JPH11117713A - 化学蓄熱式吸気冷却装置 - Google Patents
化学蓄熱式吸気冷却装置Info
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- JPH11117713A JPH11117713A JP27695697A JP27695697A JPH11117713A JP H11117713 A JPH11117713 A JP H11117713A JP 27695697 A JP27695697 A JP 27695697A JP 27695697 A JP27695697 A JP 27695697A JP H11117713 A JPH11117713 A JP H11117713A
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- F01K23/02—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/16—Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 蒸気タービンとガスタービンを用いたコンバ
インドサイクルシステムの夏場の出力低下を回復するた
めに、サイクルから発生する排熱または蒸気を利用して
効率よく冷熱を発生し、この冷熱を用いて吸気温度を下
げ、大幅な出力の増加を図ること。 【解決手段】 発電機101、蒸気タービン102、ガ
スタービン103、燃焼器104、空気圧縮機105、
復水器33から成るコンバインドサイクルシステムに、
化学蓄熱材2を収納した蓄熱容器1、冷媒5を収納した
蒸発器4、凝縮器3から構成されている化学蓄熱装置を
組合わせ、化学蓄熱装置の化学熱材2の再生時にはガス
タービン103の排熱を利用して再生し、この時発生す
る蒸気を凝縮器3に導入して凝縮させ、この時発生する
凝縮熱を復水器33に輸送して効率よく冷却する。一方
冷熱発生時には蒸発器で発生した低温度の熱を空気圧縮
機105に入る吸入空気冷却用の熱交換器25に導入し
て吸気を冷却し、もって大幅な出力増加を図る。
インドサイクルシステムの夏場の出力低下を回復するた
めに、サイクルから発生する排熱または蒸気を利用して
効率よく冷熱を発生し、この冷熱を用いて吸気温度を下
げ、大幅な出力の増加を図ること。 【解決手段】 発電機101、蒸気タービン102、ガ
スタービン103、燃焼器104、空気圧縮機105、
復水器33から成るコンバインドサイクルシステムに、
化学蓄熱材2を収納した蓄熱容器1、冷媒5を収納した
蒸発器4、凝縮器3から構成されている化学蓄熱装置を
組合わせ、化学蓄熱装置の化学熱材2の再生時にはガス
タービン103の排熱を利用して再生し、この時発生す
る蒸気を凝縮器3に導入して凝縮させ、この時発生する
凝縮熱を復水器33に輸送して効率よく冷却する。一方
冷熱発生時には蒸発器で発生した低温度の熱を空気圧縮
機105に入る吸入空気冷却用の熱交換器25に導入し
て吸気を冷却し、もって大幅な出力増加を図る。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガスタービンと蒸
気タービンを組合わせたコンバインドサイクルシステム
の吸気冷却装置の構成に関する。
気タービンを組合わせたコンバインドサイクルシステム
の吸気冷却装置の構成に関する。
【0002】
【従来の技術】ガスタービンの吸気を冷却すると効率が
向上し、また吸入空気の密度が大きくなるので、燃料を
多量に投入することができ、出力の向上に寄与できる。
このため夏場外気温度が高まった時の出力向上策とし
て、吸気を冷却する検討が行なわれている。吸気冷却方
法としては電動圧縮機利用冷凍装置を用いて冷熱を発生
させ、この冷熱を吸気冷却用熱交換器に導入して吸気を
冷却する方法、あるいは吸収式冷凍機(臭化リチウムと
水を利用)を用いて前記熱交換方法と同様にして吸気を
冷却する方法が提案されている。これらの技術は、例え
ば特開平6−299804号公報、特開平6−2998
68号公報、特開平8−158814号公報に開示され
ている。
向上し、また吸入空気の密度が大きくなるので、燃料を
多量に投入することができ、出力の向上に寄与できる。
このため夏場外気温度が高まった時の出力向上策とし
て、吸気を冷却する検討が行なわれている。吸気冷却方
法としては電動圧縮機利用冷凍装置を用いて冷熱を発生
させ、この冷熱を吸気冷却用熱交換器に導入して吸気を
冷却する方法、あるいは吸収式冷凍機(臭化リチウムと
水を利用)を用いて前記熱交換方法と同様にして吸気を
冷却する方法が提案されている。これらの技術は、例え
ば特開平6−299804号公報、特開平6−2998
68号公報、特開平8−158814号公報に開示され
ている。
【0003】しかし前者は大きな電力を必要とし、後者
は7℃以下の冷熱の発生は困難で十分に吸気を冷却でき
ない。またLNGの冷熱を利用する方法(特開平6−2
6674号)も提案されているが、LNGを用いている
発電所は、限りがあり、広く利用できる技術ではなく、
またLNG冷熱はそれほど大きな熱量ではなく、大風量
のガスタービンの吸気を冷却するには熱量的に不足をき
たすことがあり、十分な発電出力の増加には寄与できな
い。
は7℃以下の冷熱の発生は困難で十分に吸気を冷却でき
ない。またLNGの冷熱を利用する方法(特開平6−2
6674号)も提案されているが、LNGを用いている
発電所は、限りがあり、広く利用できる技術ではなく、
またLNG冷熱はそれほど大きな熱量ではなく、大風量
のガスタービンの吸気を冷却するには熱量的に不足をき
たすことがあり、十分な発電出力の増加には寄与できな
い。
【0004】
【発明が解明しようとする課題】本発明の目的は、電気
入力が少なく、温度の低い冷熱(少なくとも2℃以下)
を発生させるシステムを提供し、もって吸気を十分に冷
却して発電出力の大幅な増強を図ることを目的とする。
またLNG冷熱が手軽に得られない所にも利用できる技
術を提供するものである。特に本発明においては、ガス
タービンと蒸気タービンを組合わせたコンバインサイク
ルシステム特有の吸気冷却装置の構成を提供するもので
ある。
入力が少なく、温度の低い冷熱(少なくとも2℃以下)
を発生させるシステムを提供し、もって吸気を十分に冷
却して発電出力の大幅な増強を図ることを目的とする。
またLNG冷熱が手軽に得られない所にも利用できる技
術を提供するものである。特に本発明においては、ガス
タービンと蒸気タービンを組合わせたコンバインサイク
ルシステム特有の吸気冷却装置の構成を提供するもので
ある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明においては化学蓄熱式の冷凍装置を導入す
る。これに用いる化学蓄熱材としては、シリカゲル・ゼ
オライト・活性炭・生石灰などを用い、冷媒としては水
・エタノール・メタノール・エチレングリコール系不凍
液・塩化カルシウム系不凍液などを用い、化学蓄熱材と
冷媒とが反応(または化学蓄熱材が冷媒蒸気を吸着)す
る際に発生する大きな冷熱を利用して低温(少なくとも
2℃以下)を得るものである。
に、本発明においては化学蓄熱式の冷凍装置を導入す
る。これに用いる化学蓄熱材としては、シリカゲル・ゼ
オライト・活性炭・生石灰などを用い、冷媒としては水
・エタノール・メタノール・エチレングリコール系不凍
液・塩化カルシウム系不凍液などを用い、化学蓄熱材と
冷媒とが反応(または化学蓄熱材が冷媒蒸気を吸着)す
る際に発生する大きな冷熱を利用して低温(少なくとも
2℃以下)を得るものである。
【0006】この化学蓄熱材を再生する手段として、ガ
スタービンの排熱、ボイラーの排熱、あるいは蒸気ター
ビンに用いるボイラーから発生する蒸気を抽気利用す
る。これら排熱や蒸気は大量に存在するため化学蓄熱式
冷凍装置によって得られる冷熱も低温度のものが大量に
得られ、吸気を十分に冷却することができる。また従来
の吸収式冷凍装置は少なくとも80℃以上の排熱を用い
ないと、臭化リチウムが再生されず、冷熱が発生できな
かったが、本発明に用いる化学蓄熱材として、例えばシ
リカゲル等を用いれば、約60℃の排熱によって、それ
を再生でき、低温度が得られるようになる。また本発明
においては、化学蓄熱材を再生する時発生する蒸気を凝
縮するに当り、コンバインドサイクルに存在する復水器
を兼用利用することにより、システム全体としてコンパ
クト化することに特徴がある。
スタービンの排熱、ボイラーの排熱、あるいは蒸気ター
ビンに用いるボイラーから発生する蒸気を抽気利用す
る。これら排熱や蒸気は大量に存在するため化学蓄熱式
冷凍装置によって得られる冷熱も低温度のものが大量に
得られ、吸気を十分に冷却することができる。また従来
の吸収式冷凍装置は少なくとも80℃以上の排熱を用い
ないと、臭化リチウムが再生されず、冷熱が発生できな
かったが、本発明に用いる化学蓄熱材として、例えばシ
リカゲル等を用いれば、約60℃の排熱によって、それ
を再生でき、低温度が得られるようになる。また本発明
においては、化学蓄熱材を再生する時発生する蒸気を凝
縮するに当り、コンバインドサイクルに存在する復水器
を兼用利用することにより、システム全体としてコンパ
クト化することに特徴がある。
【0007】
【発明の実施の形態】図1は本発明の化学蓄熱式冷凍装
置の一実施例の構成図である。コンバインサイクルの主
要構成は、空気圧縮機105、燃焼器104、ガスター
ビン103、蒸気タービン102、発電機101から成
っている。ガスタービン103から発生する排ガスはダ
クト49を通った後ボイラー44に入り、さらにそれに
続くダクト49を介して熱交換器29を通過し、それに
連なるダクト49を通って大気へ放出される。ボイラ4
4へは給水用のポンプ43によりパイプ42を介して水
が送られる。この水はボイラー44内で蒸気となり、こ
の蒸気はパイプ41を通って蒸気タービン102に入
る。この蒸気は蒸気タービン102内で膨張しながら発
電機101を駆動する。蒸気タービン102より排出さ
れた蒸気はパイプ40を通って復水器33内に入り、こ
こで凝縮熱を放出して水34となる。この水はパイプ4
0を通って給水用のポンプ43に入り、前と同じサイク
ルをくり返す。また空気圧縮機105に入る吸気用ダク
ト24の前には空気冷却用の熱交換器25が設けてあ
る。
置の一実施例の構成図である。コンバインサイクルの主
要構成は、空気圧縮機105、燃焼器104、ガスター
ビン103、蒸気タービン102、発電機101から成
っている。ガスタービン103から発生する排ガスはダ
クト49を通った後ボイラー44に入り、さらにそれに
続くダクト49を介して熱交換器29を通過し、それに
連なるダクト49を通って大気へ放出される。ボイラ4
4へは給水用のポンプ43によりパイプ42を介して水
が送られる。この水はボイラー44内で蒸気となり、こ
の蒸気はパイプ41を通って蒸気タービン102に入
る。この蒸気は蒸気タービン102内で膨張しながら発
電機101を駆動する。蒸気タービン102より排出さ
れた蒸気はパイプ40を通って復水器33内に入り、こ
こで凝縮熱を放出して水34となる。この水はパイプ4
0を通って給水用のポンプ43に入り、前と同じサイク
ルをくり返す。また空気圧縮機105に入る吸気用ダク
ト24の前には空気冷却用の熱交換器25が設けてあ
る。
【0008】このようなコンバインドサイクルシステム
において、本発明に用いる化学蓄熱式冷凍装置について
次に説明をする。化学蓄熱式冷凍装置の主要構成は、化
学蓄熱材(シリカゲル・ゼオライトなど)2を収納した
蓄熱容器1、冷媒(水・エタノールなど)5を収納した
蒸発器4、凝縮器3より構成されていて、蓄熱容器1と
蒸発器4はバルブ11の付いたパイプ10により、また
蓄熱容器1と凝縮器3はバルブ9の付いたパイプ8によ
って図示のように連結されている。また蓄熱容器1には
加熱用の熱交換器48と冷却用の熱交換器13が設けて
あり、凝縮器3には冷却用の熱交換器6、蒸発器4には
冷熱取出用の熱交換器7が設けてある。ガスタービン1
03からの排ガスはダクト49を通過した後、熱交換器
29を通って大気へ放出される。
において、本発明に用いる化学蓄熱式冷凍装置について
次に説明をする。化学蓄熱式冷凍装置の主要構成は、化
学蓄熱材(シリカゲル・ゼオライトなど)2を収納した
蓄熱容器1、冷媒(水・エタノールなど)5を収納した
蒸発器4、凝縮器3より構成されていて、蓄熱容器1と
蒸発器4はバルブ11の付いたパイプ10により、また
蓄熱容器1と凝縮器3はバルブ9の付いたパイプ8によ
って図示のように連結されている。また蓄熱容器1には
加熱用の熱交換器48と冷却用の熱交換器13が設けて
あり、凝縮器3には冷却用の熱交換器6、蒸発器4には
冷熱取出用の熱交換器7が設けてある。ガスタービン1
03からの排ガスはダクト49を通過した後、熱交換器
29を通って大気へ放出される。
【0009】まず化学蓄熱装置の再生過程について説明
する。前記排ガスの保有する熱の一部は熱交換器29に
伝わるが、この熱は化学蓄熱材2の再生に利用される。
熱交換器29と蓄熱容器1に設けてある熱交換器48
は、パイプ27と28によって循環ループを構成するよ
うに連結されていて、パイプ27部にはポンプ26が設
けてある。この循環ループ内には熱媒体(水、フロンな
ど)が入っていて、ポンプ26を駆動することにより、
熱交換器29から熱交換器48へ熱を伝える。この熱に
よって蓄熱容器1内の化学蓄熱材2は再生され、この時
発生する蒸気は、パイプ8、バルブ9を通って凝縮器3
内に到達し、ここで凝縮熱を放出して液化する。この液
体はバルブ18、パイプ12を介して蒸発器4内へ入
る。
する。前記排ガスの保有する熱の一部は熱交換器29に
伝わるが、この熱は化学蓄熱材2の再生に利用される。
熱交換器29と蓄熱容器1に設けてある熱交換器48
は、パイプ27と28によって循環ループを構成するよ
うに連結されていて、パイプ27部にはポンプ26が設
けてある。この循環ループ内には熱媒体(水、フロンな
ど)が入っていて、ポンプ26を駆動することにより、
熱交換器29から熱交換器48へ熱を伝える。この熱に
よって蓄熱容器1内の化学蓄熱材2は再生され、この時
発生する蒸気は、パイプ8、バルブ9を通って凝縮器3
内に到達し、ここで凝縮熱を放出して液化する。この液
体はバルブ18、パイプ12を介して蒸発器4内へ入
る。
【0010】凝縮器3に設けてある熱交換器6の冷却の
仕方としては、本実施例においては復水器33に用いて
いる冷却水の一部が利用される。この冷却水は海水など
が用いられるが、この水はポンプ30を用いて、パイプ
31を介して復水器33用の熱交換器32内へ導入され
る。その後この水はパイプ35,38を通り、バルブ1
7を介して熱交換器6内へ導入され、その後パイプ2
0,39を介して外部へ放出される。これによって凝縮
器3内で放出される凝縮熱は、熱交換器6を介して外部
へ放出される。パイプ38と39との間にはバルブ37
の付いたパイプ36が設けてあるが、このバルブ37の
開度を変えることによって凝縮用の熱交換器6に導入さ
れる流水量を調節することができる。また凝縮器6を冷
却する必要のない時はバルブ17を閉じてバルブ37を
開けばよい。このようにしてガスタービンの排熱によっ
て化学蓄熱材2は効果的に再生される。
仕方としては、本実施例においては復水器33に用いて
いる冷却水の一部が利用される。この冷却水は海水など
が用いられるが、この水はポンプ30を用いて、パイプ
31を介して復水器33用の熱交換器32内へ導入され
る。その後この水はパイプ35,38を通り、バルブ1
7を介して熱交換器6内へ導入され、その後パイプ2
0,39を介して外部へ放出される。これによって凝縮
器3内で放出される凝縮熱は、熱交換器6を介して外部
へ放出される。パイプ38と39との間にはバルブ37
の付いたパイプ36が設けてあるが、このバルブ37の
開度を変えることによって凝縮用の熱交換器6に導入さ
れる流水量を調節することができる。また凝縮器6を冷
却する必要のない時はバルブ17を閉じてバルブ37を
開けばよい。このようにしてガスタービンの排熱によっ
て化学蓄熱材2は効果的に再生される。
【0011】次に本化学蓄熱装置による冷熱発生過程に
ついて説明する。まずポンプ26を停止し、バルブ9を
閉め、バルブ11を開く。再生が終了した化学蓄熱材2
は冷媒5を吸着する状態に準備されているので、バルブ
11を開くと、直ちに蒸発器4内の冷媒5は蒸発を開始
する。これによって発生した蒸気はバルブ11、パイプ
10を介して蓄熱容器1内へ入り、化学蓄熱材2に吸着
される。
ついて説明する。まずポンプ26を停止し、バルブ9を
閉め、バルブ11を開く。再生が終了した化学蓄熱材2
は冷媒5を吸着する状態に準備されているので、バルブ
11を開くと、直ちに蒸発器4内の冷媒5は蒸発を開始
する。これによって発生した蒸気はバルブ11、パイプ
10を介して蓄熱容器1内へ入り、化学蓄熱材2に吸着
される。
【0012】この時発生する吸着熱または反応熱は冷却
用の熱交換器13内に水を導入することによって熱除去
される。これはパイプ38,39に分岐して設けたパイ
プ15,16と熱交換器13とを連結し、パイプ15部
に設けたバルブ14を開くことによって、水を導入する
ことができる。このような操作によって蒸発器4内の冷
媒5は冷却され、その温度は容易に2℃以下となる。
用の熱交換器13内に水を導入することによって熱除去
される。これはパイプ38,39に分岐して設けたパイ
プ15,16と熱交換器13とを連結し、パイプ15部
に設けたバルブ14を開くことによって、水を導入する
ことができる。このような操作によって蒸発器4内の冷
媒5は冷却され、その温度は容易に2℃以下となる。
【0013】吸収式冷凍機より化学蓄熱式冷凍装置が低
温度を発生できる理由は、化学蓄熱材が冷媒を吸着また
は化学蓄熱材と反応する際の表面積が極めて大きいこと
による。これは臭化リチウムと水を用いた吸収式冷凍機
にない特徴である。化学蓄熱材2がシリカゲルやゼオラ
イトで、冷媒5が水の時には、この水は氷結する。また
冷媒5がエタノールの時には−25℃に到達する。
温度を発生できる理由は、化学蓄熱材が冷媒を吸着また
は化学蓄熱材と反応する際の表面積が極めて大きいこと
による。これは臭化リチウムと水を用いた吸収式冷凍機
にない特徴である。化学蓄熱材2がシリカゲルやゼオラ
イトで、冷媒5が水の時には、この水は氷結する。また
冷媒5がエタノールの時には−25℃に到達する。
【0014】この冷熱を取出して利用するには蒸発器4
に設けてある熱交換器7から吸気冷却用の熱交換器25
へ熱を輸送することによって行なわれる。この実施例で
は熱交換器7と25とをパイプ21,22によって循環
ループを構成するように連結し、パイプ21部に設けて
あるポンプ23によって、内部に封入してある熱媒体
(水や不凍液など)を循環して熱輸送を行なう。またこ
の熱の輸送方法としてはヒートパイプを用いてもよい。
に設けてある熱交換器7から吸気冷却用の熱交換器25
へ熱を輸送することによって行なわれる。この実施例で
は熱交換器7と25とをパイプ21,22によって循環
ループを構成するように連結し、パイプ21部に設けて
あるポンプ23によって、内部に封入してある熱媒体
(水や不凍液など)を循環して熱輸送を行なう。またこ
の熱の輸送方法としてはヒートパイプを用いてもよい。
【0015】この実施例は、ガスタービンから発生する
排熱によって化学蓄熱材を再生して蓄熱状態にしてお
き、所望時バルブを開くことによって化学蓄熱材と冷媒
とを反応させて冷熱を発生させ、この大量の熱によって
吸気を冷却するものができる。化学蓄熱材の反応熱(ま
たは吸着熱)、及び凝縮器で発生する凝縮熱はすでに存
在する復水器に用いている冷却水の一部を兼用して冷却
する。このため新たに冷却塔を設ける必要はなく、シス
テムをコンパクトにまとめることができる。本実施例に
おいて化学蓄熱材2の再生用の熱輸送装置としてポンプ
26とパイプ27,28からなる熱媒体循環ループを用
いたが、これにはヒートパイプあるいは熱流制御性のヒ
ートパイプを用いてもよいものである。
排熱によって化学蓄熱材を再生して蓄熱状態にしてお
き、所望時バルブを開くことによって化学蓄熱材と冷媒
とを反応させて冷熱を発生させ、この大量の熱によって
吸気を冷却するものができる。化学蓄熱材の反応熱(ま
たは吸着熱)、及び凝縮器で発生する凝縮熱はすでに存
在する復水器に用いている冷却水の一部を兼用して冷却
する。このため新たに冷却塔を設ける必要はなく、シス
テムをコンパクトにまとめることができる。本実施例に
おいて化学蓄熱材2の再生用の熱輸送装置としてポンプ
26とパイプ27,28からなる熱媒体循環ループを用
いたが、これにはヒートパイプあるいは熱流制御性のヒ
ートパイプを用いてもよいものである。
【0016】図2は本発明の他の実施例の構成図であ
る。図1はボイラー44に連なるダクト49部の排熱を
用いて、蓄熱容器1内の化学蓄熱材2の再生を行なった
が、この実施例ではボイラー44で発生する蒸気の一部
を抽気して、これを化学蓄熱材2の再生に利用するよう
にしたものである。このためボイラー44部に、バルブ
45の付いたパイプ46を設け、これを蓄熱容器1部に
設けてある加熱用の熱交換器48に結合してある。さら
にパイプ47により熱交換器48と復水器33を結合し
ている。このためパイプ46を通って熱交換器48を加
熱した後の蒸気は、パイプ47を通って復水器33内に
入り、ここで凝縮する。ボイラー44で発生する蒸気の
温度は200℃以上の高温のため、蓄熱容器1内の化学
蓄熱材2は効率よく短時間に再生できる。また熱交換器
48の伝熱面積を少なくすることもできる。
る。図1はボイラー44に連なるダクト49部の排熱を
用いて、蓄熱容器1内の化学蓄熱材2の再生を行なった
が、この実施例ではボイラー44で発生する蒸気の一部
を抽気して、これを化学蓄熱材2の再生に利用するよう
にしたものである。このためボイラー44部に、バルブ
45の付いたパイプ46を設け、これを蓄熱容器1部に
設けてある加熱用の熱交換器48に結合してある。さら
にパイプ47により熱交換器48と復水器33を結合し
ている。このためパイプ46を通って熱交換器48を加
熱した後の蒸気は、パイプ47を通って復水器33内に
入り、ここで凝縮する。ボイラー44で発生する蒸気の
温度は200℃以上の高温のため、蓄熱容器1内の化学
蓄熱材2は効率よく短時間に再生できる。また熱交換器
48の伝熱面積を少なくすることもできる。
【0017】図3は図2の変形実施例の構成図である。
これは化学蓄熱材2の入った蓄熱容器1が1式に対し、
それに結合されている蒸発器4,4−a,4−bが複数
存在する場合の実施例である。蒸発器4,4−a,4−
bは蓄熱容器1に連なるパイプ8に、それぞれパイプ1
0,10−a,10−b及びバルブ11,11−a,1
1−bを介して連結されている。バルブ11,11−
a,11−bを交互に開くことにより、蒸発器4,4−
a,4−b内の冷媒5は交互に冷却され、全体として大
量の冷熱が貯蔵される。
これは化学蓄熱材2の入った蓄熱容器1が1式に対し、
それに結合されている蒸発器4,4−a,4−bが複数
存在する場合の実施例である。蒸発器4,4−a,4−
bは蓄熱容器1に連なるパイプ8に、それぞれパイプ1
0,10−a,10−b及びバルブ11,11−a,1
1−bを介して連結されている。バルブ11,11−
a,11−bを交互に開くことにより、蒸発器4,4−
a,4−b内の冷媒5は交互に冷却され、全体として大
量の冷熱が貯蔵される。
【0018】例えば、夜間等の発電需要が少ない時間帯
を利用して、複数の蒸発器4,4−a,4−bのいずれ
か1つの蒸発器内の冷媒5を氷結させておく。そして、
発電需要の多い昼間に、この氷結された冷媒を解氷し、
多量の冷熱を取り出して吸気冷却用の熱交換器25へ送
ることができる。蒸発器4,4−a,4−bにはそれぞ
れ冷熱取出用の熱交換器7,7−a,7−bが設けてあ
り、それぞれパイプ50と51、パイプ50−aと51
−a、パイプ50−bと51−bによって吸気冷却用の
循環パイプ21に連結されている。またパイプ51,5
1−a,51−bにはそれぞれバルブ53,53−a,
53−bが設けてあり、パイプ21にはバルブ52,5
2−a,52−bが設けてある。これらバルブ52と5
3、52−aと53−a、52−bと53−bを交互に
開くことにより、蒸発器4,4−a,4−b内の冷熱は
適宜ポンプ23による循環媒体により取り出され、吸気
冷却用の熱交換器25に輸送され吸気の冷却に利用され
る。すなわち、このシステムの使い方としては、夜間を
利用して冷媒5を氷結させたときの冷熱を昼間利用する
と同時に、昼間化学蓄熱材2を再生しながら蒸発器
(4,4−a,4−bのいずれか)で発生させる冷熱の
両方を使うことができる。この実施例のものはボイラー
44よりパイプ46へ抽気される蒸気の温度が高温であ
る場合、あるいはその量が多い場合に極めて有効であ
り、吸着容器1の数が少なく経済的となるという利点が
生ずる。
を利用して、複数の蒸発器4,4−a,4−bのいずれ
か1つの蒸発器内の冷媒5を氷結させておく。そして、
発電需要の多い昼間に、この氷結された冷媒を解氷し、
多量の冷熱を取り出して吸気冷却用の熱交換器25へ送
ることができる。蒸発器4,4−a,4−bにはそれぞ
れ冷熱取出用の熱交換器7,7−a,7−bが設けてあ
り、それぞれパイプ50と51、パイプ50−aと51
−a、パイプ50−bと51−bによって吸気冷却用の
循環パイプ21に連結されている。またパイプ51,5
1−a,51−bにはそれぞれバルブ53,53−a,
53−bが設けてあり、パイプ21にはバルブ52,5
2−a,52−bが設けてある。これらバルブ52と5
3、52−aと53−a、52−bと53−bを交互に
開くことにより、蒸発器4,4−a,4−b内の冷熱は
適宜ポンプ23による循環媒体により取り出され、吸気
冷却用の熱交換器25に輸送され吸気の冷却に利用され
る。すなわち、このシステムの使い方としては、夜間を
利用して冷媒5を氷結させたときの冷熱を昼間利用する
と同時に、昼間化学蓄熱材2を再生しながら蒸発器
(4,4−a,4−bのいずれか)で発生させる冷熱の
両方を使うことができる。この実施例のものはボイラー
44よりパイプ46へ抽気される蒸気の温度が高温であ
る場合、あるいはその量が多い場合に極めて有効であ
り、吸着容器1の数が少なく経済的となるという利点が
生ずる。
【0019】図4は本発明の他の実施例の構成図であ
る。これは吸着容器1,1−a,1−bが複数の場合の
実施例である。吸着容器1,1−a,1−bには、それ
ぞれ加熱用の熱交換器48,48−a,48−b及び冷
却用の熱交換器13,13−a,13−bが設けてあ
る。加熱用の熱交換器48,48−a,48−bは、パ
イプ46に分岐パイプを設けて分岐接続されており、バ
ルブ61と62、バルブ61−aと62−a、バルブ6
1−bと62−bによって、ボイラー44より抽気され
る蒸気を交互に熱交換器48,48−a,48−bに流
し、化学蓄熱材2,2−a,2−bを交互に加熱再生が
できるようにしてある。
る。これは吸着容器1,1−a,1−bが複数の場合の
実施例である。吸着容器1,1−a,1−bには、それ
ぞれ加熱用の熱交換器48,48−a,48−b及び冷
却用の熱交換器13,13−a,13−bが設けてあ
る。加熱用の熱交換器48,48−a,48−bは、パ
イプ46に分岐パイプを設けて分岐接続されており、バ
ルブ61と62、バルブ61−aと62−a、バルブ6
1−bと62−bによって、ボイラー44より抽気され
る蒸気を交互に熱交換器48,48−a,48−bに流
し、化学蓄熱材2,2−a,2−bを交互に加熱再生が
できるようにしてある。
【0020】また蓄熱容器1,1−a,1−bには冷却
用の熱交換器13,13−a,13−bが設けてあり、
パイプ35,38を介して流れてくる冷却水が、それら
熱交換器13,13−a,13−bに導入されるように
なっている。これら熱交換器13,13−a,13−b
はパイプ38に分岐パイプを設けて分岐接続されてい
る。熱交換器13にはバルブ63と64により、熱交換
器13−bにはバルブ63−aと64−aにより、熱交
換器13−bにはバルブ63−bと64−bによって冷
却水が導入されたり、その流れが止められたりできるよ
うになっている。
用の熱交換器13,13−a,13−bが設けてあり、
パイプ35,38を介して流れてくる冷却水が、それら
熱交換器13,13−a,13−bに導入されるように
なっている。これら熱交換器13,13−a,13−b
はパイプ38に分岐パイプを設けて分岐接続されてい
る。熱交換器13にはバルブ63と64により、熱交換
器13−bにはバルブ63−aと64−aにより、熱交
換器13−bにはバルブ63−bと64−bによって冷
却水が導入されたり、その流れが止められたりできるよ
うになっている。
【0021】またこの実施例においては蒸発器4部には
熱交換器7は設けてなく、ポンプ23によって、冷媒5
が直接吸い込まれ、吸気冷却用の熱交換器25に導入さ
れた後戻ってくるようになっている。これによって伝熱
効率が高められている。また凝縮器3用の熱交換器6に
はバルブ70と71によって流水が流されたり、止めら
れたりし、冷却する場合と非冷却の場合が使い分けられ
るようになっている。この実施例はボイラー44からバ
ルブ45を介して抽気される蒸気量が少なく、蒸発器4
内の冷媒5の量が多い時に有効である。
熱交換器7は設けてなく、ポンプ23によって、冷媒5
が直接吸い込まれ、吸気冷却用の熱交換器25に導入さ
れた後戻ってくるようになっている。これによって伝熱
効率が高められている。また凝縮器3用の熱交換器6に
はバルブ70と71によって流水が流されたり、止めら
れたりし、冷却する場合と非冷却の場合が使い分けられ
るようになっている。この実施例はボイラー44からバ
ルブ45を介して抽気される蒸気量が少なく、蒸発器4
内の冷媒5の量が多い時に有効である。
【0022】図5は図4の変形実施例の構成図である。
これは凝縮器3が無く、復水器33によって代用してい
る例である。このため化学蓄熱装置のパイプ8とパイプ
12は復水器33に直接的に接続されている。このよう
にすると伝熱効率が向上し、再生速度が高まる。
これは凝縮器3が無く、復水器33によって代用してい
る例である。このため化学蓄熱装置のパイプ8とパイプ
12は復水器33に直接的に接続されている。このよう
にすると伝熱効率が向上し、再生速度が高まる。
【0023】図6は図5の変形実施例の構成図である。
これはパイプ8部に真空ポンプまたは圧縮機80を設
け、再生時蓄熱容器1内の真空度を高めて化学蓄熱材2
の再生速度と再生効率を向上するようにしたものであ
る。本実施例ではダクト49部に熱交換器29を設け
て、排熱を化学蓄熱材2に与えて再生する方法を例とし
ている。このように真空ポンプまたは圧縮機を用いて化
学蓄熱材2の再生速度と再生効率を高める方法は図1か
ら図4の実施例で脱気した冷媒蒸気を凝縮用の熱交換器
に導びく場合にも有効であることは言うまでもない。な
お本発明において、図1から図5の各実施例の特徴ある
部分は他の図の実施例に組合わせて利用できることは言
うまでもない。
これはパイプ8部に真空ポンプまたは圧縮機80を設
け、再生時蓄熱容器1内の真空度を高めて化学蓄熱材2
の再生速度と再生効率を向上するようにしたものであ
る。本実施例ではダクト49部に熱交換器29を設け
て、排熱を化学蓄熱材2に与えて再生する方法を例とし
ている。このように真空ポンプまたは圧縮機を用いて化
学蓄熱材2の再生速度と再生効率を高める方法は図1か
ら図4の実施例で脱気した冷媒蒸気を凝縮用の熱交換器
に導びく場合にも有効であることは言うまでもない。な
お本発明において、図1から図5の各実施例の特徴ある
部分は他の図の実施例に組合わせて利用できることは言
うまでもない。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
(1)ガスタービンと蒸気タービンを用いたコンバイン
ドサイクルシステムの復水器と吸気冷却装置用の化学蓄
熱装置の凝縮器を熱的に結合して装置の小形化を図ると
ともに再生速度、再生効率の向上が行なえ、(2)再生
蒸気を真空ポンプまたは圧縮機によって復水器に輸送す
る方法においては、さらに再生速度、再生効率の向上が
行なえ、(3)また本システムにおいては、蒸気タービ
ンの蒸気の抽気利用あるいは排熱利用によって、電気入
力を用いることなく、化学蓄熱装置を効率的に駆動し
て、2℃以下の低温を得ることができ、これにより吸気
を効率よく冷却して、大幅な出力の増加をもたらすこと
ができ実用に供して便利となった。
(1)ガスタービンと蒸気タービンを用いたコンバイン
ドサイクルシステムの復水器と吸気冷却装置用の化学蓄
熱装置の凝縮器を熱的に結合して装置の小形化を図ると
ともに再生速度、再生効率の向上が行なえ、(2)再生
蒸気を真空ポンプまたは圧縮機によって復水器に輸送す
る方法においては、さらに再生速度、再生効率の向上が
行なえ、(3)また本システムにおいては、蒸気タービ
ンの蒸気の抽気利用あるいは排熱利用によって、電気入
力を用いることなく、化学蓄熱装置を効率的に駆動し
て、2℃以下の低温を得ることができ、これにより吸気
を効率よく冷却して、大幅な出力の増加をもたらすこと
ができ実用に供して便利となった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の化学蓄熱式冷凍装置の一実施例の構成
図。
図。
【図2】本発明の他の実施例の構成図。
【図3】図2の変形実施例の構成図。
【図4】本発明の他の実施例の構成図。
【図5】図4の変形実施例の構成図。
【図6】図5の変形実施例の構成図。
1 蓄熱容器 2 化学蓄熱材 3 凝縮器 4 蒸発器 5 冷媒 6,7,13,25,29,32,48 熱交換器 33 復水器 34 水 23,26,30,43 ポンプ 44 ボイラー 49 ダクト 80 真空ポンプまたは圧縮機 101 発電機 102 蒸気タービン 103 ガスタービン 104 燃焼器 105 空気圧縮機
フロントページの続き (72)発明者 石川 明 愛知県名古屋市緑区大高町字北関山20番地 の1 中部電力株式会社電力技術研究所機 械グループ内 (72)発明者 田中 雅 愛知県名古屋市緑区大高町字北関山20番地 の1 中部電力株式会社電力技術研究所機 械グループ内
Claims (6)
- 【請求項1】 吸気冷却用熱交換器を備えた空気圧縮機
と、燃焼器と、ガスタービンと、ボイラーと、蒸気ター
ビンと、復水器と、発電機を有するコンバインドサイク
ルシステムに装備される化学蓄熱式吸気冷却装置におい
て、化学蓄熱材を収納した蓄熱容器と、冷媒を収納した
蒸発器と、化学蓄熱材の再生時に発生する冷媒蒸気を凝
縮させるための凝縮器とを有し、前記蒸発器と吸気冷却
用熱交換器とを熱的に結合する手段と、蓄熱容器及び凝
縮器を前記復水器と熱的に結合する手段とを備え、ガス
タービンの排熱、又はボイラーから発生する蒸気を用い
て化学蓄熱材を再生することを特徴とした化学蓄熱式吸
気冷却装置。 - 【請求項2】 蓄熱容器あるいは凝縮器を復水器と熱的
に結合する手段は、復水器用の熱交換器に流入する冷却
水の一部を前記蓄熱容器冷却用の熱交換器あるいは凝縮
器冷却用の熱交換器に導入することを特徴とした請求項
1に記載の化学蓄熱式吸気冷却装置。 - 【請求項3】 前記凝縮器を復水器と熱的に結合する手
段は、再生時に蓄熱容器から発生する冷媒蒸気を直接復
水器内に導入して凝縮させることにより、前記凝縮器を
省略したことを特徴とした請求項1又は2に記載の化学
蓄熱式吸気冷却装置。 - 【請求項4】 再生時に蓄熱容器内の化学蓄熱材より発
生する蒸気を、真空ポンプあるいは圧縮機を用いて凝縮
器冷却用の熱交換器内、あるいは直接復水器内に導入す
ることを特徴とした請求項2又は3に記載の化学蓄熱式
吸気冷却装置。 - 【請求項5】 吸気冷却用熱交換器と前記蒸発器とを熱
的に結合する手段は、蒸発器に設けた熱交換器と吸気冷
却用の熱交換器とを熱媒体循環パイプとポンプを用いて
熱媒体を循環するか、あるいは蒸発器内の冷媒をポンプ
を用いて直接前記吸気冷却用熱交換器に導入することを
特徴とした請求項1から4のいずれかに記載の化学蓄熱
式吸気冷却装置。 - 【請求項6】 化学蓄熱装置を構成する蓄熱容器及び蒸
発器を複数台備え、互いに熱的に結合したことを特徴と
する請求項1から5のいずれかに記載の化学蓄熱式吸気
冷却装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27695697A JPH11117713A (ja) | 1997-10-09 | 1997-10-09 | 化学蓄熱式吸気冷却装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27695697A JPH11117713A (ja) | 1997-10-09 | 1997-10-09 | 化学蓄熱式吸気冷却装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11117713A true JPH11117713A (ja) | 1999-04-27 |
Family
ID=17576763
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27695697A Pending JPH11117713A (ja) | 1997-10-09 | 1997-10-09 | 化学蓄熱式吸気冷却装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11117713A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003232226A (ja) * | 2002-02-12 | 2003-08-22 | Hitachi Zosen Corp | ガスタービン発電設備 |
| JP2007064049A (ja) * | 2005-08-30 | 2007-03-15 | Hitachi Eng Co Ltd | ガスタービンコージェネレーション設備の廃熱回収システム |
| WO2010111688A3 (en) * | 2009-03-26 | 2011-01-13 | Solar Storage Company | Intermediate pressure storage system for thermal storage |
| CN102562313A (zh) * | 2012-01-11 | 2012-07-11 | 哈尔滨工程大学 | 化学回热循环燃气轮机 |
| DE102013211410A1 (de) * | 2013-06-18 | 2014-12-31 | Robert Bosch Gmbh | Abwärmerückgewinnungssystem |
| KR20180059938A (ko) * | 2015-10-07 | 2018-06-05 | 지멘스 악티엔게젤샤프트 | 가스-및-스팀 복합 사이클 전력 스테이션을 동작시키기 위한 방법 |
| KR20180063299A (ko) * | 2015-10-07 | 2018-06-11 | 지멘스 악티엔게젤샤프트 | 가스 및 증기 복합 사이클 발전소를 동작시키기 위한 방법 |
| CN113653548A (zh) * | 2021-07-24 | 2021-11-16 | 华北电力大学(保定) | 一种带化学提质蓄热的多循环耦合联供系统 |
-
1997
- 1997-10-09 JP JP27695697A patent/JPH11117713A/ja active Pending
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003232226A (ja) * | 2002-02-12 | 2003-08-22 | Hitachi Zosen Corp | ガスタービン発電設備 |
| JP2007064049A (ja) * | 2005-08-30 | 2007-03-15 | Hitachi Eng Co Ltd | ガスタービンコージェネレーション設備の廃熱回収システム |
| WO2010111688A3 (en) * | 2009-03-26 | 2011-01-13 | Solar Storage Company | Intermediate pressure storage system for thermal storage |
| CN102449302A (zh) * | 2009-03-26 | 2012-05-09 | 太阳存储系统公司 | 用于蓄热的中压储存系统 |
| US10047637B2 (en) | 2009-03-26 | 2018-08-14 | Terrajoule Corporation | Intermediate pressure storage system for thermal storage |
| CN102562313A (zh) * | 2012-01-11 | 2012-07-11 | 哈尔滨工程大学 | 化学回热循环燃气轮机 |
| DE102013211410B4 (de) * | 2013-06-18 | 2017-05-18 | Robert Bosch Gmbh | Abwärmerückgewinnungssystem |
| DE102013211410A1 (de) * | 2013-06-18 | 2014-12-31 | Robert Bosch Gmbh | Abwärmerückgewinnungssystem |
| KR20180059938A (ko) * | 2015-10-07 | 2018-06-05 | 지멘스 악티엔게젤샤프트 | 가스-및-스팀 복합 사이클 전력 스테이션을 동작시키기 위한 방법 |
| CN108138601A (zh) * | 2015-10-07 | 2018-06-08 | 西门子公司 | 运行燃气和蒸汽联合发电站的方法 |
| KR20180063299A (ko) * | 2015-10-07 | 2018-06-11 | 지멘스 악티엔게젤샤프트 | 가스 및 증기 복합 사이클 발전소를 동작시키기 위한 방법 |
| JP2018534464A (ja) * | 2015-10-07 | 2018-11-22 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフトSiemens Aktiengesellschaft | ガス・蒸気・コンバインドサイクル発電所の運転方法 |
| US11015490B2 (en) | 2015-10-07 | 2021-05-25 | Siemens Energy Global GmbH & Co. KG | Method for operating a combined gas and steam power plant with steam heated by an exothermic chemical reaction |
| CN113653548A (zh) * | 2021-07-24 | 2021-11-16 | 华北电力大学(保定) | 一种带化学提质蓄热的多循环耦合联供系统 |
| CN113653548B (zh) * | 2021-07-24 | 2023-05-30 | 华北电力大学(保定) | 一种带化学提质蓄热的多循环耦合联供系统 |
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