(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の蒸気発生手段で発生させた蒸気を蒸気利用プロセスに供給する供給流路に接続され、前記発生させた蒸気を利用して発電する蒸気発電システムであって、
前記供給流路に供給管と排出管とを介して接続された容積型膨張機、及び発電機を有する発電装置と、前記発電装置の下流側の蒸気の圧力を制御するための圧力制御手段とを備え、
前記発電装置の容積型膨張機は、前記第１の蒸気発生手段から前記供給管を介して膨張室に導入された前記蒸気の圧力によって回転動力を発生させ、この回転動力の発生に利用された蒸気を前記供給流路に前記排出管を介して排出し、
前記発電装置の発電機は、前記容積型膨張機からの前記回転動力が伝達されるように当該容積型膨張機に連結されており、
前記圧力制御手段は、前記発電装置の下流側で且つ前記蒸気利用プロセスの上流側における前記蒸気利用プロセスに供給される蒸気の圧力を測定する圧力測定手段を有し、この圧力測定手段で測定された圧力が前記蒸気利用プロセスで必要な圧力に安定するように、当該圧力測定手段により測定された圧力に基づいて前記容積型膨張機の回転数を制御することで前記発電装置の下流側を流れる蒸気の流量を調整する構成であることを特徴とする蒸気発電システム。
【請求項２】
前記圧力制御手段は、前記発電機の回転数を制御する回転制御部を有し、この回転制御部が前記圧力測定手段で測定された圧力に基づいて前記発電機の回転数を制御することで当該発電機に連結された前記容積型膨張機の回転数を制御する構成であることを特徴とする請求項１に記載の蒸気発電システム。
【請求項３】
前記圧力制御手段は、前記容積型膨張機の上流側に設けられ、前記容積型膨張機に導入される蒸気の流量を調整する流量調整弁と、前記流量調整弁の開度を制御する弁制御部とを有し、この弁制御部が前記圧力測定手段で測定された圧力に基づいて前記流量調整弁の開度を制御し、前記容積型膨張機に導入される前記蒸気の流量を調整することで当該容積型膨張機の回転数を制御する構成であることを特徴とする請求項１に記載の蒸気発電システム。
【請求項４】
前記供給流路の途中に前記第１の蒸気発生手段よりも低圧で且つ前記蒸気利用プロセスで必要な圧力の蒸気を発生させる第２の蒸気発生手段がさらに接続されており、
前記発電装置が前記第２の蒸気発生手段の接続された位置よりも上流側の前記供給流路に接続される構成であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の蒸気発電システム。
【請求項５】
第１の蒸気発生手段で発生させた蒸気の圧力がＰｍ、第２の蒸気発生手段で発生させた蒸気の圧力がＰｌとすると、前記容積型膨張機の内部圧力比πｉが
πｉ≦Ｐｍ／Ｐｌ
であることを特徴とする請求項４に記載の蒸気発電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸気発生手段で発生させた蒸気を用いて発電するための蒸気発電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ボイラ等の蒸気発生手段で発生させた蒸気を下流側の蒸気利用プロセスに供給する際に、この発生させた蒸気の圧力と蒸気利用プロセスで必要な蒸気の圧力との圧力差を用いて発電する蒸気発電システムとしては、特許文献１に記載の蒸気発電システムが知られている。
【０００３】
この蒸気発電システムは、図３に示されるように、蒸気発生手段（ボイラ）２１０で発生させた蒸気をこの蒸気を利用する蒸気利用プロセス２１２に供給流路（主配管）２１４を通じて供給する蒸気利用プロセス系統２００に配される。具体的には、蒸気発電システムは、蒸気利用プロセス系統２００の供給流路２１４に接続され、当該供給流路２１４を流れる前記蒸気を利用して発電する発電装置２２０を備えている。
【０００４】
この発電装置２２０は、供給流路２１４より供給された蒸気から回転動力を得る駆動手段（蒸気タービン）２２２と、駆動手段２２２で得られた前記回転動力が伝達されるようにこの駆動手段２２２に連結された発電機２２４とを有する。
【０００５】
駆動手段（蒸気タービン）２２２は、入口側に供給流路２１４から分岐した導入管２３６が接続され、出口側に導入管２３６の分岐位置より下流側で主配管２１４に合流する排出管２３８が接続されている。このように導入管２３６及び排出管２３８が接続されることで、供給流路２１４を流れる蒸気は、導入管２３６から駆動手段２２２に供給され、当該駆動手段２２２で回転動力を得るのに利用された後、排出管２３８に排出されて、供給流路２１４に導入される。このとき、駆動手段２２２で得られた前記回転動力が発電機２２４に伝達され、この伝達された回転動力によって当該発電機２２４が発電する。
【０００６】
このように供給流路２１４を流れる蒸気では、駆動手段２２２を通過することで回転動力として当該蒸気の有するエネルギーの一部が回収され、この回収されたエネルギーに相当する圧力が低下する。このとき、駆動手段２２２では、排出される蒸気の圧力が蒸気利用プロセス２１２の必要とする圧力となるように設定されている。即ち、この発電システムにおける発電装置２２０は、蒸気からエネルギーを回収すると共に、蒸気発生手段２１０で発生させた蒸気の圧力を下流の蒸気利用プロセス２１２が必要とする圧力まで減圧する減圧弁としての役割も果たしている。
【特許文献１】特開２００７−７４８９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このような蒸気発電システムにおいて、蒸気発生手段２１０から一定圧力の蒸気が供給された場合であっても、蒸気利用プロセス２１２における蒸気使用量の時間変動が大きいと当該供給流路２１４内の蒸気の圧力が変動し、蒸気利用プロセス２１２に安定した圧力の蒸気を供給し難い場合がある。
【０００８】
そこで、本発明は、上記問題点に鑑み、蒸気利用プロセスでの蒸気使用量の時間変動に関わらず当該蒸気利用プロセスに安定した圧力の蒸気を供給できる蒸気発電システムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
そこで、上記課題を解消すべく、本発明に係る蒸気発電システムは、第１の蒸気発生手段で発生させた蒸気を蒸気利用プロセスに供給する供給流路に接続され、前記発生させた蒸気を利用して発電する蒸気発電システムであって、前記供給流路に供給管と排出管とを介して接続された容積型膨張機、及び発電機を有する発電装置と、前記発電装置の下流側の蒸気の圧力を制御するための圧力制御手段とを備える。そして、前記発電装置の容積型膨張機は、前記第１の蒸気発生手段から前記供給管を介して膨張室に導入された前記蒸気の圧力によって回転動力を発生させ、この回転動力の発生に利用された蒸気を前記供給流路に前記排出管を介して排出し、前記発電装置の発電機は、前記容積型膨張機からの前記回転動力が伝達されるように当該容積型膨張機に連結されており、前記圧力制御手段は、前記発電装置の下流側で且つ前記蒸気利用プロセスの上流側における前記蒸気利用プロセスに供給される蒸気の圧力を測定する圧力測定手段を有し、この圧力測定手段で測定された圧力が前記蒸気利用プロセスで必要な圧力で安定するように、当該圧力測定手段により測定された圧力に基づいて前記容積型膨張機の回転数を制御することで前記発電装置の下流側を流れる蒸気の流量を調整する構成であることを特徴とする。
【００１０】
かかる構成によれば、前記圧力制御手段が前記圧力測定手段での測定結果に基づいて前記容積型膨張機の回転数を制御することで、前記発電装置の下流側に供給される蒸気の流量を変動させることができる。そのため、前記蒸気利用プロセスにおける蒸気使用量の時間変動が大きくても、前記供給流路における前記発電装置の下流側を流れる前記蒸気の流量を調整することで、当該蒸気の圧力を蒸気利用プロセスで必要な圧力に安定させることができる。
【００１１】
従って、蒸気利用プロセスでの蒸気使用量の時間変動が大きく、必要な蒸気の圧力が所定の一定圧力であったとしても、前記容積型膨張機が前記圧力測定手段での測定結果に基づいて回転数が制御されることで、当該容積型膨張機の下流側の前記供給流路を流れる蒸気の圧力を前記所定の一定圧力に容易に調整可能となる。
【００１２】
本発明に係る蒸気発電システムにおいては、前記圧力制御手段は、前記発電機の回転数を制御する回転制御部を有し、この回転制御部が前記圧力測定手段で測定された圧力に基づいて前記発電機の回転数を制御することで当該発電機に連結された前記容積型膨張機の回転数を制御する構成であってもよい。
【００１３】
かかる構成によれば、前記回転制御部が前記測定された圧力に基づいて前記発電機の回転数を制御することで、当該発電機に連結された前記容積型膨張機の回転数が制御される。即ち、前記回転制御部は、前記発電機を介して前記容積型膨張機の回転数を制御することができる。その結果、前記発電機の下流側の前記供給流路における蒸気の流量が調整され、前記蒸気利用プロセスに安定した圧力の蒸気が供給される。
【００１４】
また、前記圧力制御手段は、前記容積型膨張機の上流側に設けられ、前記容積型膨張機に導入される蒸気の流量を調整する流量調整弁と、前記流量調整弁の開度を制御する弁制御部とを有し、この弁制御部が前記圧力測定手段で測定された圧力に基づいて前記流量調整弁の開度を制御し、前記容積型膨張機に導入される前記蒸気の流量を調整することで当該容積型膨張機の回転数を制御する構成であってもよい。
【００１５】
かかる構成によれば、前記弁制御部が前記測定された圧力に基づいて前記流量調整弁の開度を制御することで、前記容積型膨張機に導入される蒸気の流量が調整され、当該容積型膨張機の回転数が制御される。その結果、前記発電機の下流側の前記供給流路における蒸気の流量が調整され、前記蒸気利用プロセスに安定した圧力の蒸気が供給される。
【００１６】
また、前記供給流路の途中に前記第１の蒸気発生手段よりも低圧で且つ前記蒸気利用プロセスで必要な圧力の蒸気を発生させる第２の蒸気発生手段がさらに接続されており、前記発電装置が前記第２の蒸気発生手段の接続された位置よりも上流側の前記供給流路に接続される構成が好ましい。
【００１７】
このように前記第１及び第２の蒸気発生手段が接続された前記供給流路に配されても、前記圧力測定手段の測定結果に基づいて前記容積型膨張機の回転数が制御されることで、前記発電機の下流側の前記供給流路を流れる蒸気流量が保たれ、前記蒸気利用プロセスに安定した圧力の蒸気が供給される。
【００１８】
しかも、前記第２の蒸気発生手段が前記供給流路に接続されることで、前記第１の蒸気供給手段で発生させる蒸気量が不足しても、前記第２の蒸気発生手段からの蒸気が供給流路に供給されるため、前記蒸気利用プロセスで必要な蒸気量が確実に確保される。
【００１９】
このように第１及び第２の蒸気発生手段が接続された前記供給流路に前記蒸気発電システムが配される場合、第１の蒸気発生手段で発生させた蒸気の圧力がＰｍ、第２の蒸気発生手段で発生させた蒸気の圧力がＰｌとすると、前記容積型膨張機の内部圧力比πｉが
πｉ≦Ｐｍ／Ｐｌ
である構成が好ましい。
【００２０】
かかる構成によれば、前記容積型膨張機の出口圧力が前記発電装置の下流側の供給流路の蒸気の圧力よりも高くなるため、当該容積型膨張機における排気工程での逆流現象を防止できる。そのため、当該容積型膨張機において通過する蒸気からの回収エネルギーの減少が抑制される。
【発明の効果】
【００２１】
以上より、本発明によれば、蒸気利用プロセスでの蒸気使用量の時間変動に関わらず当該蒸気利用プロセスに安定した圧力の蒸気を供給できる蒸気発電システムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の一実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
【００２３】
本実施形態に係る蒸気発電システムは、ボイラ等の蒸気発生手段で生成した（発生させた）蒸気の圧力とこの蒸気を利用する蒸気利用設備（以下、単に「プロセス」とも称する。）で必要な蒸気の圧力との圧力差を利用して発電する発電システムである。
【００２４】
図１に示されるように、この蒸気発電システム１０は、第１の蒸気発生手段２０と、第２の蒸気発生手段３０と、これら第１及び第２の蒸気発生手段２０，３０で発生させた蒸気を利用するプロセス４０とを備えた蒸気利用プロセス系統１００に配されている。この蒸気利用プロセス系統１００では、第１の蒸気発生手段２０とプロセス４０とが主配管（供給流路）５０で接続され、第２の蒸気発生手段３０が副配管５２を介して主配管５０に接続されている。
【００２５】
第１の蒸気発生手段２０は、一対の排熱ボイラ２０ａ，２０ａで構成されている。この排熱ボイラ２０ａは、例えば、自家発電用ガスタービンやガスエンジンの冷却にて排熱回収するボイラである。この排熱ボイラ２０ａからは、１．２〜１．６ＭＰａの蒸気が主配管５０に供給される。尚、本実施形態においては、第１の蒸気発生手段２０として、一対の排熱ボイラ２０ａ，２０ａが用いられているが、３つ以上のボイラでもよい。また、排熱ボイラ２０ａに限定される必要もなく他のタイプのボイラでもよい。また、生成する蒸気の圧力も１．２〜１．６ＭＰａに限定される必要もなく、プロセス４０で必要な蒸気の圧力よりも高い圧力であればよい。
【００２６】
これら一対の排熱ボイラ２０ａ，２０ａは、主配管５０の上流側端部の接続管５４に接続されている。この接続管５４は、主配管５０の上流側端部を排熱ボイラ２０ａに対応した数に分岐させた管で、それぞれコントロール弁５６が設けられている。コントロール弁５６は、蒸気利用プロセス系統１００に配される蒸気発電システム１０で発電を行わない場合には減圧弁として働き、蒸気発電システム１０で発電を行う場合には接続管５４を閉塞する弁である。
【００２７】
第２の蒸気発生手段３０は、第１の蒸気発生手段２０（排熱ボイラ２０ａ）よりも低圧で且つプロセス４０で必要な圧力の蒸気を発生させる蒸気発生手段である。本実施形態においては、複数の低圧小型貫流ボイラ（以下、単に「貫流ボイラ」とも称する。）３０ａ，３０ａ，…で構成されている。これら複数の貫流ボイラ３０ａ，３０ａ，…には給水ヘッダ３２から水がそれぞれ供給され、各貫流ボイラ３０ａ内で生成された蒸気が蒸気送出ヘッダ３４で集められる。この集められた蒸気が副配管５２を通じて主配管５０に導入される。これら複数の貫流ボイラ３０ａ，３０ａ，…で構成される第２の蒸気発生手段３０からは、０．９ＭＰａの蒸気が供給される。尚、第２の蒸気発生手段３０においても、他のタイプのボイラが用いられてもよい。
【００２８】
プロセス４０は、例えば給湯器、暖房機、乾燥機、洗浄装備、殺菌器等の蒸気を利用する設備であり、本実施形態においては、０．９ＭＰａの一定圧力の蒸気を利用する設備である。
【００２９】
蒸気発電システム１０は、主配管５０において、第１の蒸気発生手段２０の下流で、且つ第２の蒸気発生手段３０の上流側（副配管５２が接続された部位の上流側）に接続されている。この蒸気発電システム１０は、主配管５０を流れる蒸気を利用して発電する発電装置１２と、この発電装置１２の下流側の蒸気の圧力を制御するための圧力制御手段１４とを備える。
【００３０】
発電装置１２は、第１の蒸気発生手段２０から供給される蒸気の圧力を下流側の利用プロセス４０が必要とする圧力（以下、単に「プロセス側要求圧力」とも称する。）に減圧する際に発電を行う装置である。具体的には、容積型膨張機１２ａと発電機１２ｂとを備えている。
【００３１】
容積型膨張機１２ａは、内部に形成された膨張室に導入された蒸気（流体）の圧力で駆動され動力（回転動力）を発生する膨張機である。本実施形態においては、スクリュ膨張機（いわゆるスクリューエキスパンダ）１２ａが用いられている。
【００３２】
本実施形態において、このスクリュ膨張機１２ａの内部圧力比πｉは、第１の蒸気発生手段２０で発生させた蒸気の圧力がＰｍ、第２の蒸気発生手段３０で発生させた蒸気の圧力がＰｌとすると、πｉ≦Ｐｍ／Ｐｌとなるように設定されている。
【００３３】
このような内部圧力比πｉとすることで、スクリュ膨張機１２ａの膨張室の出口圧力が発電装置１２の下流側の主配管５０（排出管６２）の蒸気の圧力よりも高くなるため、当該スクリュ膨張機１２ａにおける排気工程での逆流現象が防止される。その結果、スクリュ膨張機１２ａにおいて通過する蒸気からの回収エネルギーの減少が抑制される。
【００３４】
スクリュ膨張機１２ａの入口には供給管６０が接続され、出口には排出管６２が接続されている。供給管６０は、接続管５４におけるコントロール弁５６の上流側に接続されている。詳細には、供給管６０は、上流側が分岐しており、各接続管５４のコントロール弁５６の上流側に分岐した供給管（分岐供給管）６０ａが接続されている。これら分岐供給管６０ａ，６０ａは、途中で合流して１本の管路（供給管）６０となった後、スクリュ膨張機１２ａの入口に接続されている。また、各分岐供給管６０ａには逆止弁６４が設けられている。
【００３５】
一方、排出管６２は、コントロール弁５６よりも下流側の接続管５４（主配管５０）に接続されている。このように供給管６０と排出管６２とが配管されることで、第１の蒸気発生手段２０で生成された蒸気がスクリュ膨張機１２ａに供給され、このスクリュ膨張機１２ａから排出された蒸気がコントロール弁５６を通過することなく主配管５０に導入されるようになっている。
【００３６】
また、供給管６０には、供給蒸気仕切弁（開閉弁）６６が設けられると共に、排出管６２には、排出蒸気仕切弁（開閉弁）６８が設けられている。この排出蒸気仕切弁６８と供給管６０の供給蒸気仕切弁６６とは、接続管５４を流れる蒸気を供給管６０へ導入するか否かを切り換える切換手段を構成している。
【００３７】
即ち、第１の蒸気発生手段２０で生成された蒸気をそのままプロセス４０へ供給するときには、これら両方の蒸気仕切弁６６，６８を閉じて各コントロール弁５６を開き、蒸気を利用した発電を行うときにはこれら両方の蒸気仕切弁６６，６８を開いて各コントロール弁５６を閉じる。
【００３８】
発電機１２ｂは、スクリュ膨張機１２ａに連結されている。具体的には、発電機１２ｂの回転軸とスクリュ膨張機１２ａの回転軸とが連結されている。従って、スクリュ膨張機１２ａが供給された蒸気のエネルギーを回転動力に変換すると、この回転動力がスクリュ膨張機１２ａの回転軸から発電機１２ｂの回転軸に伝達され、発電機１２ｂにおいて発電が行われる。尚、本実施形態においては、スクリュ膨張機１２ａと発電機１２ｂとの回転軸が直接連結されているが、減速機等を介して連結されてもよい。
【００３９】
発電機１２ｂで発電された電気は、周波数変換器（図示省略）に送られ、例えば３０〜１２０Ｈｚの電気をＡＣ５０又は６０Ｈｚの商用周波数の電気に変換され、外部の系統に送電される。
【００４０】
圧力制御手段１４は、蒸気の圧力を測定する圧力センサ（圧力測定手段）１４ａと、発電機１２ｂの回転数を制御する回転数コントローラ（回転制御部）１４ｂとを有する。
【００４１】
圧力センサ１４ａは、発電装置１２の下流側の蒸気の圧力を測定するためのセンサであり、本実施形態においては、副配管５２に設けられている。尚、圧力センサ１４ａは、副配管５２に設けられる必要はなく、発電装置１２の下流側で且つプロセス４０の上流側であれば主配管５０や排出管６２であってもよい。
【００４２】
この圧力センサ１４ａで測定された管内を流れる蒸気の圧力データは、回転数コントローラ１４ｂに送られる。
【００４３】
回転数コントローラ１４ｂは、発電装置１２の発電機１２ｂと接続され、圧力センサ１４ａで測定された圧力データに基づいて発電機１２ｂの回転数を制御する。このように回転数コントローラ１４ｂによって発電機１２ｂの回転数が制御されることで、この発電機１２ｂと回転動力が伝達されるように連結されたスクリュ膨張機１２ａの回転数が制御される。即ち、回転数コントローラ１４ｂは、発電機１２ｂを介してスクリュ膨張機１２ａの回転数を制御することができる。本実施形態においては、回転数コントローラ１４ｂは、主配管５０における発電装置１２の下流側の蒸気の圧力が常に一定となるように発電機１２ｂの回転数をＰＩＤ制御するように構成されている。
【００４４】
本実施形態に係る蒸気発電システム１０は、以上の構成からなり、次に、この蒸気発電システム１０の動作について説明する。
【００４５】
第１の蒸気発生手段２０（一対の排熱ボイラ２０ａ，２０ａ）の駆動によって生成された蒸気は、接続管５４を通じて主配管５０に流れ込む。このとき前記蒸気はコントロール弁５６で第１の蒸気発生手段２０からの吐出圧力（１．２〜１．６ＭＰａ）からプロセス側要求圧力（０．９ＭＰａ）まで減圧される。このプロセス側要求圧力まで減圧された蒸気は、主配管５０を流れて下流側のプロセス４０へ供給される。
【００４６】
このとき、本実施形態のプロセス４０においては蒸気使用量の時間変動が大きく、第１の蒸気発生手段２０から供給される蒸気のみでは蒸気使用量のピーク時に必要な蒸気量が確保できないことが生じる。そのため、第２の蒸気発生手段３０において蒸気を生成し、この蒸気も主配管５０を通じて下流側の利用プロセス４０に供給される。この第２の蒸気発生手段３０から主配管５０に導入される蒸気は、各コントロール弁５６通過後のプロセス側要求圧力まで減圧された蒸気と合流する。そのため、第２の蒸気発生手段３０では、０．９ＭＰａの蒸気が生成されるように設定されている。
【００４７】
そして、発電を行う場合には、供給管６０の供給蒸気仕切弁６６及び排出管６２の排出蒸気仕切弁６８が開かれると共に各コントロール弁５６が閉じられる。これにより、第１の蒸気発生手段２０で生成され、接続管５４を通じて各接続管５４の合流部を経てプロセス４０に向かって流れていた蒸気が供給管６０へ供給される。
【００４８】
接続管５４から供給管６０へ供給された蒸気は、スクリュ膨張機１２ａの入口から膨張室（図示省略）に導入される。スクリュ膨張機１２ａは、この膨張室に導入された前記蒸気の圧力によって回転動力を発生させ、この回転動力の発生に利用した蒸気を出口から排出管６２に排出する。
【００４９】
スクリュ膨張機１２ａで発生させた回転動力は発電機１２ｂに伝達され、発電機１２ｂの回転軸を回転させる。
【００５０】
発電機１２ｂは、その回転軸がスクリュ膨張機１２ａから伝達された回転動力によって回転することで発電する。この発電機１２ｂで生成された電気は、周波数変換器（図示省略）に送られ、前記のように商用周波数の電流に変換されて外部の系統に送電される。
【００５１】
一方、スクリュ膨張機１２ａから排出された蒸気は、排出管６２を通じて主配管５０に導入され、下流側のプロセス４０へ供給される。
【００５２】
このとき、プロセス４０へ供給される発電装置１２の下流側の蒸気では、圧力制御手段１４によって圧力が制御されている。
【００５３】
具体的には、発電装置１２の下流側を流れる蒸気の圧力を圧力センサ１４ａによって測定する。この測定によって得られた蒸気の圧力データは、回転数コントローラ１４ｂに送られる。回転数コントローラ１４ｂは、前記圧力データに基づいて発電機１２ｂの回転数を制御することで、この発電機１２ｂに連結されたスクリュ膨張機１２ａの回転数を制御する。このようにスクリュ膨張機１２ａの回転数が変化すると、当該スクリュ膨張機１２ａを通過する蒸気の量が変動する。この変動に伴って発電装置１２の下流側の蒸気の圧力が変動する。
【００５４】
このようにして、回転数コントローラ１４ｂは、圧力センサ１４ａで測定される圧力値がプロセス側要求圧力となるように発電機１２ｂを介してスクリュ膨張機１２ａの回転数を制御する。
【００５５】
そうすることで、プロセス４０における蒸気使用量の時間変動が大きくても、発電装置１２の下流側を流れる蒸気の流量が調整され、この流量調整によって前記蒸気の圧力をプロセス側要求圧力に安定させることができる。
【００５６】
以上説明したように、本実施形態によれば、利用プロセス４０での蒸気使用量の時間変動が大きく、プロセス側要求圧力が一定の圧力（０．９ＭＰａ）であったとしても、スクリュ膨張機１２ａが圧力センサ１４ａでの測定結果に基づいて回転数が制御されることで、当該スクリュ膨張機１２ａの下流側を流れる蒸気の圧力をプロセス側要求圧力に容易に調整可能となる。
【００５７】
尚、本発明の蒸気発電システム１０は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００５８】
例えば、本実施形態においては、圧力制御手段１４が圧力センサ１４ａと回転数コントローラ１４ｂとで構成され、回転数コントローラ１４ｂが発電機１２ｂを介してスクリュ膨張機１２ａの回転数を制御することで発電装置１２の下流側の蒸気の圧力が制御されている。しかし、この構成に限定される必要はなく、図２に示されるように、圧力制御手段１４が圧力センサ１４ａと、スクリュ膨張機１２ａに導入される蒸気量を調整する流量調整弁１４ｃと、この流量調整弁１４ｃの開度を制御する開度コントローラ（弁制御部）１４ｄとで構成されてもよい。
【００５９】
この場合、流量調整弁１４ｃは、供給管６０の供給蒸気仕切弁６６よりも下流で且つスクリュ膨張機１２ａの入口よりも上流に設けられる。そして、圧力センサ１４ａでの測定結果に基づいて、開度コントローラ１４ｄが流量調整弁１４ｃの開度を制御してスクリュ膨張機１２ａに導入される蒸気の流量を調整する。そうすることで、スクリュ膨張機１２ａの回転数が制御される。このようにしても、スクリュ膨張機１２ａを通過する蒸気の流量が変動し、その結果、主配管５０における発電装置１２の下流側を流れる蒸気の流量が調整され、当該主配管５０を流れる蒸気の圧力をプロセス側要求圧力に安定させることができる。
【００６０】
また、本実施形態において、蒸気利用プロセス系統１００は、蒸気源として、第１の蒸気発生手段及び第２の蒸気発生手段を有しているがこれに限定される必要はない。即ち、第１の蒸気発生手段２０から供給される蒸気のみでプロセス４０における蒸気使用量のピーク時に必要な蒸気量が確保できる場合には、蒸気利用プロセス系統は、蒸気源として第１の蒸気発生手段のみ有する系統であってもよい。
【００６１】
本実施形態に係る蒸気発電システム１０は、このような蒸気利用プロセス系統に配されても、圧力制御手段１４が発電装置１２の下流側に設けられた圧力センサ１４ａでの測定結果に基づいてスクリュ膨張機１２ａの回転数を制御することで、発電装置１２の下流側に供給される蒸気の流量を変動させることができる。その結果、発電装置１２の下流側を流れる蒸気の圧力をプロセス側必要圧力に安定させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本実施形態に係る蒸気発電システムが配された蒸気利用プロセス系統全体の概略構成図である。
【図２】他実施形態に係る蒸気発電システムが配された蒸気利用プロセス系統全体の概略構成図である。
【図３】従来の蒸気発電システムが配された蒸気利用プロセス系統全体の概略構成図である。
【符号の説明】
【００６３】
１０   蒸気発電システム
１２   発電装置
１２ａ スクリュ膨張機（容積型膨張機）
１２ｂ 発電機
１４   圧力制御手段
１４ａ 圧力センサ（圧力測定手段）
１４ｂ 回転数コントローラ（回転制御部）
１４ｃ 流量調整弁
１４ｄ 開度コントローラ（弁制御部）
２０   第１の蒸気発生手段
３０   第２の蒸気発生手段
４０   利用プロセス
５０   主配管（供給流路）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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