(57)【要約】【課題】熱水として回収された排ガスの熱エネルギを有効に利用して発電機出力の増大を図ることのできる排熱利用電力の発電方法を提供する。【解決手段】排熱回収用熱交換器１１，１２により得られた熱水をフラッシャ１３，１４に供給し、フラッシャ１３，１４により得られた飽和蒸気を蒸気タービン１６に供給して発電機１５を駆動すると共に、蒸気タービン１６から排出された湿り蒸気を復水器１７に供給して水に戻すに際して、復水器１６から排出された冷却水を冷却して復水器１６に供給する手段として吸着式冷凍機１９を用いると共に、吸着式冷凍機１９の吸着剤２９を加熱する熱源水としてフラッシャ１４から排出された温水を用いる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排ガスの熱エネルギを熱水として回収する排熱回収手段により得られた熱水を複数段のフラッシャに供給し、これらのフラッシャにより得られた蒸気を蒸気タービンに供給して発電機を駆動すると共に、前記蒸気タービンから排出された湿り蒸気を復水器に供給して水に戻すに際して、
前記復水器から排出された冷却水を冷却して前記復水器に供給する手段として吸着式冷凍機を用いると共に、前記吸着式冷凍機の吸着剤を加熱する熱源水として前記複数段のフラッシャのうち最終段のフラッシャから排出された温水を用いて電力を得ることを特徴とする排熱利用電力の発電方法。
【請求項２】
排ガスの熱エネルギを熱水として回収する排熱回収手段により得られた熱水を複数段のフラッシャに供給し、これらのフラッシャにより得られた蒸気を蒸気タービンに供給して発電機を駆動すると共に、前記蒸気タービンから排出された湿り蒸気を復水器に供給して水に戻すに際して、
前記復水器から排出された冷却水を冷却して前記復水器に供給する手段として吸収式冷凍機を用いると共に、前記吸収式冷凍機の吸収液を加熱する熱源水として前記複数段のフラッシャのうち最終段のフラッシャから排出された温水を用いて電力を得ることを特徴とする排熱利用電力の発電方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排ガスの熱エネルギを利用して電力を得る排熱利用電力の発電方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、セメント焼成プラント、ゴミ焼却プラント、製鉄所などの各種プラントで発生した排ガスの熱エネルギを利用して電力を得る方法として、例えば、図４に示す発電設備を用いて電力を得る方法が提案されている。
図４に示す発電設備は排ガスの熱エネルギを高温の熱水として回収する排熱回収手段としての排熱回収用熱交換器１１，１２を備えており、これらの排熱回収用熱交換器１１，１２により得られた熱水はフラッシャ１３に供給された後、フラッシャ１３の後段に配置されたフラッシャ１４に供給されるようになっている。
【０００３】
また、図４に示す発電設備は発電機１５を備えており、この発電機１５を駆動する蒸気タービン１６には、フラッシャ１３，１４により得られた飽和蒸気が供給されるようになっている。さらに、図４に示す発電設備は復水器１７を備えており、蒸気タービン１６から排出された低圧湿り蒸気は復水器１７で水に戻された後、給水ポンプ１８により排熱回収用熱交換器１１，１２に供給されるようになっている。
【０００４】
このような発電設備では、例えば排熱回収用熱交換器１１，１２により得られる熱水の熱量を９５６ｋＪ／ｋｇ、フラッシャ１３により得られる飽和蒸気の熱量を２７８０ｋＪ／ｋｇ、フラッシャ１４により得られる飽和蒸気の熱量を２６８０ｋＪ／ｋｇ、復水器１７に供給される冷却水の温度を２８℃、復水器１７の真空度を０．０５ｂａｒ、復水器１７により得られる復水の温度を３３℃、復水器１７により得られる復水の熱量を２３１０ｋＪ／ｋｇとして発電機１５の出力を計算すると、約２５４６ｋＷの発電機出力を得ることができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、排熱回収用熱交換器１１，１２からフラッシャ１３に供給される熱水の供給量を１００ｔ／ｈ、フラッシャ１３から蒸気タービン１６に供給される飽和蒸気の供給量を１２ｔ／ｈ、フラッシャ１３からフラッシャ１４に供給される熱水の供給量を８８ｔ／ｈ、フラッシャ１４から蒸気タービン１６に供給される飽和蒸気の供給量を１０．６ｔ／ｈとすると、約７７．４ｔ／ｈの熱水が４３８ｋＪ／ｋｇの熱量を持った温水としてフラッシャ１４から未利用のまま排出されるため、図４に示した発電設備では、熱水として回収された排ガスの熱エネルギ利用効率が低いという問題があった。
そこで、本発明は上述した問題点に鑑みてなされたものであり、熱水として回収された排ガスの熱エネルギを有効に利用して発電機出力の増大を図ることのできる排熱利用電力の発電方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、請求項１記載の発明に係る排熱利用電力の発電方法は、排ガスの熱エネルギを熱水として回収する排熱回収手段により得られた熱水を複数段のフラッシャに供給し、これらのフラッシャにより得られた蒸気を蒸気タービンに供給して発電機を駆動すると共に、前記蒸気タービンから排出された湿り蒸気を復水器に供給して水に戻すに際して、前記復水器から排出された冷却水を冷却して前記復水器に供給する手段として吸着式冷凍機を用いると共に、前記吸着式冷凍機の吸着剤を加熱する熱源水として前記複数段のフラッシャのうち最終段のフラッシャから排出された温水を用いて電力を得ることを特徴とするものである。
【０００７】
請求項２記載の発明に係る排熱利用電力の発電方法は、排ガスの熱エネルギを熱水として回収する排熱回収手段により得られた熱水を複数段のフラッシャに供給し、これらのフラッシャにより得られた蒸気を蒸気タービンに供給して発電機を駆動すると共に、前記蒸気タービンから排出された湿り蒸気を復水器に供給して水に戻すに際して、前記復水器から排出された冷却水を冷却して前記復水器に供給する手段として吸収式冷凍機を用いると共に、前記吸収式冷凍機の吸収液を加熱する熱源水として前記複数段のフラッシャのうち最終段のフラッシャから排出された温水を用いて電力を得ることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１記載の発明に係る排熱利用電力の発電方法では、復水器から排出された冷却水を冷却して復水器に供給する手段として吸着式冷凍機を用いると共に、吸着式冷凍機の吸着剤を加熱する熱源水として最終段のフラッシャから排出された温水を用いたことにより、復水器の真空度を例えば０．０５ｂａｒから０．０２ｂａｒに高くして発電機出力の増大を図ることができると共に、熱水として回収された排ガスの熱エネルギを吸着式冷凍機の吸着剤を加熱する熱源として利用することができる。したがって、請求項１記載の発明に係る排熱利用電力の発電方法によれば、熱水として回収された排ガスの熱エネルギを有効に利用して発電機出力の増大を図ることができる。
【０００９】
請求項２記載の発明に係る排熱利用電力の発電方法では、復水器から排出された冷却水を冷却して復水器に供給する手段として吸収式冷凍機を用いると共に、吸収式冷凍機の吸収液を加熱する熱源水として最終段のフラッシャから排出された温水を用いたことにより、復水器の真空度を例えば０．０５ｂａｒから０．０２ｂａｒに高くして発電機出力の増大を図ることができると共に、熱水として回収された排ガスの熱エネルギを吸収式冷凍機の吸収液を加熱する熱源として利用することができる。したがって、請求項２記載の発明に係る排熱利用電力の発電方法によれば、熱水として回収された排ガスの熱エネルギを有効に利用して発電機出力の増大を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１は本発明に係る排熱利用電力の発電方法を実施するための第１の実施形態を示す図であり、第１の実施形態が図４に示した発電設備と異なる点は、復水器１７から排出された冷却水を冷却して復水器１７に供給する手段として吸着式冷凍機１９を用いると共に、吸着式冷凍機１９の吸着剤２９を加熱する熱源水として最終段のフラッシャ１４から排出される温水を用いた点である。
【００１１】
吸着式冷凍機１９は蒸発器２０、吸着器２５，２６、凝縮器３２を備えており、蒸発器２０の内部には、復水器１７からの冷却水が流れる蒸発器配管２１が設けられている。また、蒸発器２０の内部には冷媒散水管２２が設けられ、この冷媒散水管２２から蒸発器配管２１に水などの冷媒が散水されると、蒸発器配管２１に散水された冷媒が蒸発すると共に、蒸発器配管２１内を流れる冷却水が冷媒の気化熱によって１０℃未満に冷却されるようになっている。そして、蒸発器２０で発生した冷媒蒸気は。蒸気ダンパ２３，２４のいずれかを経て吸着器２５または吸着器２６の内部に導入されるようになっている。
【００１２】
吸着器２５，２６の内部には吸着剤熱交換器２７，２８が設けられ、吸着器２５，２６内に導入された冷媒蒸気は吸着剤熱交換器２７，２８内を流れる冷水によって冷却され、液冷媒となってシリカゲルなどの吸着剤２９に吸着するようになっている。そして、吸着剤２９に吸着した冷媒は吸着剤熱交換器２７，２８内を流れる温水によって加熱され、冷媒蒸気となって蒸気ダンパ３０または蒸気ダンパ３１から凝縮器３２内に導入されるようになっている。
【００１３】
凝縮器３２の内部には冷媒冷却配管３３が設けられ、凝縮器３２の内部に導入された冷媒蒸気は冷媒冷却配管３３内を流れる冷水により冷却された後、冷媒回収トレイ３４により回収されて冷媒散水管２２に供給されるようになっている。
吸着式冷凍機１９の吸着剤熱交換器２７，２８には、クーリングタワー３５により冷却された冷水とフラッシャ１４から排出された温水（約１００℃）が切替弁３６を介して選択的に供給されるようになっている。この切替弁３６は三つの切替ポジションを有しており、切替弁３６の切替ポジションを図中最も左側の切替ポジションに切り替えると、クーリングタワー３５により冷却された冷水が冷媒蒸気を冷却する冷却水として吸着器２５の吸着剤熱交換器２７に供給されると共に、フラッシャ１４から排出された温水が吸着剤２９を加熱する熱源水として吸着器２６の吸着剤熱交換器２８に供給されるようになっている。
【００１４】
一方、切替弁３６の切替ポジションを図中最も右側の切替ポジションに切り替えると、クーリングタワー３５により冷却された冷水が冷媒蒸気を冷却する冷却水として吸着器２６の吸着剤熱交換器２８に供給されると共に、フラッシャ１４から排出された温水が吸着剤２９を加熱する熱源水として吸着器２５の吸着剤熱交換器２７に供給されるようになっている。
クーリングタワー３５には、吸着剤熱交換器２７，２８内を流れた冷水が切替弁３７を介して選択的に供給されるようになっている。この切替弁３７は三つの切替ポジションを有しており、切替弁３７の切替ポジションを図中最も左側の切替ポジションに切り替えると、クーリングタワー３５から吸着剤熱交換器２７に供給された冷水がクーリングタワー３５に供給されると共に、フラッシャ１４から吸着剤熱交換器２８に供給された温水が給水ポンプ１８に供給されるようになっている。
【００１５】
一方、切替弁３７の切替ポジションを図中最も右側の切替ポジションに切り替えると、クーリングタワー３５から吸着剤熱交換器２８に供給された冷水がクーリングタワー３５に供給されると共に、フラッシャ１４から吸着剤熱交換器２７に供給された温水が給水ポンプ１８に供給されるようになっている。
上述のように、復水器１７から排出された冷却水を冷却して復水器１７に供給する手段として吸着式冷凍機１９を用いると、復水器１７から排出された冷却水が吸着式冷凍機１９により１０℃未満に冷却されて復水器１７に供給されるため、復水器１７の真空度を例えば０．０５ｂａｒから０．０２ｂａｒに高くして発電機出力の増大を図ることができる。例えば、排熱回収用熱交換器１１，１２により得られる熱水の熱量を９５６ｋＪ／ｋｇ、フラッシャ１３により得られる飽和蒸気の熱量を２７８０ｋＪ／ｋｇ、フラッシャ１４により得られる飽和蒸気の熱量を２６８０ｋＪ／ｋｇ、吸着式冷凍機１９から復水器１７に供給される冷却水の温度を７℃、復水器１７の真空度を０．０２ｂａｒ、復水器１７により得られる復水の温度を１７℃とすると、図２に示すように、復水器１７により得られる復水の熱量は２２９０ｋＪ／ｋｇとなる。そして、このときの発電機１５の出力を計算すると、約２６６６ｋＷの発電機出力を得ることができ、図４に示した発電設備により得られる発電機出力を約２５４６ｋＷとすると、第１の実施形態では、図４に示した発電設備により得られる発電機出力（約２５４６ｋＷ）より約４．７％高い発電機出力を得ることができる。
【００１６】
また、吸着式冷凍機１９の吸着剤２９を加熱する熱源水として最終段のフラッシャ１４から排出された温水を用いると、熱水として回収された排ガスの熱エネルギを吸着式冷凍機１９の吸着剤２９を加熱する熱源として利用することができる。
したがって、上述した第１の実施形態では、熱水として回収された排ガスの熱エネルギを有効に利用して発電機出力の増大を図ることができる。
【００１７】
図３は本発明に係る排熱利用電力の発電方法を実施するための第２の実施形態を示す図であり、第２の実施形態が図４に示した発電設備と異なる点は、復水器１７から排出された冷却水を冷却して復水器１７に供給する手段として吸収式冷凍機４０を用いた点である。
吸収式冷凍機４０は蒸発器４１、吸収器４６、再生器５０、凝縮器５３を備えており、蒸発器４１の内部には、冷媒としての水が貯溜されていると共に、復水器１７からの冷却水が流れる蒸発器配管４２が設けられている。また、蒸発器４１の内部には冷媒散水管４３が設けられ、この冷媒散水管４３から蒸発器配管４２に冷媒が散水されると、蒸発器配管４２に散水された冷媒が蒸発すると共に、蒸発器配管４２内の冷却水が冷媒の気化熱によって１０℃未満に冷却されるようになっている。なお、蒸発器４１内に貯溜された冷媒は冷媒ポンプ４４により冷媒散水管４３に供給されるようになっている。
【００１８】
蒸発器４１で発生した冷媒蒸気は、冷媒導入ダクト４５を通って吸収器４６内に導入されるようになっている。この吸収器４６の内部には臭化リチウム水溶液などの吸収液４７が貯溜されていると共に、吸収器４６内に導入された冷媒蒸気を冷却して吸収液４７に吸収させるための冷媒冷却管４８が設けられている。
吸収器４６内に貯溜された吸収液４７は、送液ポンプ４９により再生器５０内に供給されるようになっている。この再生器５０の内部には吸収液加熱管５１が設けられ、送液ポンプ４９により再生器５０内に供給された吸収液４７は吸収液加熱管５１内を流れる熱源水により加熱されるようになっている。
【００１９】
吸収液４７に吸収された冷媒は、フラッシャ１４から吸収液加熱管５１に熱源水として供給された温水により吸収液４７が加熱されることによって再生器５０内で蒸発した後、冷媒導入ダクト５２を通って凝縮器５３に導入されるようになっている。そして、凝縮器５３内に導入された冷媒は冷媒冷却管５４内を流れる冷水により冷却され、液冷媒となって凝縮器５３内に貯溜されるようになっている。なお、凝縮器５３内に貯溜された冷媒は冷媒戻し管５５を経て蒸発器４１内に戻されるようになっている。
【００２０】
上述のように、復水器１７から排出された冷却水を冷却して復水器１７に供給する手段として吸収式冷凍機４０を用いると、復水器１７から排出された冷却水が吸収式冷凍機４０により１０℃未満に冷却されて復水器１７に供給されるため、復水器１７の真空度を例えば０．０５ｂａｒから０．０２ｂａｒに高くして発電機出力の増大を図ることができる。
また、吸収式冷凍機４０の吸収液４７を加熱する熱源水として最終段のフラッシャ１４から排出される温水を用いると、熱水として回収された排ガスの熱エネルギを吸収式冷凍機４０の吸収液４７を加熱する熱源として利用することができる。
【００２１】
したがって、上述した第２の実施形態では、第1の実施形態と同様に、熱水として回収された排ガスの熱エネルギを有効に利用して発電機出力の増大を図ることができる。
上述した第１及び第２の実施形態では、排ガスの熱エネルギを排熱回収用熱交換器１１，１２により熱水として回収するようにしたが、例えば排ガスの熱エネルギを排熱回収用ボイラにより熱水として回収するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係る排熱利用電力の発電方法を実施するための第１の実施形態を示す図である。
【図２】本発明に係る排熱利用電力の発電方法によって得られる発電機出力を説明するための図である。
【図３】本発明に係る排熱利用電力の発電方法を実施するための第２の実施形態を示す図である。
【図４】従来の排熱利用電力の発電方法を説明するための図である。
【符号の説明】
【００２３】
１１，１２         排熱回収用熱交換器
１３，１４  フラッシャ
１５  発電機
１６  蒸気タービン
１７  復水器
１８  給水ポンプ
１９  吸着式冷凍機
２０  蒸発器
２１  蒸発器配管
２２  冷媒散水管
２３，２４，３０，３１  蒸気ダンパ
２５，２６  吸着器
２７，２８  吸着剤熱交換器
２９  吸着剤
３２  凝縮器
３３  冷媒冷却配管
３４  冷媒回収トレイ
３５  クーリングタワー
３６，３７  切替弁
４０  吸収式冷凍機
４１  蒸発器
４２  蒸発器配管
４３  冷媒散水管
４４  冷媒ポンプ
４５，５１  冷媒導入ダクト
４６  吸収器
４７  吸収液
４８  冷媒冷却管
４９  送液ポンプ
５０  再生器
５１  吸収液加熱管
５３  凝縮器
５４  冷媒冷却管
５５  冷媒戻し管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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