルの作動媒体として、ア
ンモニアと水の混合媒体を使用し、タービンの圧力等の
設計条件及び発電出力量の改善を計り得る吸収式ランキ
ンサイクル発電装置を提供することにある。
問題を解消するためになされたものであり、その目的と
するところは、ランキンサイクルの作動媒体として、ア
ンモニアと水の混合媒体を使用し、タービンの圧力等の
設計条件及び発電出力量の改善を計り得る吸収式ランキ
ンサイクル発電装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明の吸収
式ランキンサイクル発電装置は、作動媒体をアンモニア
及び水の混合媒体とし、かつ、比較的低温度の廃熱を熱
源とした熱回収発電装置であって、その蒸発部ではアン
モニア水溶液をタービンに導入するアンモニア蒸気と水
に分離し、その水をタービンより排出されるアンモニア
蒸気と凝縮器において、再度、混合させ、形成されたア
ンモニア水溶液を前記蒸発部へ送液すると共に、前記蒸
発部と凝縮器の間を反対方向に移動する水とアンモニア
水溶液を熱交換させることを特徴とするものである。
式ランキンサイクル発電装置は、作動媒体をアンモニア
及び水の混合媒体とし、かつ、比較的低温度の廃熱を熱
源とした熱回収発電装置であって、その蒸発部ではアン
モニア水溶液をタービンに導入するアンモニア蒸気と水
に分離し、その水をタービンより排出されるアンモニア
蒸気と凝縮器において、再度、混合させ、形成されたア
ンモニア水溶液を前記蒸発部へ送液すると共に、前記蒸
発部と凝縮器の間を反対方向に移動する水とアンモニア
水溶液を熱交換させることを特徴とするものである。
【０００７】すなわち、１５０℃以下の比較的低温度の
廃熱の熱源により蒸発部で加熱されたアンモニア水溶液
は、アンモニア蒸気と水とに分離され、分離された水
が、タービンの排気であるアンモニア蒸気と凝縮器で接
触し、そこで、冷却水で冷却されるので、アンモニア蒸
気は水に吸収されてアンモニア水溶液になり、上記の水
と熱交換する熱交換器を経由して蒸発部に戻り、この熱
交換器により熱ロスが防止さると共に、水及びアンモニ
アの混合媒体を作動媒体としているので、凝縮器での凝
縮圧力を低減できる一方、タービン膨張割合を拡大する
ことができ、それだけ発生出力を大きくできる。
廃熱の熱源により蒸発部で加熱されたアンモニア水溶液
は、アンモニア蒸気と水とに分離され、分離された水
が、タービンの排気であるアンモニア蒸気と凝縮器で接
触し、そこで、冷却水で冷却されるので、アンモニア蒸
気は水に吸収されてアンモニア水溶液になり、上記の水
と熱交換する熱交換器を経由して蒸発部に戻り、この熱
交換器により熱ロスが防止さると共に、水及びアンモニ
アの混合媒体を作動媒体としているので、凝縮器での凝
縮圧力を低減できる一方、タービン膨張割合を拡大する
ことができ、それだけ発生出力を大きくできる。
【０００８】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図１は本発明に係る吸収式ランキンサイクル発電
装置の系統図、図２は本発明に係る吸収式ランキンサイ
クル発電装置の蒸発部の要部詳細系統図であり、従来と
同じ機器は、同じ符号で示している。
する。図１は本発明に係る吸収式ランキンサイクル発電
装置の系統図、図２は本発明に係る吸収式ランキンサイ
クル発電装置の蒸発部の要部詳細系統図であり、従来と
同じ機器は、同じ符号で示している。
【０００９】この発電装置は、作動媒体にアンモニアと
水の混合媒体を使用しており、比較的低温度、例えば、
工場等から排出される１５０℃以下の廃熱を熱源とした
熱回収発電装置であり、図１の蒸発部４において、アン
モニア水溶液を廃熱Ｈで加熱することにより、アンモニ
ア蒸気と水に分離させている。分離されたアンモニア蒸
気は、タービン１に導入され、発電機５により発電する
が、一方の分離された水は、熱交換器６を介して凝縮器
２に送られ、ここで、タービン１より排出されたアンモ
ニア蒸気と接触し、かつ、凝縮器２において冷却水Ｃに
より冷却されることでアンモニア蒸気とそれを吸収する
水との混合により、再び、アンモニア水溶液が形成され
る。
水の混合媒体を使用しており、比較的低温度、例えば、
工場等から排出される１５０℃以下の廃熱を熱源とした
熱回収発電装置であり、図１の蒸発部４において、アン
モニア水溶液を廃熱Ｈで加熱することにより、アンモニ
ア蒸気と水に分離させている。分離されたアンモニア蒸
気は、タービン１に導入され、発電機５により発電する
が、一方の分離された水は、熱交換器６を介して凝縮器
２に送られ、ここで、タービン１より排出されたアンモ
ニア蒸気と接触し、かつ、凝縮器２において冷却水Ｃに
より冷却されることでアンモニア蒸気とそれを吸収する
水との混合により、再び、アンモニア水溶液が形成され
る。
【００１０】このアンモニア水溶液は、給液ポンプ３に
より熱交換器６を経由して蒸発部４へ戻される。上記の
ように、蒸発部４から凝縮器２へ移動する水と、凝縮器
２から蒸発部４へ移動するアンモニア水溶液とは、それ
ぞれの移動において、熱交換器６を介してそれぞれ熱交
換を行なうことになる。
より熱交換器６を経由して蒸発部４へ戻される。上記の
ように、蒸発部４から凝縮器２へ移動する水と、凝縮器
２から蒸発部４へ移動するアンモニア水溶液とは、それ
ぞれの移動において、熱交換器６を介してそれぞれ熱交
換を行なうことになる。
【００１１】ここで、凝縮器２において、アンモニア蒸
気と水の２つの媒体が混合し、相互に吸収する際に、吸
収熱が発生し、その吸収熱は、凝縮器２の冷却水Ｃが奪
うことになるが、２つの媒体の混合に伴う圧力は、図４
に示す従来のアンモニア単一ランキンサイクル発電装置
の場合に比べて極めて低い圧力になる。このことは、タ
ービン１の入口と出口との熱落差が大きくなり、それだ
け、タービン１で発生する動力、すなわち、発電量が増
大することになる。
気と水の２つの媒体が混合し、相互に吸収する際に、吸
収熱が発生し、その吸収熱は、凝縮器２の冷却水Ｃが奪
うことになるが、２つの媒体の混合に伴う圧力は、図４
に示す従来のアンモニア単一ランキンサイクル発電装置
の場合に比べて極めて低い圧力になる。このことは、タ
ービン１の入口と出口との熱落差が大きくなり、それだ
け、タービン１で発生する動力、すなわち、発電量が増
大することになる。
【００１２】ここで、図３を参照し、図４に示す従来例
と図１に示す本発明における圧力とエンタルピーとの関
係を表すアンモニア状態線図について説明する。図４の
従来のアンモニア単一の場合では、線図Ａ−Ｂ、即ち、
圧力１０００PSIAから３００PSIAまでのエンタルピーｈ
2 が、タービン断熱変化であるのに対し、図１の本発明
のアンモニアと水との混合媒体の場合では、線図Ｘ−
Ｙ、即ち、圧力８００PSIAから２００PSIAまでのエンタ
ルピーｈ1 がタービン断念変化となり、エンタルピーに
ｈ1 −ｈ2 の差がでることが判る。この分だけ、タービ
ン１における熱落差が大きく、タービン膨張割合を拡大
でき、以て、発生出力が大きくなることになる。
と図１に示す本発明における圧力とエンタルピーとの関
係を表すアンモニア状態線図について説明する。図４の
従来のアンモニア単一の場合では、線図Ａ−Ｂ、即ち、
圧力１０００PSIAから３００PSIAまでのエンタルピーｈ
2 が、タービン断熱変化であるのに対し、図１の本発明
のアンモニアと水との混合媒体の場合では、線図Ｘ−
Ｙ、即ち、圧力８００PSIAから２００PSIAまでのエンタ
ルピーｈ1 がタービン断念変化となり、エンタルピーに
ｈ1 −ｈ2 の差がでることが判る。この分だけ、タービ
ン１における熱落差が大きく、タービン膨張割合を拡大
でき、以て、発生出力が大きくなることになる。
【００１３】ここで、図１の装置のアンモニア水溶液濃
度を８０％とした場合、図３に示すタービン断熱落差で
１１．１kcal／kg（断熱効率１００％）の差があること
になり、これだけ未利用エネルギーの有効利用ができる
ことになる。次に、図２の蒸発部４の詳細について説明
すると、この蒸発部４は、蒸発器４１と過熱器４２とか
らなり、廃熱Ｈは、矢印の如く、過熱器４２から蒸発器
４１へ導入され、熱吸収後は廃棄される。
度を８０％とした場合、図３に示すタービン断熱落差で
１１．１kcal／kg（断熱効率１００％）の差があること
になり、これだけ未利用エネルギーの有効利用ができる
ことになる。次に、図２の蒸発部４の詳細について説明
すると、この蒸発部４は、蒸発器４１と過熱器４２とか
らなり、廃熱Ｈは、矢印の如く、過熱器４２から蒸発器
４１へ導入され、熱吸収後は廃棄される。
【００１４】また、蒸発器４１へ導入されたアンモニア
水溶液は、ここで分離され、分離されたアンモニア蒸気
は、気水分離器４３を介して過熱器４２で、更に、過熱
された後、タービン１へ導入される。一方、分離された
水は、熱交換器６を介して凝縮器２へ導入され、タービ
ン１の排気であるアンモニア蒸気を吸収する。
水溶液は、ここで分離され、分離されたアンモニア蒸気
は、気水分離器４３を介して過熱器４２で、更に、過熱
された後、タービン１へ導入される。一方、分離された
水は、熱交換器６を介して凝縮器２へ導入され、タービ
ン１の排気であるアンモニア蒸気を吸収する。
【００１５】
【発明の効果】上記のように、本発明の吸収式ランキン
サイクル発電装置によれば、水とアンモニアの混合媒体
を作動媒体としているので、凝縮器での凝縮圧力を低減
できる。その結果、タービン膨張割合が拡大するため、
発生出力が大きくなる。
サイクル発電装置によれば、水とアンモニアの混合媒体
を作動媒体としているので、凝縮器での凝縮圧力を低減
できる。その結果、タービン膨張割合が拡大するため、
発生出力が大きくなる。
【図１】本発明に係る吸収式ランキンサイクル発電装置
の系統図である。
の系統図である。
【図２】本発明に係る吸収式ランキンサイクル発電装置
の要部系統図である。
の要部系統図である。
【図３】本発明の装置と従来の装置のタービンでの断熱
膨張の変化を示すアンモニア状態線図である。
膨張の変化を示すアンモニア状態線図である。
【図４】従来のアンモニア単一ランキンサイクル発電装
置の系統図である。
置の系統図である。
１ タービン ２ 凝縮器 ４ 蒸発部
Claims (1)
- 【請求項１】 作動媒体をアンモニア及び水の混合媒体
とし、かつ、比較的低温度の廃熱を熱源とした熱回収発
電装置であって、その蒸発部ではアンモニア水溶液をタ
ービンに導入するアンモニア蒸気と水に分離し、その水
をタービンより排出されるアンモニア蒸気と凝縮器にお
いて、再度、混合させ、形成されたアンモニア水溶液を
前記蒸発部へ送液すると共に、前記蒸発部と凝縮器の間
を反対方向に移動する水とアンモニア水溶液を熱交換さ
せる吸収式ランキンサイクル発電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24356494A JPH08105305A (ja) | 1994-10-07 | 1994-10-07 | 吸収式ランキンサイクル発電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24356494A JPH08105305A (ja) | 1994-10-07 | 1994-10-07 | 吸収式ランキンサイクル発電装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08105305A true JPH08105305A (ja) | 1996-04-23 |
Family
ID=17105722
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24356494A Pending JPH08105305A (ja) | 1994-10-07 | 1994-10-07 | 吸収式ランキンサイクル発電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08105305A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008101521A (ja) * | 2006-10-18 | 2008-05-01 | Fuji Oil Co Ltd | 排熱による発電システム |
| JP2008248830A (ja) * | 2007-03-30 | 2008-10-16 | Kyushu Denshi Giken Kk | 複合型タービンシステム及びそれを用いた温水発電装置 |
| JP2009041567A (ja) * | 2007-08-07 | 2009-02-26 | General Electric Co <Ge> | ガスタービンのスプレー入口温度サプレッサ用の圧力を供給するための方法及び装置 |
-
1994
- 1994-10-07 JP JP24356494A patent/JPH08105305A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008101521A (ja) * | 2006-10-18 | 2008-05-01 | Fuji Oil Co Ltd | 排熱による発電システム |
| JP2008248830A (ja) * | 2007-03-30 | 2008-10-16 | Kyushu Denshi Giken Kk | 複合型タービンシステム及びそれを用いた温水発電装置 |
| JP2009041567A (ja) * | 2007-08-07 | 2009-02-26 | General Electric Co <Ge> | ガスタービンのスプレー入口温度サプレッサ用の圧力を供給するための方法及び装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19991026 |