(57)【要約】【課題】コージェネレーションシステムの機能性を高めるとともに、構造を簡略化する。【解決手段】吸収式冷凍機の再生器１１で吸収液Ｌａを加熱する再生用加熱器１１ａと再生器１１よりも低温レベルの箇所で吸収液Ｌａを加熱する密閉型強制循環式の余熱回収熱交換器１７ａとに対し、その順で直列にガスタービンの排ガスＥを熱源熱媒として通過させる構成にするとともに、ガスタービンに供給する燃焼用空気をガスタービン排ガスＥと熱交換させて予熱する再生熱交換器を設け、この構成において、ガスタービン排ガスＥの保有熱を吸収液加熱に供する熱と空気予熱に供する熱とに分配する形態で、その熱分配比を調整する熱分配手段Ｖを設けるとともに、余熱回収熱交換器１７ａにおける沸騰時の発生蒸気を蒸気抜き路４１を通じて高温冷媒蒸気Ｒの流通部へ逃がす構成にする。【選択図】        図２
2004177005.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスタービン駆動の発電システムに吸収式冷凍機を組み合わせたガスタービン・コージェネレーションシステムであって、
前記吸収式冷凍機の再生器において吸収液を加熱する再生用加熱器と、前記吸収式冷凍機の吸収液循環系において前記再生器よりも低温レベルの箇所で吸収液を満液状態で強制的に通過させながら加熱する密閉型強制循環式の余熱回収熱交換器とに対し、その順で直列に前記ガスタービンの排ガスを熱源熱媒として通過させる構成にするとともに、
前記ガスタービンに供給する燃焼用空気を前記ガスタービンの排ガスと熱交換させて予熱する再生熱交換器を設け、
この構成において、前記ガスタービンから送出される排ガスの保有熱を前記再生用加熱器及び前記余熱回収熱交換器での吸収液の加熱に供する熱と前記再生熱交換器での空気の予熱に供する熱とに分配する形態で、その熱分配比を調整する熱分配手段を設けるとともに、
前記余熱回収熱交換器で沸騰が生じたとき、その沸騰で発生する蒸気を蒸気抜き路を通じて前記余熱回収熱交換器から前記吸収式冷凍機における高温冷媒蒸気の流通部へ逃がす構成にしてあるガスタービン・コージェネレーションシステム。
【請求項２】
前記ガスタービンの排ガスを前記再生熱交換器と前記再生用加熱器とに対しその順に直列に通過させる構成にし、
前記熱分配手段として、前記再生熱交換器を通じて前記ガスタービンに供給する燃焼用空気と、バイパス路を通じ前記再生熱交換器を迂回させて前記ガスタービンに供給する燃焼用空気との流量比を調整する調整弁機構を設けてある請求項１記載のガスタービン・コージェネレーションシステム。
【請求項３】
前記ガスタービンからの排ガスを前記再生熱交換器と前記再生用加熱器とに対し分流して並列に通過させる構成にし、
前記熱分配手段として、前記再生熱交換器と前記再生用加熱器とに対するタービン排ガスの分流比を調整する調整弁機構を設けてある請求項１記載のガスタービン・コージェネレーションシステム。
【請求項４】
ガスタービン駆動の発電システムに吸収式冷凍機を組み合わせたガスタービン・コージェネレーションシステムであって、
前記吸収式冷凍機の再生器において吸収液を加熱する再生用加熱器と、前記吸収式冷凍機の吸収液循環系において前記再生器よりも低温レベルの箇所で吸収液を満液状態で強制的に通過させながら加熱する密閉型強制循環式の余熱回収熱交換器とに対し、その順で直列に前記ガスタービンの排ガスを熱源熱媒として通過させる構成にするとともに、
前記再生用加熱器に供給するタービン排ガスを加熱する補助バーナを設け、
前記余熱回収熱交換器で沸騰が生じたとき、その沸騰で発生する蒸気を蒸気抜き路を通じて前記余熱回収熱交換器から前記吸収式冷凍機における高温冷媒蒸気の流通部へ逃がす構成にしてあるガスタービン・コージェネレーションシステム。
【請求項５】
前記ガスタービンの排ガスを通過させる風洞の内部に、前記再生用加熱器を構成する再生伝熱管の管群と、前記余熱回収熱交換器を構成する余熱回収伝熱管の管群とを、その順に排ガス通過方向の上流側から並べた隣接状態で配置し、
前記再生伝熱管の管群に吸収液を供給する再生分配ヘッダ、及び、前記再生伝熱管の管群を通過した吸収液を集合させて送出する再生集合ヘッダを、排ガス通過方向で前記再生伝熱管の管群に対応位置させて前記風洞の壁部に設けるとともに、
前記余熱回収伝熱管の管群に吸収液を供給する余熱回収分配ヘッダ、及び、前記余熱回収伝熱管の管群を通過した吸収液を集合させて送出する余熱回収集合ヘッダを、排ガス通過方向で前記余熱回収伝熱管の管群に対応位置させて前記風洞の壁部に設け、
吸収液から分離した冷媒蒸気を前記再生集合ヘッダから導出する蒸気導出路を設けるとともに、前記蒸気抜き路の入口端を前記余熱回収集合ヘッダ又は前記余熱回収分配ヘッダに接続し、かつ、前記蒸気抜き路の出口端を前記蒸気導出路又は前記再生集合ヘッダに接続してある請求項１〜４のいずれか１項に記載のガスタービン・コージェネレーションシステム。
【請求項６】
前記風洞の内部において前記余熱回収伝熱管を水平姿勢で上下に並設し、前記余熱回収分配ヘッダ及び前記余熱回収集合ヘッダを前記風洞の横壁部に設けてある請求項５記載のガスタービン・コージェネレーションシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コージェネレーションシステム（熱電併給システム）に関し、詳しくは、ガスタービン駆動の発電システムに吸収式冷凍機を組み合わせたガスタービン・コージェネレーションシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のガスタービン・コージェネレーションシステムとして、吸収式冷凍機の高温再生器において吸収液を加熱する高温再生用加熱器と、吸収式冷凍機の吸収液循環系において高温再生器よりも低温レベルの箇所で吸収液を加熱する余熱回収熱交換器とに対し、その順で直列にガスタービンの排ガスを熱源熱媒として通過させる構成にするとともに、
高温再生用加熱器に続いてタービン排ガスを通過させる余熱回収熱交換器を、高温再生用加熱器から送出されるタービン排ガスの温度に応じ、温度レベルの異なる複数のもの（例えば、高温再生器へ導く吸収液を予熱する熱交換器や低温再生器での吸収液加熱を補助する熱交換器等）から自動的に選択する構成にし、
これにより、高温再生用加熱器から送出されるタービン排ガスの温度変化に対応しながら、タービン排ガス保有熱の回収率を極力高く確保するようにしたものがある（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−１８３０２７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この従来システムでは、高温再生用加熱器から送出されるタービン排ガスの温度変化に対応しながらタービン排ガス保有熱を効率良く回収し得るものの、高温再生用加熱器から送出されるタービン排ガスを排ガス路の切り換えにより複数の余熱回収熱交換器に対し選択的に送るため、高温再生用加熱器と複数の余熱回収熱交換器とを結ぶ切り換え可能な排ガス路が複雑なものになって、また、排ガス路の切り換え操作に複雑な制御構成を要して、システムコストが高く付く問題があった。
【０００５】
この実情に鑑み、本発明の主たる課題は、合理的な構成を採ることで、上記問題を効果的に解消しながらシステムの機能性を高める点にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
〔１〕請求項１に係る発明は、ガスタービン駆動の発電システムに吸収式冷凍機を組み合わせたガスタービン・コージェネレーションシステムに係り、その特徴は、
吸収式冷凍機の再生器において吸収液を加熱する再生用加熱器と、前記吸収式冷凍機の吸収液循環系において前記再生器よりも低温レベルの箇所で吸収液を満液状態で強制的に通過させながら加熱する密閉型強制循環式の余熱回収熱交換器とに対し、その順で直列に前記ガスタービンの排ガスを熱源熱媒として通過させる構成にするとともに、
前記ガスタービンに供給する燃焼用空気を前記ガスタービンの排ガスと熱交換させて予熱する再生熱交換器を設け、
この構成において、前記ガスタービンから送出される排ガスの保有熱を前記再生用加熱器及び前記余熱回収熱交換器での吸収液の加熱に供する熱と前記再生熱交換器での空気の予熱に供する熱とに分配する形態で、その熱分配比を調整する熱分配手段を設けるとともに、
前記余熱回収熱交換器で沸騰が生じたとき、その沸騰で発生する蒸気を蒸気抜き路を通じて前記余熱回収熱交換器から前記吸収式冷凍機における高温冷媒蒸気の流通部へ逃がす構成にしてある点にある。
【０００７】
つまり、この構成であれば、ガスタービンから送出される排ガスの保有熱を吸収式冷凍機の側における再生用加熱器及び余熱回収熱交換器での吸収液の加熱に供する熱とガスタービンの側における再生熱交換器での燃焼用空気の予熱に供する熱とに分配する形態で、その熱分配比を調整するから、その熱分配比の調整により再生用加熱器及び余熱回収熱交換器での吸収液加熱に供する熱量を調整することで、ガスタービンの動力出力を所要の一定出力に保ちながら吸収式冷凍機の熱出力を調整する出力比調整（すなわち、ガスタービンの動力出力と吸収式冷凍機の熱出力との比の調整）を行うことができ、これにより、システムの機能性を大幅に高めることができる。
【０００８】
また、この熱分配比の調整を実施する場合、吸収式冷凍機において再生用加熱器から送出されるタービン排ガスの温度が熱分配比の調整の影響で変動し、それが原因で、再生用加熱器に続きタービン排ガスを通過させる密閉型強制循環式の余熱回収熱交換器において沸騰が生じる可能性が高くなるが、上記構成によれば、その余熱回収熱交換器において沸騰が生じても、沸騰で発生する蒸気を蒸気抜き路を通じ吸収式冷凍機における高温冷媒蒸気の流通部（すなわち、再生器から凝縮器にかけての部分）へ逃がすことで、沸騰にかかわらず余熱回収熱交換器の機能を良好に保つことができ、また、沸騰の原因であるタービン排ガス保有熱の余剰分も余熱回収熱交換器での吸収液の再生（冷媒蒸気の発生）の形で回収することになり、この点で、再生用加熱器から送出されるタービン排ガスの温度変化に対応しながら、吸収式冷凍機におけるタービン排ガス保有熱の回収率を高くすることができる。
【０００９】
すなわち、このことにより、全体としては、熱需要に応じ駆動用熱入力としてのタービン排ガス保有熱を上記熱分配比の調整により過剰気味に投入しても良好に対応できる吸収式冷凍機を組み合わせたガスタービン・コージェネレーションシステムとなり、この点で、熱需要の変動に対する対応性が極めて高くて汎用性に優れたシステムにすることができる。
【００１０】
ちなみに、余熱回収熱交換器での沸騰を許して再生用加熱器から送出されるタービン排ガスの温度変化に対応するのに、再生用加熱器に続いてタービン排ガスを通過させる余熱回収熱交換器を密閉型強制循環式のものに代え、再生器と同様に吸収液を液面が存在する自由流動状態下で加熱する開放型のものにすることも考えられるが、この開放型のものでは吸収液の流速が限られることで、吸収液側の伝熱面における熱伝達率が小さなものになって吸収液とタービン排ガスとの熱交換の効率が低下し、このことで、余熱回収熱交換器の本来の熱回収率が大きく低下してしまう。
【００１１】
これに対し、吸収液を満液状態で強制的に通過させながら加熱する密閉型強制循環式の余熱回収熱交換器を用いる上記構成によれば、余熱回収熱交換器における吸収液の通過流速を大きくして吸収液とタービン排ガスとの熱交換の効率を高くし得ることで、余熱回収熱交換器の本来の熱回収率も高く維持することができ、この点からも、吸収式冷凍機におけるタービン排ガス保有熱の回収率を一層高くすることができる。
【００１２】
そして、このように再生用加熱器から送出されるタービン排ガスの温度変化に対応しながらタービン排ガス保有熱の回収率を高く確保し、また、その温度変化に対する対応性を利用した前述の如き出力比調整によりシステムの機能性や汎用性を高めながらも、上記構成によれば先述の従来システムに比べ、再生用加熱器と複数の余熱回収熱交換器とを結ぶ切り換え可能な複雑な排ガス路が不要になることで、吸収式冷凍機の構造を簡略化することができ、その分、システムコストを安価にすることができる。
【００１３】
なお、上記熱分配比の調整による吸収式冷凍機の出力調整であれば、ガスタービンから送出される高温排ガスの保有熱のうち吸収式冷凍機で必要な分を除いた余剰の熱を、再生熱交換器でガスタービンに対する燃焼用空気の予熱に用いて、その予熱分だけガスタービンの燃料消費量を節減するといった形態で、その余剰の熱をシステム内で有効に利用することができ、これにより、吸収式冷凍機におけるタービン排ガス保有熱の回収率を前記の如く高く確保できることと相俟って、システム全体としてのエネルギ効率（換言すれば、システム全体としてのタービン排ガス保有熱の回収率）を高く確保することができる。
【００１４】
〔２〕請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明の実施に好適な実施形態を特定するものであり、その特徴は、
前記ガスタービンの排ガスを前記再生熱交換器と前記再生用加熱器とに対しその順に直列に通過させる構成にし、
前記熱分配手段として、前記再生熱交換器を通じて前記ガスタービンに供給する燃焼用空気と、バイパス路を通じ前記再生熱交換器を迂回させて前記ガスタービンに供給する燃焼用空気との流量比を調整する調整弁機構を設けてある点にある。
【００１５】
つまり、この構成では、ガスタービンの排ガスをガスタービン側の再生熱交換器と吸収式冷凍機の側の再生用加熱器とにその順に直列に通過させるのに対し、ガスタービンに対する燃焼用空気系の側で、再生熱交換器を通じてガスタービンに供給する燃焼用空気と、バイパス路を通じ再生熱交換器を迂回させてガスタービンに供給する燃焼用空気との流量比を調整することにより、ガスタービンから送出される排ガスの保有熱をガスタービンの側における再生熱交換器での空気予熱に供する熱と吸収式冷凍機の側における再生用加熱器及び余熱回収熱交換器での吸収液加熱に供する熱とに分配する形態でその熱分配比を調整する。
【００１６】
すなわち、この構成において、再生熱交換器を通じてガスタービンに供給する燃焼用空気の流量を増大させる側に上記流量比を調整すれば、再生熱交換器における燃焼用空気の流量増大により、ガスタービンから送出される排ガスの保有熱量のうち再生熱交換器において空気予熱に供される熱量が増大し、その分、再生熱交換器から送出されて吸収式冷凍機の側の再生用加熱器に導入されるタービン排ガスの温度が低下することで、ガスタービンから送出される排ガスの保有熱量のうち吸収式冷凍機の側の再生用加熱器及び余熱回収熱交換器において吸収液の加熱に供される熱量が減少し、これにより、前記の出力比調整において吸収式冷凍機の出力が低下側に調整される。
【００１７】
そして、このように燃焼用空気系の側での流量比調整により前記熱分配比の調整を行なうことで、例えば、ガスタービンからの排ガスをガスタービンの側の再生熱交換器と吸収式冷凍機の側の再生用加熱器とに対しその順に直列に通過させる構成において、ガスタービンの側の再生熱交換器を通じて吸収式冷凍機の側の再生用加熱器に送るタービン排ガスとバイパス路を通じガスタービン側の再生熱交換器を迂回させて吸収式冷凍機の側の再生用加熱器に送るタービン排ガスとの流量比を調整する等、高温系であるガスータービンからの排ガス系の側での流量比調整により前記熱分配比の調整を行なうのに比べ、それら流量比調整を行なう調整弁機構の熱損傷や熱劣化を効果的に防止することができて、熱耐用性の面で一層優れたものにすることができる。
【００１８】
〔３〕請求項３に係る発明は、請求項１に係る発明の実施に好適な実施形態を特定するものであり、その特徴は、
前記ガスタービンからの排ガスを前記再生熱交換器と前記再生用加熱器とに対し分流して並列に通過させる構成にし、
前記熱分配手段として、前記再生熱交換器と前記再生用加熱器とに対するタービン排ガスの分流比を調整する調整弁機構を設けてある点にある。
【００１９】
つまり、この構成では、ガスタービンからの排ガスをガスタービンの側の再生熱交換器と吸収式冷凍機の側の再生用加熱器とに対し分流して並列に通過させる構成において、それら再生熱交換器と再生用加熱器とに対するタービン排ガスの分流比を調整することにより、ガスタービンから送出される排ガスの保有熱をガスタービンの側の再生熱交換器での空気予熱に供する熱と吸収式冷凍機の側の再生用加熱器及び余熱回収熱交換器での吸収液加熱に供する熱とに分配する形態でその熱分配比を調整する。
【００２０】
すなわち、この構成において、再生熱交換器におけるタービン排ガスの流量を増大させる側に上記分流比を調整すれば、再生熱交換器におけるタービン排ガスの流量増大により、ガスタービンから送出される排ガスの保有熱量のうちガスタービンの側の再生熱交換器において空気予熱に供される熱量が増大するのに対し、その分、吸収式冷凍機の側の再生用加熱器及び余熱回収熱交換器におけるタービン排ガスの流量が減少することで、ガスタービンから送出される排ガスの保有熱量のうち吸収式冷凍機の側の再生用加熱器及び余熱回収熱交換器において吸収液加熱に供される熱量が減少し、これにより、前記の出力比調整において吸収式冷凍機の出力が低下側に調整される。
【００２１】
そして、このようにガスタービン側の再生熱交換器と吸収式冷凍機側の再生用加熱器とに対するタービン排ガスの分流比調整により前記熱分配比の調整を行なうことで、前記熱分配比の調整による吸収式冷凍機の出力調整にかかわらず、吸収式冷凍機側の再生用加熱器に導入するタービン排ガスをガスタービン側の再生熱交換器での空気予熱による温度低下のない高温のものに維持することができて、その分、吸収式冷凍機の再生器における冷媒蒸発温度を高くすることができ、このことで、吸収式冷凍機の効率を高めることができる。
【００２２】
〔４〕請求項４に係る発明は、ガスタービン駆動の発電システムに吸収式冷凍機を組み合わせたガスタービン・コージェネレーションシステムに係り、その特徴は、
吸収式冷凍機の再生器において吸収液を加熱する再生用加熱器と、前記吸収式冷凍機の吸収液循環系において前記再生器よりも低温レベルの箇所で吸収液を満液状態で強制的に通過させながら加熱する密閉型強制循環式の余熱回収熱交換器とに対し、その順で直列に前記ガスタービンの排ガスを熱源熱媒として通過させる構成にするとともに、
前記再生用加熱器に供給するタービン排ガスを加熱する補助バーナを設け、
前記余熱回収熱交換器で沸騰が生じたとき、その沸騰で発生する蒸気を蒸気抜き路を通じて前記余熱回収熱交換器から前記吸収式冷凍機における高温冷媒蒸気の流通部へ逃がす構成にしてある点にある。
【００２３】
つまり、この構成であれば、補助バーナの燃焼量を調整することで、ガスタービンの動力出力を所要の一定出力に保ちながら吸収式冷凍機の熱出力を調整する出力比調整（ガスタービンの動力出力と吸収式冷凍機の熱出力との比の調整）を行うことができ、これにより、システムの機能性を大幅に高めることができる。
【００２４】
また、この補助バーナの燃焼量調整を実施する場合、吸収式冷凍機において再生用加熱器から送出されるタービン排ガスの温度が補助バーナの燃焼量調整の影響で変動し、それが原因で、再生用加熱器に続きタービン排ガスを通過させる密閉型強制循環式の余熱回収熱交換器において沸騰が生じる可能性が高くなるが、上記構成によれば、請求項１に係る発明と同様、その余熱回収熱交換器において沸騰が生じても、沸騰で発生する蒸気を蒸気抜き路を通じ吸収式冷凍機における高温冷媒蒸気の流通部（再生器から凝縮器にかけての部分）へ逃がすことで、沸騰にかかわらず余熱回収熱交換器の機能を良好に保つことができ、また、沸騰の原因であるタービン排ガス保有熱の余剰分も余熱回収熱交換器での吸収液の再生（冷媒蒸気の発生）の形で回収することになり、この点で、再生用加熱器から送出されるタービン排ガスの温度変化に対応しながら、吸収式冷凍機におけるタービン排ガス保有熱（補助バーナの発生熱を含む）の回収率を高くすることができる。
【００２５】
すなわち、このことにより、全体としては、熱需要に応じ駆動用熱入力としてのタービン排ガス保有熱（補助バーナの発生熱を含む）を上記補助バーナの燃焼量調整により過剰気味に投入しても良好に対応できる吸収式冷凍機を組み合わせたガスタービン・コージェネレーションシステムとなり、この点で、熱需要の変動に対する対応性が極めて高くて汎用性に優れたシステムにすることができる。
【００２６】
また、請求項１に係る発明と同様、吸収液を満液状態で強制的に通過させながら加熱する密閉型強制循環式の余熱回収熱交換器を用いる上記構成によれば、余熱回収熱交換器における吸収液の通過流速を大きくして吸収液とタービン排ガスとの熱交換の効率を高くし得ることで、余熱回収熱交換器の本来の熱回収率も高く維持することができ、この点からも、吸収式冷凍機におけるタービン排ガス保有熱（補助バーナの発生熱を含む）の回収率を一層高くすることができる。
【００２７】
そして、このように再生用加熱器から送出されるタービン排ガスの温度変化に対応しながらタービン排ガス保有熱の回収率を高く確保し、また、その温度変化に対する対応性を利用した前述の如き出力比調整によりシステムの機能性や汎用性を高めながらも、上記構成によれば先述の従来システムに比べ、再生用加熱器と複数の余熱回収熱交換器とを結ぶ切り換え可能な複雑な排ガス路が不要になることで、吸収式冷凍機の構造を簡略化することができ、その分、システムコストを安価にすることができる。
【００２８】
なお、請求項１に係る発明と請求項４に係る発明とを並行実施する形態で、前記熱分配手段による熱分配比の調整と補助バーナの燃焼量調整とにより吸収式冷凍機の出力を調整する構成にすれば、補助バーナの停止下において熱分配比の調整により吸収式冷凍機の出力を低出力側で調整できることと、吸収式冷凍機の出力を大きくする側へ熱分配比を最大限調整した状態の下で補助バーナの燃焼量調整により吸収式冷凍機の出力を高出力側において調整できることとで、ガスタービンの動力出力を所要の一定出力に保った状態での吸収式冷凍機の出力調整範囲を拡大することができ、これにより、種々のシステム使用条件に対する対応性の一層高いシステムにすることができる。
【００２９】
〔５〕請求項５に係る発明は、請求項１〜４のいずれか１項に係る発明の実施に好適な実施形態を特定するものであり、その特徴は、
前記ガスタービンの排ガスを通過させる風洞の内部に、前記再生用加熱器を構成する再生伝熱管の管群と、前記余熱回収熱交換器を構成する余熱回収伝熱管の管群とを、その順に排ガス通過方向の上流側から並べた隣接状態で配置し、
前記再生伝熱管の管群に吸収液を供給する再生分配ヘッダ、及び、前記再生伝熱管の管群を通過した吸収液を集合させて送出する再生集合ヘッダを、排ガス通過方向で前記再生伝熱管の管群に対応位置させて前記風洞の壁部に設けるとともに、
前記余熱回収伝熱管の管群に吸収液を供給する余熱回収分配ヘッダ、及び、前記余熱回収伝熱管の管群を通過した吸収液を集合させて送出する余熱回収集合ヘッダを、排ガス通過方向で前記余熱回収伝熱管の管群に対応位置させて前記風洞の壁部に設け、
吸収液から分離した冷媒蒸気を前記再生集合ヘッダから導出する蒸気導出路を設けるとともに、前記蒸気抜き路の入口端を前記余熱回収集合ヘッダ又は前記余熱回収分配ヘッダに接続し、かつ、前記蒸気抜き路の出口端を前記蒸気導出路又は前記再生集合ヘッダに接続してある点にある。
【００３０】
つまり、この構成では、風洞の内部に配置した再生伝熱管の管群により再生用加熱器を構成して、この再生伝熱管の管群と、再生伝熱管の管群に吸収液を供給する再生分配ヘッダと、再生伝熱管の管群を通過した吸収液を集合させて送出する再生集合ヘッダとにより再生器を構成し、再生分配ヘッダから再生集合ヘッダへわたる各再生伝熱管の管内通過課程で吸収液を風洞内の通過タービン排ガスと効率的に熱交換させて加熱し、この加熱により吸収液から蒸発分離させて再生集合ヘッダの上部に集合させた冷媒蒸気を蒸気導出路を通じて吸収式冷凍機における凝縮器の側へ導出し、一方、冷媒蒸気を分離した吸収液は再生集合ヘッダから吸収液循環系における所定の後続部へ送る。
【００３１】
また、風洞の内部において排ガス通過方向で再生伝熱管の管群（すなわち、再生用加熱器）の下流側に隣接配置した余熱回収伝熱管の管群により、再生用加熱器に続いてタービン排ガスを通過させる密閉型強制循環式の余熱回収熱交換器を構成し、吸収液を満液状態で強制的に各余熱回収伝熱管の管内を通過させて余熱回収分配ヘッダから余熱回収集合ヘッダへわたらせる課程で、その吸収液を風洞内の通過タービン排ガス（すなわち、再生伝熱管の管群域を通過した後のタービン排ガス）と効率的に熱交換させて加熱し、この加熱した吸収液を余熱回収集合ヘッダから吸収液循環系における所定の後続部へ送る。
【００３２】
そして、この余熱回収熱交換器において沸騰が生じた場合には、その沸騰で発生する蒸気を、余熱回収集合ヘッダ又は余熱回収分配ヘッダから前記蒸気導出路又は再生集合ヘッダへわたらせた蒸気抜き路を通じて、余熱回収熱交換器から吸収式冷凍機における高温冷媒蒸気の流通部へ逃がす。
【００３３】
すなわち、上記構成によれば、再生用加熱器と複数の余熱回収熱交換器とを結ぶ排ガス路の不要化を一層進めた形態で、風洞内部への伝熱管群の配設と風洞壁部への各ヘッダの配設とをもって、再生器と余熱回収熱交換器とを一体的に容易に製作することができ、また、その一体化により吸収式冷凍機の構造も一層簡略なものにすることができ、これにより、請求項１又は４に係る発明の実施において、システムコストをさらに効果的に低減することができる。
【００３４】
なお、請求項５に係る発明の実施にあたり、余熱回収伝熱管の管群を風洞の内部に配置して密閉型強制循環式の余熱回収熱交換器を構成するのに、余熱回収伝熱管の管群における一部の余熱回収伝熱管を通過した吸収液を反転させて余熱回収伝熱管の管群における他の一部の余熱回収伝熱管に再び通過させる余熱回収中継ヘッダを風洞の壁部に設ける構成にし、これにより、余熱回収分配ヘッダ及び余熱回収集合ヘッダのみにより全ての余熱回収伝熱管に対し吸収液を並列に管内通過させるのに比べ、満液状態で余熱回収伝熱管の管内を強制的に通過させる吸収液の管内通過速度を大きくして、余熱回収熱交換器における吸収液とタービン排ガスとの熱交換の効率（換言すれば、タービン排ガス保有熱の回収率）を一層高めるようにしてもよい。
【００３５】
また、この余熱回収中継ヘッダを設ける場合、蒸気抜き路の入口端を接続した余熱回収集合ヘッダ又は余熱回収分配ヘッダとそれに隣接する余熱回収中継ヘッダとを蒸気抜き補助路を通じて連通させる、さらに、それに加えて、余熱回収中継ヘッダを複数設ける場合には、隣接する余熱回収中継ヘッダどうしを蒸気抜き補助路を通じて連通させる構成にし、これにより、沸騰発生時における余熱回収熱交換器からの蒸気の逃がしを円滑化するようにしてもよい。
【００３６】
請求項５に係る発明の実施において、再生分配ヘッダと再生集合ヘッダとを風洞の対向壁部に振り分けて配置する構成や、余熱回収分配ヘッダ、余熱回収集合ヘッダ、余熱回収中継ヘッダの三者のうち吸収液の通過順で隣合うものを同じく風洞の対向壁部に振り分けて配置する構成を採れば、再生伝熱管や余熱回収伝熱管を風洞の対向壁部間にわたらせる直管で構成することができ、再生伝熱管や余熱回収伝熱管をＵ字状管や蛇行状管などの曲管で構成するに比べ、製作の容易化及び構造の簡略化を一層促進することができる。
【００３７】
また、再生伝熱管及び余熱回収伝熱管を同じ姿勢で風洞の内部に配置する構成にすれば、実質的に１つの伝熱管群を風洞の内部に配置して、その１つの伝熱管群を風洞壁部への各ヘッダの配設により排ガス通過方向で再生伝熱管の管群と余熱回収伝熱管の管群とに区分するといった製作形態を採ることもでき、そのことで製作の容易化を一層促進することができる。
【００３８】
さらに、風洞の内部に配置する再生伝熱管や余熱回収伝熱管の外面に伝熱フィンを付設し、これにより、吸収液側の伝熱面に比べ一般に熱伝達率が低くなるタービン排ガス側の伝熱面の面積を大きく確保して、再生用加熱器や余熱回収熱交換器における吸収液とタービン排ガスとの熱交換の効率を一層効果的に高めるようにしてもよい。
【００３９】
請求項１〜４のいずれか１項に係る発明の実施において、タービン排ガスを再生用加熱器に続いて複数の余熱回収熱交換器に対し直列に通過させる構成を採る場合には、請求項５に係る発明の実施において、再生用加熱器を構成する再生伝熱管の管群と、第１の余熱回収熱交換器を構成する余熱回収伝熱管の管群と、第２の余熱回収熱交換器を構成する余熱回収伝熱管の管群とを、その順に排ガス通過方向の上流側から並べた隣接状態で風洞の内部に配置するとともに、それら管群の各々に対する分配ヘッダと集合ヘッダを排ガス通過方向で各管群に対応位置させて風洞の壁部に設ける形態の構造を採り、これにより、再生器と２以上の余熱回収熱交換器とを一体化した構造にして、吸収式冷凍機の構造を一層簡略化するようにしてもよい。
【００４０】
〔６〕請求項６に係る発明は、請求項５に係る発明の実施に好適な実施形態を特定するものであり、その特徴は、
前記風洞の内部において前記余熱回収伝熱管を水平姿勢で上下に並設し、前記余熱回収分配ヘッダ及び前記余熱回収集合ヘッダを前記風洞の横壁部に設けてある点にある。
【００４１】
つまり、余熱回収熱交換器を構成する余熱回収伝熱管を風洞の内部で縦姿勢に配置して、余熱回収分配ヘッダ及び余熱回収集合ヘッダを風洞の下壁部や上壁部に設ける構成の場合、余熱回収熱交換器において沸騰が生じると、蒸気抜き路を通じて発生蒸気を逃がすものの、その沸騰で発生した蒸気がいずれか一方のヘッダの内部に充満する状態になることで、そのヘッダに接続された全ての余熱回収伝熱管が充満蒸気による閉塞状態になって、余熱回収熱交換器における吸収液の強制通過が阻害されてしまう可能性がある。
【００４２】
これに対し、上記構成によれば、沸騰による発生蒸気が上部側における水平姿勢の余熱回収伝熱管を通じ風洞の横壁部における余熱回収分配ヘッダ及び余熱回収集合ヘッダ夫々の上部どうしにわたる状態で溜まるようにして、その蒸気溜まりの形成にかかわらず下部側における水平姿勢の余熱回収伝熱管を通じての吸収液通過により余熱回収熱交換器における吸収液の強制通過を良好に維持することができ、これにより、沸騰による発生蒸気を蒸気抜き路を通じて逃がすことと相俟って、再生用加熱器から送出されるタービン排ガスの温度変化に対する対応性を一層高くすることができる。
【００４３】
なお、請求項６に係る発明の実施において、前記の余熱回収中継ヘッダを設ける場合には、この余熱回収中継ヘッダも余熱回収分配ヘッダ及び余熱回収集合ヘッダとともに風洞の横壁部に設けるようにする。
【００４４】
【発明の実施の形態】
図１はガスタービン・コージェネレーションシステムを示し、１はガスタービン、２はガスタービン１の出力軸１ａに連結した圧縮機であり、この圧縮機２により吸気路３から燃焼用空気Ａを吸入して、その吸入した燃焼用空気Ａを送気路４を通じガスタービン１の燃焼器５に加圧供給し、この燃焼器５で燃料路６からの供給燃料Ｆを燃焼させることによりガスタービン１を継続的に運転する。
【００４５】
また、７は排ガス路８へ送出されたガスタービン１の排ガスＥと送気路４の燃焼用空気Ａ（Ａ１）とを熱交換させて燃焼用空気Ａを予熱する再生熱交換器であり、この再生熱交換器７による空気予熱により、所要のタービン作動温度を得るのに要する燃料量を減じてガスタービン１の燃料消費量を削減する。
【００４６】
９は圧縮機２とともにガスタービン１の出力軸１ａに連結した発電機であり、ガスタービン１の発生動力により発電機９を駆動することでコージェネレーションシステムとしての電力出力を得る。
【００４７】
一方、１０は二重効用型の吸収式冷凍機であり、この吸収式冷凍機１０の高温再生器１１において吸収液Ｌａを加熱する高温再生用加熱器１１ａを再生熱交換器７よりも下流側で上記排ガス路８に介装して、この高温再生用加熱器１１ａに対しガスタービン側の再生熱交換器７を通過した後のタービン排ガスＥを熱源熱媒として供給する構成にし、これにより、再生熱交換器７を通過した後のタービン排ガスＥの保有熱を駆動熱源として吸収式冷凍機１０を運転することで、コージェネレーションシステムとしての熱出力を得る。
【００４８】
１２は高温再生器１１において高温再生用加熱器１１ａによる加熱で冷媒Ｒを蒸発分離させた後の中濃度吸収液Ｌｂを導入する低温再生器、１２ａは高温再生器１１で発生した冷媒蒸気Ｒを熱源熱媒とする低温再生用加熱器であり、この低温再生用加熱器１２ａによる低温再生器１２での吸収液加熱により低温再生器１２において中濃度吸収液Ｌｂから更に冷媒蒸気Ｒを発生させる。
【００４９】
１３は低温再生器１２で発生した冷媒蒸気Ｒ及び低温再生器１２における低温再生用加熱器１２ａを通過した冷媒Ｒを冷却器１３ａの通過冷却水Ｃにより冷却して凝縮させる凝縮器、１４は凝縮器１３から送られる液冷媒Ｒを低圧雰囲気下で蒸発させて出力熱交換器１４ａにおける通過水Ｗをそれからの気化熱奪取により冷却する蒸発器、１５は冷却器１５ａの通過冷却水Ｃによる冷却下において低温再生器１２から送られる濃吸収液Ｌｃに蒸発器１４での蒸発冷媒Ｒを吸収させる吸収器である。
【００５０】
また、１６ａは吸収器１５から高温再生器１１に戻す希吸収液Ｌａを低温再生器１２から吸収器１５に送る濃吸収液Ｌｃと熱交換させて予熱する低温熱交換器、１６ｂは低温熱交換器１６ａで予熱した希吸収液Ｌａを高温再生器１１から低温再生器１２に送る中濃度吸収液Ｌｂによりさらに予熱する高温熱交換器、ｐ１は冷媒循環ポンプ、ｐ２は吸収液循環ポンプである。
【００５１】
そしてまた、この吸収式冷凍機１０では、高温熱交換器１６ｂで予熱した希吸収液Ｌａを高温再生用加熱器１１ａから送出されるタービン排ガスＥと熱交換させて更に加熱した上で高温再生器１１へ戻す第１余熱回収熱交換器１７ａを設けるとともに、高温熱交換器１６ｂで希吸収液Ｌａの予熱に供した中濃度吸収液Ｌｂを第１余熱回収熱交換器１７ａから送出されるタービン排ガスＥと熱交換させて加熱した上で低温再生器１２に送る第２余熱回収熱交換器１７ｂ、並びに、低温熱交換器１６ａで予熱した希吸収液Ｌａを第２余熱回収熱交換器１７ｂから送出されるタービン排ガスＥと熱交換させてさらに加熱した上で高温熱交換器１６ｂに送る第３余熱回収熱交換器１７ｃを設けてある。
【００５２】
つまり、これら余熱回収熱交換器１７ａ〜１７ｃを装備することにより、高温再生用加熱器１１ａの排ガス出口におけるタービン排ガスＥの温度を高く設定して高温再生器１１における冷媒Ｒの蒸発温度（蒸発圧力）を高く確保しながらも、高温再生用加熱器１１ａから送出されるタービン排ガスＥの残存保有熱量を温度レベルの異なる複数の余熱回収熱交換器１７ａ〜１７ｂでの段階的な熱回収にをもって極力有効に低温レベルまで回収し、これにより、未利用のままで機外へ排出するタービン排ガスＥの残存保有熱量を効果的に低減して、冷凍機全体としてのタービン排ガス保有熱の回収率を高く確保する。
【００５３】
なお、吸収式冷凍機１０として温水発生運転が可能な吸収式冷温水発生器を用いる場合、その温水発生運転では、高温再生器１１において高温再生用加熱器１１ａにより加熱した冷媒Ｒを短絡的に蒸発器１４に導いて、その加熱冷媒Ｒにより出力熱交換器１４ａにおける通過水Ｗを加熱する。
【００５４】
ガスタービン１の燃焼器５に対する燃焼用空気Ａの送気路４には、再生熱交換器７に対するバイパス路４ａを設けるとともに、再生熱交換器７を通じてガスタービン１の燃焼器５に供給する燃焼用空気Ａ１と、バイパス路４ａを通じ再生熱交換器７を迂回させてガスタービン１の燃焼器５に供給する燃焼用空気Ａ２との流量比を調整する調整弁Ｖを設けてあり、また、ガスタービン１からの排ガス路８において、再生熱交換器７と吸収式冷凍機１０における高温再生用加熱器１１ａとの間には、通過タービン排ガスＥを再加熱する補助バーナ１８を介装してある。
【００５５】
１９はシステムの運転制御を司る制御装置であり、この制御装置１９は燃焼器５の燃焼量調整によりガスタービン１の出力Ｇ（換言すれば、発電機９の電力出力）を所要出力に調整するとともに、調整弁Ｖの調整及び補助バーナ１８の燃焼量調整により吸収式冷凍機１０の出力Ｑ（すなわち冷熱発生量、吸収式冷温水発生機では冷熱ないし温熱の発生量）を調整する。
【００５６】
また、制御装置１９は、吸収式冷凍機１０の出力Ｑを調整するのに、タービン出力Ｇを所要の一定出力に保ちながら、補助バーナ１８の燃焼運転を停止しかつバイパス路４ａを通じてガスタービン１の燃焼器５に供給する燃焼用空気Ａ２の流量を最大流量にしている状態において得られる吸収式冷凍機１０の出力Ｑを閾出力Ｑｓとして、吸収式冷凍機１０の必要出力Ｑが閾出力Ｑｓ以下のときには、補助バーナ１８の燃焼運転を停止した状態での調整弁Ｖによる上記流量比の調整により吸収式冷凍機１０の出力Ｑを調整する小出力調整を行ない、一方、吸収式冷凍機１０の必要出力Ｑが閾出力Ｑｓよりも大きいときには、バイパス路４ａを通じてガスタービン１の燃焼器５に供給する燃焼用空気Ａ２の流量を調整弁Ｖにより最大流量に調整した状態での補助バーナ１８の燃焼量調整により吸収式冷凍機１０の出力Ｑを調整する大出力調整を行なう構成にしてある。
【００５７】
すなわち、上記の小出力調整では、再生熱交換器７を通じてガスタービン１の燃焼器５に供給する燃焼用空気Ａ１と、バイパス路４ａを通じ再生熱交換器７を迂回させてガスタービン１の燃焼器５に供給する燃焼用空気Ａ２との流量比を調整することで、ガスタービン１から送出されるタービン排ガスＥの保有熱を再生熱交換器７での空気予熱に供する熱と吸収式冷凍機１０における高温再生用加熱器１１ａ及び余熱回収熱交換器１７ａ〜１７ｃでの吸収液加熱に供する熱とに分配する形態でその熱分配比を調整し、この熱分配比の調整により高温再生用加熱器１１ａ及び余熱回収熱交換器１７ａ〜１７ｃでの吸収液加熱に供する熱量を調整することで、タービン出力Ｇを所要の一定出力に保ちながら吸収式冷凍機１０の出力Ｑを閾出力Ｑｓよりも低出力側において調整する。
【００５８】
なお、バイパス路４ａを通じてガスタービン１の燃焼器５に供給する燃焼用空気Ａ２の流量を最大流量にした状態においては、タービン効率を高く確保する為、再生熱交換器７を通じてガスタービン１の燃焼器５に供給する燃焼用空気Ａ１の流量を所定の最小流量だけ確保するようにしてある。
【００５９】
吸収式冷凍機１０における高温再生器１１、及び、高温再生器１１の高温再生用加熱器１１ａに続いてタービン排ガスＥを直列に通過させる複数の余熱回収熱交換器１７ａ〜１７ｃは、図２〜図４に示す如く、補助バーナ１８を通過した後のタービン排ガスＥを横向きに通過させる角筒状の風洞８Ａ（排ガス路８の一部）に組み付ける形態で一体的に形成してあり、具体的には、高温再生用加熱器１１ａを構成する再生伝熱管２０の管群、第１余熱回収熱交換器１７ａを構成する第１余熱回収伝熱管２１の管群、第２余熱回収熱交換器１７ｂを構成する第２余熱回収伝熱管２２の管群、並びに、第３余熱回収熱交換器１７ｃを構成する第３余熱回収伝熱管２３の管群を、その順（すなわち、吸収液循環系において温度レベルの高い順）に排ガス通過方向の上流側から並べた隣接状態で、かつ、各伝熱管２０〜２３を縦姿勢の直管にして風洞８Ａの上壁部と下壁部とにわたらせた状態で風洞８Ａの内部に配置し、各伝熱管２０〜２３の外面には、水平姿勢で各伝熱管にわたらせた共通の板状伝熱フィン２４を所定ピッチで上下に多数並べて付設してある。
【００６０】
そして、再生伝熱管２０の管群に対して加熱対象の吸収液Ｌａを供給する再生分配ヘッダ２５ａを、排ガス通過方向で再生伝熱管２０の管群に対応位置させて風洞８Ａの下壁部に設け、これに対し、再生伝熱管２０の管群を通過した吸収液Ｌａを集合させて吸収液循環系における後続箇所へ送出する再生集合ヘッダ２５ｂを、排ガス通過方向で再生伝熱管２０の管群に対応位置させて風洞８Ａの上壁部に設けてある。
【００６１】
また同様に、第１〜第３余熱回収伝熱管２１〜２３の各管群に対して加熱対象の吸収液Ｌａ，Ｌｂを供給する第１〜第３の余熱回収分配ヘッダ２６ａ〜２８ａを、排ガス通過方向で対象管群に対応位置させて風洞８Ａの下壁部に設け、これに対し、第１〜第３余熱回収伝熱管２１〜２３の各管群を通過した吸収液Ｌａ，Ｌｂを集合させて吸収液循環系における後続箇所へ送出する第１〜第３の余熱回収集合ヘッダ２６ｂ〜２８ｂを、排ガス通過方向で対象管群に対応位置させて風洞８Ａの上壁部に設けてある。
【００６２】
つまり、風洞８Ａの内部に配置した再生伝熱管２０の管群により高温再生用加熱器１１ａを構成して、この再生伝熱管２０の管群と再生分配ヘッダ２５ａと再生集合ヘッダ２５ｂとにより高温再生器１１を構成してあり、再生分配ヘッダ２５ａから再生集合ヘッダ２５ｂにわたる各再生伝熱管２０の管内通過課程で希吸収液Ｌａを風洞８Ａ内の通過タービン排ガスＥと効率的に熱交換させて加熱し、この加熱による沸騰により希吸収液Ｌａから蒸発分離させて再生集合ヘッダ２５ｂにおける上部の蒸気集合部２５ｃに集合させた冷媒蒸気Ｒを蒸気導出路２９及び気液分離器（図示を省略）を通じ後続の低温再生用加熱器１２ａへ導出し、一方、冷媒蒸気Ｒを分離した後の中濃度吸収液Ｌｂを溶液導出路３０を通じ後続の高温熱交換器１６ｂへ導出するようにしてある。
【００６３】
また、風洞８Ａの内部において排ガス通過方向で再生伝熱管２０の管群の下流側に隣接配置した第１余熱回収伝熱管２１の管群により密閉型強制循環式の第１余熱回収熱交換器１７ａを構成し、溶液導入路３１を通じて前段の高温熱交換器１６ｂから第１余熱回収分配ヘッダ２６ａに導入される希吸収液Ｌａを満液状態で強制的に第１余熱回収伝熱管２１の管内を通過させて第１余熱回収集合ヘッダ２６ｂへわたらせる課程で、その希吸収液Ｌａを風洞８Ａ内の通過タービン排ガスＥ（再生伝熱管２０の管群域を通過した後のタービン排ガス）と効率的に熱交換させて加熱し、この加熱した希吸収液Ｌａを高温再生器１１に送るようにしてある。
【００６４】
さらに、風洞８Ａの内部において排ガス通過方向で第１熱回収伝熱管２１の管群の下流側に隣接配置した第２余熱回収伝熱管２２の管群により密閉型強制循環式の第２余熱回収熱交換器１７ｂを構成し、溶液導入路３２を通じて前段の高温熱交換器１６ｂから第２余熱回収分配ヘッダ２７ａに導入される中濃度吸収液Ｌｂを満液状態で強制的に第２余熱回収伝熱管２２の管内を通過させて第２余熱回収集合ヘッダ２７ｂへわたらせる課程で、その中濃度吸収液Ｌｂを風洞８Ａ内の通過タービン排ガスＥ（第１余熱回収伝熱管２１の管群域を通過した後のタービン排ガス）と効率的に熱交換させて加熱し、この加熱した中濃度吸収液Ｌｂを第２余熱回収集合ヘッダ２７ｂから溶液導出路３３を通じて後続の低温再生器１２に送るようにしてある。
【００６５】
そしてまた、風洞８Ａの内部において排ガス通過方向で第２熱回収伝熱管２２の管群の下流側に隣接配置した第３余熱回収伝熱管２３の管群により密閉型強制循環式の第３余熱回収熱交換器１７ｃを構成し、溶液導入路３４を通じて前段の低温熱交換器１６ａから第３余熱回収分配ヘッダ２８ａに導入される希吸収液Ｌａを満液状態で強制的に第３余熱回収伝熱管２３の管内を通過させて第３余熱回収集合ヘッダ２８ｂへわたらせる課程で、その希吸収液Ｌａを風洞８Ａ内の通過タービン排ガスＥ（第２余熱回収伝熱管２２の管群域を通過した後のタービン排ガス）と効率的に熱交換させて加熱し、この加熱した希吸収液Ｌｂを第３余熱回収集合ヘッダ２８ｂから溶液導出路３５を通じて後続の高温熱交換器１６ｂに送るようにしてある。
【００６６】
風洞８Ａは横向き筒状のケース３６の内部を風洞下壁３７及び風洞上壁３８により上下方向においてケース下部域３６ａとケース上部域３６ｂ（すなわち、２つのヘッダ形成空間）とそれらの間の風洞８Ａとの３域にケース筒軸方向の全長にわたりケース横断面視で区画することで形成してあり、そして、風洞下壁部に配設する再生分配ヘッダ２５ａ及び第１〜第３の余熱回収分配ヘッダ２６ａ〜２８ａは、複数のヘッダ仕切壁３９ａ〜３９ｆによりケース下部域３６ａをケース筒軸方向（排ガス通過方向）において区画することで形成し、同様に、風洞上壁部に配設する再生集合ヘッダ２５ｂ及び第１〜第３の余熱回収集合ヘッダ２６ｂ〜２８ｂは、複数のヘッダ仕切壁４０ａ〜４０ｆによりケース上部域３６ｂをケース筒軸方向において区画することで形成してある。
【００６７】
上記の如く風洞８Ａに組み付ける形態で高温再生器１１及び第１〜第３の余熱回収熱交換器１７ａ〜１７ｃを一体的に形成する構成において、第１余熱回収熱交換器１７ａで加熱した希吸収液Ｌａを高温再生器１１に送る送液構造については、再生分配ヘッダ２５ａと第１余熱回収分配ヘッダ２６ａとを仕切るヘッダ仕切壁３９ｂの配置設定、及び、再生集合ヘッダ２５ｂと第１余熱回収集合ヘッダ２６ｂとを仕切るヘッダ仕切壁４０ｂの配置設定により、第１余熱回収伝熱管２１の管群中で排ガス通過方向において上流側の端部に位置する一部の伝熱管２１ｓ（別言すれば、再生伝熱管２０の管群と第１余熱回収伝熱管２１の管群との間に位置させた送液用伝熱管）の上端を第１余熱回収集合ヘッダ２６ｂに開口させるのに対し、その下端を再生分配ヘッダ２５ａに開口させた構造にしてあり、これにより、それら一部の伝熱管２１ｓを送液管に利用して、第１余熱回収熱交換器１７ａで加熱した希吸収液Ｌａを高温再生器１１に送るようにしてある。
【００６８】
また、第２余熱回収熱交換器１７ｂは第２余熱回収分配ヘッダ２７ａから全ての第２余熱回収伝熱管２２に対し並列に加熱対象の吸収液Ｌｂを供給する形式の熱交換器とし、同様に、第３余熱回収熱交換器１７ｃも第３余熱回収分配ヘッダ２８ａから全ての第３余熱回収伝熱管２３に対し並列に加熱対象の吸収液Ｌａを供給する形式の熱交換器とするのに対し、第１余熱回収熱交換器１７ａは、第１余熱回収伝熱管２１の管群を複数の小管群に区分して、それら小管群に対し加熱対象の吸収液Ｌａを直列に通過させる構成にしてある。
【００６９】
具体的には、排ガス通過方向で下流側に位置する一部の第１余熱回収伝熱管２１ａに対し第１余熱回収分配ヘッダ２６ａから加熱対象の吸収液Ｌａを供給するのに対し、それら排ガス通過方向下流側の第１余熱回収伝熱管２１ａを通過した吸収液Ｌａを反転させて排ガス通過方向で中央に位置する一部の第１余熱回収伝熱管２１ｂに供給する排ガス通過方向下流側の第１余熱回収中継ヘッダ２６ｃを風洞８Ａの上壁部に設けるとともに、それら排ガス通過方向中央の第１余熱回収伝熱管２１ｂを通過した吸収液Ｌａを反転させて排ガス通過方向で上流側に位置する一部の第１余熱回収伝熱管２１ｃに供給する排ガス通過方向上流側の第１余熱回収中継ヘッダ２６ｄを風洞８Ａの下壁部に設け、これら排ガス通過方向上流側の第１余熱回収伝熱管２１ｃを通過させた吸収液Ｌａを第１余熱回収集合ヘッダ２６ｂに受け入れる構成にしてある。
【００７０】
つまり、第１余熱回収伝熱管２１の管群における一部の余熱回収伝熱管２１ａ，２１ｂを通過した吸収液Ｌａを反転させて第１余熱回収伝熱管２１の管群における他の一部の余熱回収伝熱管２１ｂ，２１ｃに再び通過させる液通過形態を採ることにより、第１余熱回収分配ヘッダ２６ａから全ての第１余熱回収伝熱管２１に対し吸収液Ｌａを並列に供給するのに比べ、満液状態で第１余熱回収伝熱管２１の管内を強制的に通過させる吸収液Ｌａの管内通過速度を大きくして、第１余熱回収熱交換器１７ａにおける吸収液側伝熱面の熱伝達率を一層高く確保し、これにより、第１余熱回収熱交換器１７ａでの吸収液Ｌａとタービン排ガスＥとの熱交換の効率（換言すれば、第１余熱回収熱交換器１７ａでの熱回収率）を一層高めるようにしてある。
【００７１】
なお、排ガス通過方向下流側の第１余熱回収中継ヘッダ２６ｃは、再生集合ヘッダ２５ｂ及び第１〜第３の余熱回収集合ヘッダ２６ｂ〜２８ｂとともに、ケース３６におけるケース上部域３６ｂを複数のヘッダ仕切壁４０ａ〜４０ｆにより区画することで形成し、同様に、排ガス方向上流側の第１余熱回収中継ヘッダ２６ｄは、再生分配ヘッダ２５ａ及び第１〜第３の余熱回収分配ヘッダ２６ａ〜２８ａとともに、ケース３６におけるケース下部域３６ａを複数のヘッダ仕切壁３９ａ〜３９ｆにより区画することで形成してある。
【００７２】
４１は、密閉型強制循環式の第１余熱回収熱交換器１７ａで沸騰が生じたとき、その沸騰で発生する蒸気を第１余熱回収熱交換器１７ａから吸収式冷凍機１０における高温冷媒蒸気Ｒの流通部へ逃がす蒸気抜き路であり、本例では、この蒸気抜き路４１の入口端を第１余熱回収集合ヘッダ２６ｂの上部に接続し、蒸気抜き路４１の出口端を再生集合ヘッダ２５の蒸気集合部２５ｃに接続してある。また、この蒸気抜き路４１には、液の通過は阻止して蒸気の通過のみを許す蒸気抜き弁Ｖを装備してある。
【００７３】
４２はヘッダ仕切壁４０ｃの上端部に形成した蒸気抜き補助開口であり、この蒸気抜き補助開口４２により排ガス通過方向下流側の第１余熱回収中継ヘッダ２６ｃを第１余熱回収集合ヘッダ２６ｂに連通させておくことで、沸騰発生時における第１余熱回収熱交換器１７ａからの蒸気の逃がしを円滑化する。
【００７４】
なお、第２余熱回収熱交換器１７ｂについては、沸騰が生じたとしても発生蒸気を吸収液Ｌとともに溶液導出路３３を通じて第２余熱回収集合ヘッダ２７ｂから上方の低温再生器１２へ容易に逃がし得ることから、専用蒸気抜き路の装備を省略してあり、また、第３余熱回収熱交換器１７ｃについては、温度レベルが低くくて沸騰の危険性がないことから専用蒸気抜き路の装備を省略してある。
【００７５】
また本例では、第３余熱回収熱交換器１７ｃを、第３余熱回収分配ヘッダ２８ａから全ての第３余熱回収伝熱管２３に対し並列に加熱対象の吸収液Ｌａを供給する形式の熱交換器にしたが、この第３余熱回収熱交換器１７ｃについても第１余熱回収熱交換器１７ａと同様、余熱回収中継ヘッダを設けて、一部の第３余熱回収伝熱管２３を通過させた加熱対象の吸収液Ｌａを余熱回収中継ヘッダで反転させて他の一部の第３余熱回収伝熱管２３に対し再び通過させる構成にし、これにより、第３余熱回収伝熱管２３の管内を強制的に通過させる吸収液Ｌａの管内通過速度を大きくして、第３余熱回収熱交換器１７ｃにおける吸収液Ｌａと高温ガスＥとの熱交換の効率を一層高めるようにしてもよい。
【００７６】
〔別実施形態〕
次に別実施形態を列記する。
【００７７】
上述の実施形態では、ガスタービン１からの排ガスＥを再生熱交換器７と吸収式冷凍機１０の再生器１１における再生用加熱器１１ａ（高温再生用加熱器）とに対しその順で直列に通過させる構成において、再生熱交換器７を通じガスタービン１の燃焼器５に供給する燃焼用空気Ａ１と、バイパス路４ａを通じ再生熱交換器７を迂回させてガスタービン１の燃焼器５に供給する燃焼用空気Ａ２との流量比を調整弁Ｖにより調整することで、ガスタービン１から送出される排ガスＥの保有熱を再生熱交換器７での空気予熱に供する熱と再生用加熱器１１ａ及びそれに続く余熱回収熱交換器１７ａ〜１７ｃでの吸収液加熱に供する熱とに分配する形態で、その熱分配比を調整するようにしたが、
これに代え、再生熱交換器７を通じて再生用加熱器１１ａに供給するタービン排ガスＥとバイパス路を通じ再生熱交換器７を迂回させて再生用加熱器１１ａに供給するタービン排ガスＥとの流量比を調整弁により調整することで、ガスタービン１から送出される排ガスＥの保有熱を再生熱交換器７での空気予熱に供する熱と再生用加熱器１１ａ及びそれに続く余熱回収熱交換器１７ａ〜１７ｃでの吸収液加熱に供する熱とに分配する形態で、その熱分配比を調整するようにしてもよい。
【００７８】
また、図５に示す如く、ガスタービン１からの排ガスＥを再生熱交換器７と再生用加熱器１１ａとに対し分流して並列に通過させる構成において、それら再生熱交換器７と再生用加熱器１１ａとに対するタービン排ガスＥの分流比を調整弁Ｖ′により調整することで、ガスタービン１から送出される排ガスＥの保有熱を再生熱交換器７での空気予熱に供する熱と再生用加熱器１１ａ及びそれに続く余熱回収熱交換器１７ａ〜１７ｃでの吸収液加熱に供する熱とに分配する形態で、その熱分配比を調整するようにしてもよい。
【００７９】
なお、図５に示すシステムに対し改良を加えたものとして、図６に示す如く、調整弁Ｖ′で分流して再生用加熱器１１ａに送るタービン排ガスＥに対し、再生熱交換器７から送出される排ガスＥの一部を合流路８ｂを通じ合流させるようにするとともに、この合流量を調整する調整弁Ｖｍを設け、これにより、調整弁Ｖ′による分流比調整と調整弁Ｖｍによる合流量調整とをもって、再生用加熱器１１ａに送るタービン排ガスＥの温度・流量を一層多様に調整できるようにしてもよい。
【００８０】
また一方、再生用加熱器１１ａに送るタービン排ガスＥの温度・流量を多様に調整するのに、図７に示す如く、ガスタービン１からの排ガスＧを再生熱交換器７に通過させるものと再生熱交換器７を迂回させるものとに分流する構成にして、その分流比を調整する調整弁Ｖａを設けるとともに、再生用熱交換器７を通過させたタービン排ガスＥと再生用熱交換器７を迂回させたタービン排ガスＥとを合流させた後、その合流タービン排ガスＥの一部を分流して再生用加熱器１１ａに送る構成にして、その分流量を調整する調整弁Ｖｂを設け、これにより、調整弁Ｖａによる分流比調整と調整弁Ｖｂによる分流量調整とをもって、再生用加熱器１１ａに送るタービン排ガスＥの温度・流量を調整するようにしてもよい。
【００８１】
さらにまた、図８に示す如く、ガスタービン１からの排ガスＥを再生用加熱器１１ａ及びそれに続く余熱回収熱交換器１７ａ〜１７ｃと再生熱交換器７とに対しその順で直列に通過させる構成において、再生用加熱器１１ａ及びそれに続く余熱回収熱交換器１７ａ〜１７ｃを通じ再生熱交換器７に供給するタービン排ガスＥと、バイパス路８ａを通じ再生用加熱器１１ａ及びそれに続く余熱回収熱交換器１７ａ〜１７ｃを迂回させて再生熱交換器７に供給するタービン排ガスＥとの流量比を調整弁Ｖ″により調整することで、ガスタービン１から送出される排ガスＥの保有熱を再生熱交換器７での空気予熱に供する熱と再生用加熱器１１ａ及びそれに続く余熱回収熱交換器１７ａ〜１７ｃでの吸収液加熱に供する熱とに分配する形態で、その熱分配比を調整するようにしてもよい。
【００８２】
図１，図５〜図８に示す各実施形態では、再生用加熱器１１ａに供給するタービン排ガスＥを再加熱する補助バーナ１８を装備して、前述の熱分配比の調整と補助バーナ１８の燃焼量調整とにより吸収式冷凍機１０の出力Ｑを調整する構成を示したが、これら図１，図５〜図８の夫々に示す構成において補助バーナ１８を省略し、前述の熱分配比の調整のみにより吸収式冷凍機１０の出力Ｑを調整するようにしてもよく、また逆に、熱分配比の調整を行う熱分配手段を省略して、補助バーナ１８の燃焼量調整のみにより吸収式冷凍機１０の出力Ｑを調整するようにしてもい。
【００８３】
なお、図５〜図８に示す構成において、各調整弁Ｖ′，Ｖ″，Ｖｍ，Ｖａ，Ｖｂ、タービン排ガスＥの合流部や分流部、並びに、補助バーナ１８などの具体的な装備位置は、タービン１の側に装備したり、冷凍機１０の側に装備したり、あるいは、両者の間に装備するなど、種々の装備位置を選定することができ、また、それらの排ガス経路上での相対的位置関係も各図に示す位置関係に限らず、種々の変更が可能である。
【００８４】
吸収式冷凍機１０は、二重効用型に限られるものではなく単効用型や三重以上の多重効用型であってもよく、また、冷凍専用機に限られるものではなく温水発生運転が可能な吸収式冷温水発生機であってもよい。
【００８５】
前述の実施形態では、再生用加熱器１１ａに続いて密閉型強制循環式の複数の余熱回収熱交換器１７ａ〜１７ｃに対しタービン排ガスＥを直列に通過させる例を示したが、再生用加熱器１１ａに続いてタービン排ガスＥを通過させる密閉型強制循環式の余熱回収熱交換器は単数であってもよく、また、単数ないし複数の余熱回収熱交換器は、再生器１１よりも低温レベルの箇所であれば吸収液循環系における何れの箇所の吸収液を加熱するものであってもよい。
【００８６】
再生用加熱器１１ａ及び余熱回収熱交換器１７ａ〜１７ｃを風洞８Ａに組み付ける形態で一体的に形成するのに、前述の実施形態では、再生用加熱器１１ａを構成する再生伝熱管２０、及び、各余熱回収熱交換器１７ａ〜１７ｃを構成する余熱回収伝熱管２１〜２３を全て縦姿勢にして横向きの風洞８Ａ内に配置する例を示したが、図９〜図１１に示す如く、再生用加熱器１１ａを構成する再生伝熱管２０を縦姿勢で風洞８Ａ内に配置して、その再生伝熱管２０の管群に対する再生分配ヘッダ２５ａ及び再生集合ヘッダ２５ｂを風洞８Ａの上壁部と下壁部とに振り分けて配設するのに対し、余熱回収熱交換器１７ａ（この例では、高温熱交換器１６ｂから高温再生器１１に送る希吸収液Ｌａを加熱する余熱回収熱交換器）を構成する余熱回収伝熱管２１を水平姿勢で上下方向及び排ガス通過方向に並べて風洞８Ａ内に配置し、そして、その余熱回収伝熱管２１の管群に対する余熱回収分配ヘッダ２６ａ及び余熱回収集合ヘッダ２６ｂを風洞８Ａの横壁部に配設するようにしてもよく、風洞８Ａ内における再生伝熱管２０の配置形態及び余熱回収伝熱管２１の配置形態は種々の構成変更が可能である。
【００８７】
また、再生伝熱管２０及び余熱回収伝熱管２１〜２３は夫々、風洞８Ａの対向壁部にわたる直管に限らず、Ｕ字状管や蛇行管であってもよく、どのような形状の伝熱管２０〜２３をどのような配置形態で風洞８Ａ内に配置するかによって、各伝熱管群に対するヘッダ２５ａ〜２８ａ，２５ｂ〜２８ｂの配設形態も適宜変更すればよい。
【００８８】
余熱回収熱交換器１７ａにおいて沸騰が生じたときの発生蒸気を逃がす蒸気抜き路４１の入口端は、余熱回収熱交換器１７ａにおける沸騰時の発生蒸気を逃がし易い箇所であれば、いずれの箇所に接続してもよく、前述の実施形態の如く、余熱回収集合ヘッダ２６ｂに接続するに代え、場合によっては余熱回収分配ヘッダ２６ａの側に接続するなどしてもよい。
【００８９】
また、蒸気抜き路４１の出口端も、沸騰時の発生蒸気を吸収式冷凍機における高温冷媒蒸気Ｒの流通部に導き易い箇所であれば、いずれの箇所に接続してもよく、前述の実施形態の如く再生集合ヘッダ２５ｂに接続するに代え、再生器１１で分離した冷媒蒸気Ｒを導く蒸気導出路２９に接続するなどしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】コージェネレーションシステムの構成図
【図２】熱交換器の構造を示す側面図
【図３】熱交換器の構造を示す正面図
【図４】熱交換器の構造を示す平面図
【図５】別実施形態を示すシステム構成図
【図６】別実施形態を示すシステム構成図
【図７】別実施形態を示すシステム構成図
【図８】別実施形態を示すシステム構成図
【図９】別実施形態を示す熱交換器構造の側面図
【図１０】別実施形態を示す熱交換器構造の正面図
【図１１】別実施形態を示す熱交換器構造の平面図
【符号の説明】
１              ガスタービン
４ａ            バイパス路
７              再生熱交換器
８Ａ            風洞
１０            吸収式冷凍機
１１            再生器
１１ａ          再生用加熱器
１７ａ〜１７ｃ  余熱回収熱交換器
１８            補助バーナ
２０            再生伝熱管
２１〜２３      余熱回収伝熱管
２５ａ          再生分配ヘッダ
２５ｂ          再生集合ヘッダ
２６ａ〜２８ａ  余熱回収分配ヘッダ
２６ｂ〜２８ｂ  余熱回収集合ヘッダ
２９            蒸気導出路
４１            蒸気抜き路
Ａ，Ａ１，Ａ２  燃焼用空気
Ｅ              タービン排ガス
Ｌａ，Ｌｂ      吸収液
Ｒ              冷媒
Ｖ，Ｖ′，Ｖ″  熱分配手段，調整弁機構
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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