JP2003193910A - コジェネレーションシステム及びその運転制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 中間冷却器から得られる熱を、熱利用設備に
有効利用するコジェネレーションシステム及びその運転
制御方法を提供する。 【解決手段】 流体を圧縮する複数の圧縮機２と、これ
ら各圧縮機２ａ，２ｂの間に備わり、冷媒を通過させる
ことで前記流体を冷却する中間冷却器５と、該中間冷却
器５にて得られる前記冷媒の熱を熱源として使用する熱
利用設備６と、前記中間冷却器５と前記熱利用設備６と
を繋いで前記冷媒を流通させる冷媒流路８とを備えて構
成した。また、排気ガスの排熱を排熱回収熱交換器９に
て回収し、混合して供給する構成とした。また、中間冷
却器５を流通する冷媒の流量を調節してタービン４の出
力を変化させる運転制御方法を導いた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、発電プラント等に
用いられて好適なコジェネレーションシステム及びその
運転制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】コジェネレーションシステムは、エンジ
ンやタービンなどによる従来の発電システムにおいて５
０％以上捨てられていた一次エネルギーを、排熱回収手
段等により熱として回収し、冷暖房、給湯などの熱利用
設備に再利用するシステムをいうものである。

【０００３】従来のコジェネレーションシステムについ
て図９を用いて説明する。図において、符号２は作動用
の空気（流体）を圧縮して吐出する複数の圧縮機を示
し、流体を始めに導入する低段側圧縮機２ａと、該低段
側圧縮機２ａから吐出された流体をさらに圧縮する高段
側圧縮機２ｂとの少なくとも２つ以上を備えて構成され
ている。そして、これら各圧縮機２ａ，２ｂの間には、
低段側圧縮機２ａから吐出された圧縮空気を冷却するた
めの中間冷却器５が設けられている。

【０００４】また、高段側圧縮機２ｂの下流側には燃焼
器３が設けられ、圧縮されたの後に導入される圧縮空気
に燃料を投入することで燃焼ガスを生成している。さら
に、燃焼器３の下流側には少なくとも１つのタービン４
が設けられ、流入する燃焼ガスの膨張作用によって回転
駆動させられている。各圧縮機２ａ，２ｂとタービン４
とは、図示しない回転軸によって連結されており、この
回転軸のうち、少なくとも１つの端部には図示しない発
電機が設けられている。従って、タービン４の駆動によ
り発電機から電力が出力されることになる。

【０００５】さらに、タービン４の下流側には、タービ
ン４を駆動させた後に排出される排気ガスと、外部から
供給される水（冷媒）とを互いに流通させる排熱回収熱
交換器９が設けられている。この排熱回収熱交換器９
は、排気ガスと水との間で熱交換を行わせることによ
り、排気ガスの排熱を水に伝熱させ、水を温水あるいは
蒸気にして熱利用設備６に送り出している。熱利用設備
６は、排熱回収熱交換器９から供給される水（蒸気ある
いは温水）に蓄えられた熱を利用して、ビル等の冷暖房
や、給湯等を行う設備として機能している。

【０００６】一方、中間冷却器５では、各圧縮機２ａ，
２ｂ間を流動する空気が水などの冷媒によって冷却され
ている。これによって、圧縮機２に導入される空気の温
度が低下するので、燃焼器３に供給される空気の体積効
率が向上し、燃焼器３における燃焼効率の増大、つまり
はタービン４の駆動力を増大させることで発電機におけ
る電力の出力増大を図っている。そして、中間冷却器５
を通過した水は、圧縮空気の熱を奪うことによって昇温
し、該システムの外部に投棄されたり、外部の熱交換器
で大気に放熱されたりすることが一般的となっている。

【０００７】もちろん、中間冷却器５にて得られた熱を
投棄することは、エネルギーの有効利用の観点から望ま
しくないので、投棄された排熱を用いて蒸気や温水を生
成して回収し、燃焼器に噴射したり、蒸気タービンの駆
動等に使用されることになる。これによって、発電機に
おける電気の出力増大が図られている。つまり、中間冷
却器５から得られる熱は、タービン４の出力、換言する
ならば、電力の出力向上を主たる目的としてのみ利用さ
れている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記説
明したように従来のコジェネレーションシステム１ｉに
おいては、中間冷却器５から得られた熱が、例えば、ビ
ル等の冷暖房や給湯、温水を用いた浴場、温水プール、
工場のプロセス蒸気等のコジェネレーションとして利用
されることがなかった。元来、ガスタービン等を用いた
発電プラントでは、各圧縮機２ａ，２ｂ間の中間冷却を
行うことが一般的に行われていないため、中間冷却にお
ける排熱の利用方法については有効適切な方法が提供さ
れていないのが実状である。

【０００９】本発明は上記事情に鑑みて成されたもので
あり、中間冷却器から得られる熱を、熱利用設備に有効
利用するコジェネレーションシステム及びその運転制御
方法を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するため、以下の手段を採用する。請求項１に記載の
発明は、流体を圧縮する複数の圧縮機と、これら各圧縮
機の間に備わり、冷媒を流通させることで前記流体を冷
却する中間冷却器と、該中間冷却器にて得られる前記冷
媒の熱を熱源として使用する熱利用設備と、前記中間冷
却器と前記熱利用設備とを繋いで前記冷媒を流通させる
冷媒流路とを備えていることを特徴とする。

【００１１】このような構成とすることで、中間冷却器
における熱交換によって得られた熱が冷媒を介して熱利
用設備に供給され、該冷媒の熱が例えば、ビルの冷暖房
に用いられ、冷媒が水とされた場合、給湯、浴場、また
は温水プール等に直接利用されることになる。冷媒が例
えば水の場合、水は温水または蒸気となって熱利用設備
に供給されることになり、この温水を直接利用すること
も無論可能であるし、その他の冷媒を用いて中間冷却器
から得られる熱を熱利用設備に供給することとしてもよ
い。また、冷媒流路は中間冷却器と熱利用設備とを繋ぐ
役目を担って形成されるので、冷媒を循環させる往復経
路として形成してもよいし、中間冷却器から熱利用設備
に冷媒を供給する一方向の供給経路として形成してもよ
い。

【００１２】請求項２に記載の発明は、請求項１記載の
コジェネレーションシステムにおいて、前記流体の流れ
における前記圧縮機の下流側に、燃料を投入して前記流
体を燃焼させる燃焼器と、該燃焼器から供給される燃焼
ガスによって駆動するタービンとを備えていることを特
徴とする。

【００１３】このような構成とすることで、タービンに
よって発電機を駆動して電力を得ることが出来るととも
に、高温の排ガスを得ることが可能となる。

【００１４】請求項３に記載の発明は、前記タービンか
ら排出された排気ガスの排熱を前記冷媒との熱交換によ
って回収する排熱回収熱交換器とを備え、前記排熱回収
熱交換器は、前記冷媒を流通させる第２の冷媒流路を介
して前記熱利用設備に接続されていることを特徴とす
る。

【００１５】このような構成とすることで、熱利用設備
には中間冷却器における熱交換によって得られた熱を有
する冷媒と、排熱回収熱交換器における熱交換によって
排気ガスの排熱を有する冷媒とのそれぞれの冷媒が供給
されることになる。つまり、これら両方の冷媒が熱利用
設備の熱源となるので、もちろん、これら両方から冷媒
を取り入れて熱源として利用してもよいし、どちらか一
方から取り入れても熱利用設備における熱利用は可能と
なる。さらに、このように排熱回収熱交換器からの冷媒
を熱源とすることができるので、中間冷却器から得る冷
媒の流量を調節することもできる。中間冷却器を通過す
る冷媒の流量が調節されることによって、冷却対象とな
る流体の温度も変化するので、これと同時にタービンの
出力状態も調節されることになる。

【００１６】また、第２の冷媒流路は、排熱回収熱交換
器から熱利用設備に直接接続して構成してもよいし、中
間冷却器と熱利用設備とを繋ぐ冷媒流路の途中に接続し
て構成してもよい。通常、中間冷却器と排熱回収熱交換
器とはそれぞれ異なる温度状況下で熱交換を行うため、
熱交換を終えた各冷媒の温度は異なる。第２の冷媒流路
を直接熱利用設備に接続する場合、それぞれ異なる温度
状態の冷媒が熱利用設備に供給されるので、熱を利用す
る環境に合わせて各冷媒を適宜選択することが可能とな
る。また、第２の冷媒流路を中間冷却器から熱利用設備
につながる冷媒流路に接続する場合、該冷媒流路中にて
それぞれの冷媒が合流して混合されることとなり、温
度、圧力の均衡がなされた状態で熱利用設備に供給され
ることとなる。

【００１７】請求項４に記載の発明は、請求項３記載の
コジェネレーションシステムにおいて、前記排熱回収熱
交換器は、少なくとも上流側排熱回収熱交換器と下流側
排熱回収熱交換器とを含む２つ以上に分割されるととも
に、これら分割されたものが直列に接続され、前記上流
側排熱回収熱交換器が、前記中間冷却器を通過した冷
媒、または前記下流側排熱回収熱交換器を通過した冷媒
の少なくとも一方を取り入れ、該冷媒と前記排気ガスと
の間で熱交換させて単独で前記熱利用設備に送出するこ
とを特徴とする。

【００１８】上流側排熱回収熱交換器は、タービンから
排出された排気ガスを導入して熱交換を行うため、熱交
換の対象となる冷媒を比較的高温な状態で送出すること
になる。また、下流側排熱回収熱交換器は、上流側排熱
熱交換器にて熱交換を終えた排気ガスが導入されるの
で、熱交換の対象となる冷媒を、上流側排熱回収熱交換
器から送出される冷媒温度よりも低い温度で送出するこ
とになる。そして、上流側排熱回収熱交換器に導入され
る冷媒が、中間冷却器、下流側排熱回収熱交換器、また
はこれら両方から導かれる冷媒とされているので、上流
側排熱回収熱交換器にて熱交換した後に送出される冷媒
の温度は、既に熱を奪って温度上昇した状態からさらに
上昇する。従って、熱利用設備には、下流側排熱回収熱
交換器から供給される冷媒に比べて比較的高温となった
冷媒が別途単独で供給されることとなる。

【００１９】請求項５に記載の発明は、請求項４記載の
コジェネレーションシステムにおいて、前記上流側排熱
回収熱交換器と前記熱利用設備との間には、前記冷媒の
流れを調節するバルブを備えていることを特徴とする。

【００２０】このような構成とすることで、中間冷却
器、下流側排熱回収熱交換器、またはこれら両方から上
流側排熱回収熱交換器に導入される冷媒の流量が、バル
ブの開閉度合いによって調節されることになる。これに
よって、上流側排熱回収熱交換器を通過する冷媒の流量
が変化するので、例えば流量を少なくした場合、熱利用
設備に供給される冷媒の流量は減少するとともに、冷媒
にはさらなる温度の上昇が促されることになる。逆に流
量を多くした場合、熱利用設備に供給される冷媒の流量
が増大するとともに、冷媒の温度は比較的高温とならな
いで送られることになる。また、バルブの開閉度合いに
よって、２系統の各冷媒流路を流動する冷媒の流量が相
互的に変化するので、それぞれ熱利用設備に向かう冷媒
の温度と流量とを供給先となる熱利用設備の利用環境に
合わせて調整することも可能となる。

【００２１】請求項６に記載の発明は、請求項３〜請求
項５のいずれかに記載のコジェネレーションシステムに
おいて、前記排熱回収熱交換器を通過した冷媒を燃焼器
に供給する分岐冷媒流路を備えていることを特徴とす
る。

【００２２】このような構成としたことで、排熱回収熱
交換器において熱交換した冷媒の一部が、燃焼器に供給
されることになる。そして、供給された高温な冷媒が、
燃焼器に導かれることによって、燃焼器に導入する流体
の流量を増大して、出力の増大促すことになる。

【００２３】請求項７に記載の発明は、請求項２〜請求
項６のいずれかに記載のコジェネレーションシステムに
おいて、前記流体の流れにおける前記タービンの下流側
には、前記排気ガスの排熱で前記燃焼器に導入される前
の前記流体を加熱する再生器を備えていることを特徴と
する。

【００２４】このような構成とすることで、排気ガスの
排熱が、圧縮機から吐出された圧縮流体に伝熱し、燃焼
器に導入される流体の温度が昇温させられることとな
る。燃焼器に導入される流体は、既に圧縮機にて圧縮さ
れており、この圧縮された流体が温度上昇しても体積効
率は変化しない。つまり、流体の体積効率が変化しない
で燃焼器の入口温度が上昇するので、燃料投入量の減少
が図られることになる。これによって、中間冷却器と再
生器における熱の回収とともに、燃焼器における燃料の
節約が促され、コジェネレーションの発電効率を向上さ
せることになる。

【００２５】請求項８に記載の発明は、請求項２〜請求
項７のいずれかに記載のコジェネレーションシステムに
おいて、前記タービンの排気ガスの流れにおける下流側
に、前記排気ガスの排熱を利用して蒸気を発生させる排
熱ボイラと、該蒸気によって駆動する蒸気タービンとを
備えていることを特徴とする。

【００２６】このような構成とすることで、タービンか
ら排出された排気ガスの排熱によって高圧な蒸気が生成
され、該蒸気によって蒸気タービンが駆動することにな
る。蒸気タービンが回転駆動することにより、タービン
の出力を補うことができ、発電における出力性能の増大
が図られることになる。

【００２７】請求項９に記載の発明は、流体を圧縮する
複数の圧縮機と、これら各圧縮機の間に備わり、冷媒を
流通させることで前記流体を冷却する中間冷却器と、該
中間冷却器にて得られる前記冷媒の熱を熱源として使用
する熱利用設備と、前記中間冷却器と前記熱利用設備と
を繋いで前記冷媒を流通させる冷媒流路と、燃料を投入
することで前記流体を燃焼させる燃焼器と、該燃焼器か
ら供給される燃焼ガスによって駆動するタービンとを備
えるコジェネレーションシステムの運転制御方法におい
て、前記タービンの駆動によって得られる出力は、少な
くとも前記中間冷却器を流通する前記冷媒の流量によっ
て制御されることを特徴とする。

【００２８】中間冷却器を流通する冷媒の流量によっ
て、該冷媒と熱交換を終えた流体の温度は変化する。流
体の温度変化は圧縮機動力を大きく左右させ、軸出力に
影響を与えることとなる。つまり、中間冷却器に冷媒を
多く流通させることで、圧縮機の仕事量が減少し、これ
によって圧縮機を駆動するための負荷が軽減されて、同
一回転軸に設けられた発電機の出力は増大する。従っ
て、発電における電力の出力増大が見込まれることにな
る。また、タービンの出力を多く必要としない場合、中
間冷却器を流通する冷媒の流れを停止させると、流体と
冷媒との間で熱交換が行われないので燃焼器に導入され
る流体の温度が上昇する。これによって、燃焼器にて流
体に投入する燃料投入量を減少させることができる、こ
の場合、コジェネレーションシステムとしては中間冷却
器から熱を得ることができないので、タービンから排出
される排気ガスの排熱を用いて熱利用することになる。

【００２９】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態につい
て、図面を参照して説明する。なお、圧縮機２やタービ
ン４等を駆動させて電力等を得る流体を、外部から導入
する空気、空気に燃料を投入して燃焼させた燃焼ガス、
または燃焼ガスが仕事を終えた後に排出される排気ガス
として説明し、これら流体の熱を回収する冷媒として水
（蒸気、温水）を用い、圧縮機２ａ、２ｂと、単一のタ
ービン４と、図示しない発電機とが同軸に接続された場
合を一例として説明する。

【００３０】なお、１つの軸に発電機、タービンと複数
の圧縮機を設けることや、複数のタービンと回転軸を設
け、高圧側のタービンと高圧側の圧縮機、低圧側の圧縮
機と低圧側のタービン、発電機をそれぞれ結合すること
も可能である。また、複数のタービンを設け、高圧側の
タービンを圧縮機と結合し、低圧側のタービンを発電機
と結合することも可能である。本発明は軸配置によって
制約を受けるものではない。

【００３１】［第１の実施形態］まず、本発明に係る第
１の実施形態について説明する。図１は、本実施形態の
コジェネレーションシステム１ａの構成を説明する概略
構成図である。図において、符号２は複数の圧縮機、３
は燃焼器、４はタービン、５は中間冷却器、６は熱利用
設備。７は流体流路、８は冷媒流路を示している。流体
流路７は、上述したそれぞれ、空気、燃焼ガス、排気ガ
スを流通させる役目を担い、冷媒流路８は水を導き入れ
て温水あるいは蒸気を流通させる役目を有している。

【００３２】圧縮機２は、外部から導入される空気を圧
縮して吐出する機能を有し、空気を始めに導入する低段
側圧縮機２ａと、該低段側圧縮機２ａから吐出された空
気をさらに圧縮する高段側圧縮機２ｂとの少なくとも２
つ以上を備えて構成されている。そして、これら各圧縮
機２ａ，２ｂの間には、低段側圧縮機２ａから吐出され
た空気を冷却するための中間冷却器５が設けられてい
る。

【００３３】中間冷却器５は、冷媒流路８によって熱利
用設備６と接続されており、熱交換を行った後の水が温
水あるいは蒸気となって供給されている。熱利用設備６
は、中間冷却器５から供給された温水等の熱を利用し
て、ビル等の冷暖房や、給湯等を行う設備として機能し
ている。

【００３４】高段側圧縮機２ｂの空気の流れにおける下
流側には、燃焼器３が設けられ、圧縮されて供給される
空気に燃料を投入することによって燃焼ガスを生成して
いる。さらに、燃焼器３の下流側にはタービン４が設け
られ、該燃焼器３から流入する燃焼ガスの膨張作用によ
って回転駆動させられている。各圧縮機２ａ，２ｂとタ
ービン４とは、図示しない同一な回転軸によって連結さ
れており、この回転軸の端部には図示しない発電機が設
けられている。従って、タービン４の回転駆動によって
得られた動力が、回転軸を介して各圧縮機２ａ，２ｂ及
び発電機を駆動させることになる。そして、発電機の駆
動によって発電がなされている。

【００３５】さて、このように構成されたコジェネレー
ションシステムの動作及び作用について説明する。低段
側圧縮機２ａにて圧縮された空気は、流体流路７を流動
して中間冷却器５に入る。この場合、例えば、導入され
る空気の温度が仮に１５℃として、低段側圧縮機２ａに
おける圧縮比が４〜５と仮定すると、低段側圧縮機２ａ
から吐出される空気の温度は損失を考慮して２００℃程
度の高温な状態となる。そして、この高温高圧な空気
と、中間冷却器５内を別途通過する１５℃程度の水との
間で熱交換が行われ、空気の熱が水に奪われることにな
る。

【００３６】水は、空気の熱を奪うことによって、空気
を１００℃程度まで冷却するとともに熱利用設備６にて
利用しやすい１００℃程度の温水あるいは蒸気に状態変
化し、熱利用設備６に供給される。熱利用設備６は、ビ
ル等に備わる冷暖房機器あるいは温水を直接使用する給
湯機器、さらにはビル内に備わる温水プールや浴場等を
いうものであって、上述した蒸気あるいは温水が熱源と
して利用されることになる。冷暖房機器に利用された蒸
気あるいは温水は、温度低下して再び中間冷却器５に戻
され、同じ循環経路を辿ることとなる。もちろん水を直
接使用した場合や、上記冷暖房機器における利用の場合
においても、水の不足分や、温水等の使用量に合わせて
水道から随時補給されながら中間冷却器５に供給される
ことになる。

【００３７】中間冷却器５を通過した空気は、水によっ
て冷却されるので、上述したように１００℃程度の温度
に低下する。このように高温な空気が冷却されることに
よって、単位体積当たりにしめる空気量は増加し、体積
効率が向上した状態で圧縮空気が高段側圧縮機２ｂに送
られ、再度圧縮されることになる。従って、中間冷却器
５が空気の冷却を行うことで、燃焼器３に送られる空気
の温度低下が図られて高段側圧縮機２ｂに導入される空
気の体積効率が向上し、高段側圧縮機２ｂの動力の低減
を促すことが可能となっている。

【００３８】燃焼器３を通過する空気に燃料が投入され
ると、空気は燃料と共に燃焼し、高温高圧な燃焼ガスと
なって下流側にあるタービン４に送られる。タービン４
は、高温高圧な燃焼ガスの膨張作用によって回転駆動
し、連結された回転軸を回転させることで発電機や、上
述した各圧縮機２ａ，２ｂを駆動させることになる。

【００３９】タービン４の駆動を行った燃焼ガスは、排
気ガスとなってタービン４の下流側にある吐出口（図示
せず）から排出される。この排気ガスは、タービン４を
動作させることによって、燃焼時よりも温度、圧力共に
低下して排出されるが、無論、各圧縮機２ａ，２ｂへの
導入時に比べて温度、圧力共に高い状態を維持して排出
される。

【００４０】以上説明した本実施形態におけるコジェネ
レーションシステム１ａによれば、中間冷却器５にて得
られた圧縮空気の熱が熱利用設備６に供給されることに
よって、熱を回収して有効に利用することができるとと
もに、熱利用しやすい適度な温度で熱利用設備に供給す
ることができる。

【００４１】［第２の実施形態］次に本発明に係る第２
の実施形態について説明する。図２は、本実施形態のコ
ジェネレーションシステム１ｂの構成を説明する概略構
成図である。なお、本実施形態のコジェネレーションシ
ステム１ｂは、熱利用設備６につながる冷媒流路８の構
成、及び排熱回収熱交換器９をさらに備えた構成が第１
の実施形態に比較して異なるので、この点について説明
し、その他の構成については上記第１の実施形態のコジ
ェネレーションシステム１ａと同様であるので、同一符
号を用いてその説明を省略する。

【００４２】図において、符号７ａは排ガス流路、８ａ
は中間冷却器５から後述する合流部Ｊにつながる冷媒流
路を示し、８ｂ（第２の冷媒流路）は排熱回収熱交換器
９から合流部Ｊつながる冷媒流路を示している。これら
冷媒流路８ａ，８ｂは合流部Ｊにて互いに接続され、該
合流部Ｊから熱利用設備６につながる主の冷媒流路８に
連通して構成されている。また、符号９は、排熱回収熱
交換器を示し、タービン４の下流側に設けられ、タービ
ンから排出された排気ガスを流通させている。

【００４３】熱利用設備６に供給される水（温水あるい
は蒸気）の流れについて詳しく説明する。中間冷却器５
に外部から供給された水は、低段側圧縮機２ａから吐出
された圧縮空気と熱交換を行い、該空気の熱を奪って温
度上昇した温水あるいは蒸気となって中間冷却器５から
送出される。送出された温水等は、冷媒流路８ａを流動
して合流部Ｊに到達する。一方、タービン４から排出さ
れた排気ガスの排熱を回収する排熱回収熱交換器９で
は、供給される水と排気ガスとの間で熱交換が行われ、
排気ガスの排熱を水に伝熱させる。これによって、水は
蒸気あるいは温水に状態変化して排熱回収熱交換器９か
ら送出される。送出された蒸気等は、冷媒流路８ｂを流
動して上述した合流部Ｊに到達する。

【００４４】合流部Ｊに到達した中間冷却器５からの温
水等と、排熱回収熱交換器９からの蒸気等とは、合流部
Ｊにて混合されることによって互いの温度と圧力の均衡
が図られ、この状態で主となる冷媒流路８を流動して熱
利用設備６に供給される。そして、熱利用設備６に供給
された温水等は、ビル等の冷暖房機器に利用されたり、
給湯、浴場等に利用されることになる。冷暖房用として
利用された温水等は、再び中間冷却器５あるいは排熱回
収熱交換器９に戻すことも可能であり、この場合の水
は、同じ循環経路を辿ることとなる。温水を給湯等で直
接使用した場合は、使用量に合わせて水道から随時補給
して中間冷却器５や排熱回収熱交換器９に供給すること
になる。

【００４５】このように、熱利用設備６には、中間冷却
器５における熱交換によって得られた熱を有する温水等
と、排熱回収熱交換器９における熱交換によって排気ガ
スの排熱を有する蒸気等とのそれぞれが供給されること
になる。つまり、これら両方の温水や蒸気が熱利用設備
６の熱源となるので、もちろん、これら両方から温水や
蒸気を取り入れることとしてもよいし、どちらか一方か
ら取り入れても熱利用設備６における熱利用は可能とな
る。

【００４６】従って、排熱回収熱交換器９からの蒸気等
を熱源とすることができるので、中間冷却器５から供給
される温水等の流量を調節することも可能である。中間
冷却器５を流通する水等の流量が調節されることによっ
て、冷却対象となる各圧縮機２ａ，２ｂ間の空気の温度
も変化するので、燃焼器３における燃焼状態の調整がな
され、これと同時にタービン４の出力状態も調整される
ことになる。

【００４７】例えば、中間冷却器５に水を多く流通させ
ることで、圧縮機２の仕事量が減少し、これによって圧
縮機２を駆動するための負荷が軽減されて、回転軸の出
力は増大する。従って、発電における電力の出力増大が
見込まれることになる。また、電力を多く必要としない
場合、中間冷却器５を流通する水の流れを停止させる
と、空気と水との間で熱交換が行われないので、燃焼器
３に導入される空気の温度が上昇する。これによって、
燃焼器３にて空気に投入する燃料の投入量を減少させる
ことができる、この場合、コジェネレーションシステム
１ｂとしては中間冷却器５から熱を得ることができない
ので、タービン４から排出される排気ガスの排熱を用い
て、温水や蒸気を生成し熱利用することになる。

【００４８】以上説明した本実施形態におけるコジェネ
レーションシステム１ｂによれば、中間冷却器５にて得
られた空気の熱と、排熱回収熱交換器９にて得られた排
熱とが混合されて熱利用設備６に供給されることによっ
て、さらに有効な熱利用を促すことができる。また、中
間冷却器５から熱利用設備６に供給される熱容量が不足
する場合においても、比較的エネルギー量が高い排気ガ
スの排熱を補うことができるので、大規模な熱利用設備
６、または高負荷の使用環境に設けられた熱利用設備６
に適宜対応させることが可能となる。

【００４９】なお、本実施形態の変形例として以下に構
成してもよい。中間冷却器５と排熱回収熱交換器９とか
ら送出される温水等の冷媒を、冷媒流路中で混合して熱
利用設備６に供給する構成を説明したが、それぞれの冷
媒流路を個別に熱利用設備６に接続する構成としてもよ
い。つまり、熱利用設備６内で互いの温水等を混合して
利用してもよいし、異なる温度状態の温水や蒸気を、熱
利用設備６内にある、例えば冷暖房用と給湯用とのそれ
ぞれに使い分けて利用してもよい。これによれば、中間
冷却器５における熱と、排気ガスにおける排熱との両方
のエネルギーをそれぞれの温度状態に合わせて有効に利
用することができ、コジェネレーションシステムの汎用
性を向上させることができる。

【００５０】また、各冷媒流路８ａ，８ｂに水の流量を
調整するバルブを設けてもよい。これによれば、主とな
る冷媒流路８に合流する各水の流量が変化するので、混
合された後の水の温度が変化することになり、熱利用設
備６の使用状況に合わせて最適な熱量を有する温水等を
供給させることが可能となる。また、中間冷却器５につ
ながる冷媒流路８ａに設けて開閉度合いを調整する場
合、上記説明したようにタービン４の出力調整が容易に
可能となり、電力の必要状態に合わせて適宜コジェネレ
ーションの運転を対応させることが可能となる。

【００５１】［第３の実施形態］次に本発明に係る第３
の実施形態について説明する。図３は、本実施形態のコ
ジェネレーションシステム１ｃの構成を説明する概略構
成図である。なお、本実施形態のコジェネレーションシ
ステム１ｃは、排気ガスの排熱を回収する排熱回収熱交
換器の構成と、分割された熱利用設備６につながる各冷
媒流路の構成が第２の実施形態に比較して異なるので、
この点について説明し、その他の構成については上記第
２の実施形態のコジェネレーションシステム１ｂと同様
であるので、同一符号を用いてその説明を省略する。

【００５２】図において、符号６ａ，６ｂは熱の利用状
態が異なる各熱利用設備、９ａは上流側排熱回収熱交換
器、９ｂは該上流側排熱回収熱交換器９ａよりも下流側
に設けられた下流側排熱回収熱交換器を示している。こ
れら各排熱回収熱交換器９ａ，９ｂは、排気ガスの流れ
におけるタービン４の下流側に直列となるように排ガス
流路７ａを介して接続されている。また、符号８ｃは、
合流部Ｊから上流側排熱回収熱交換器９ａを介して第２
熱利用設備６ｂにつながる高温冷媒流路を示している。
また、符号１０はメインバルブ（バルブ）を示し、上流
側排熱回収熱交換器９ａに水を取り入れる高温冷媒流路
８ｃの上流側に設けられて水（温水あるいは蒸気）の流
量を調節している。

【００５３】各熱利用設備６ａ，６ｂに供給される水
（温水あるいは蒸気）の流れについて詳しく説明する。
中間冷却器５に供給された水は、低段側圧縮機２ａから
吐出された空気と熱交換を行い、該空気の熱を奪って温
度上昇した温水あるいは蒸気となって中間冷却器５から
送出される。送出された温水等は、冷媒流路８ａを流動
して合流部Ｊに到達する。一方、タービン４から排出さ
れた排気ガスの排熱を回収する各排熱回収熱交換器９
ａ，９ｂでは、まず、下流側排熱回収熱交換器９ｂに水
が供給される。そして、下流側排熱回収熱交換器９ｂに
て水と後述する上流側排熱回収熱交換器９ａを通過した
後の排気ガスとの間で熱交換が行われ、排気ガスの排熱
が水に伝熱する。これによって、水は温水あるいは蒸気
に状態変化して下流側排熱回収熱交換器９ｂから送出さ
れる。送出された温水等は、冷媒流路８ｂを流動して上
述した合流部Ｊに到達する。

【００５４】合流部Ｊに到達した中間冷却器５からの温
水等と、下流側排熱回収熱交換器９ｂからの温水等と
は、合流部Ｊにて混合されることによって互いの温度と
圧力の均衡が図られ、この状態で主となる冷媒流路８を
流動して第１熱利用設備６ａに供給される。また、メイ
ンバルブ１０が開かれている場合、混合された温水等
は、高温冷媒流路８ｃに流入し、上流側排熱回収熱交換
器９ａに供給される。供給された温水等は、上流側排熱
回収熱交換器９ａ内を流通する過程で排気ガスとの間で
熱交換を行い、排熱を奪ってさらに温度上昇する。そし
て、上流側排熱回収熱交換器９ａ内を流通した温水等は
高温な蒸気となって高温冷媒流路８ｃを流動し、第２熱
利用設備６ｂに供給されることになる。

【００５５】これによって、第１熱利用設備６ａには、
中間冷却器５と下流側排熱回収熱交換器９ｂとで混合さ
れた温水等が供給されることになり、第２熱利用設備６
ｂには、上述した混合された温水等よりもさらに温度が
高い蒸気が供給されることになる。従って、第２熱利用
設備６ｂでは比較的高温な蒸気を用いた熱利用を促すこ
とができ、例えばビル等の冷暖房機器で高負荷な運転を
行う場合でも十分に対応することができる。また、メイ
ンバルブ１０の開閉度合いによって流量が調整できるの
で、各熱利用設備６ａ，６ｂの使用状況に合わせてそれ
ぞれ供給される温水等の温度と流量とが調節できること
になる。

【００５６】各熱利用設備６ａ，６ｂに供給された温水
等は、ビル等の冷暖房機器に利用されたり、給湯、浴場
等に利用され、また、冷暖房用として利用された温水等
は、再び中間冷却器５あるいは排熱回収熱交換器９に戻
すことも可能である。この場合、仕事を終えた水は再び
同じ循環経路を辿ることとなる。水を給湯等で直接使用
した場合は、使用量に合わせて水道から随時補給されな
がら中間冷却器５や排熱回収熱交換器９に供給されるこ
とになる。

【００５７】以上説明した本実施形態におけるコジェネ
レーションシステム１ｃによれば、温度状態の異なる温
水等でなお且つ、さらに高温となった温水や蒸気を得る
ことができるので、熱利用設備６への汎用性が向上し、
さらに有効な熱利用を促すことが可能となる。また、中
間冷却器５を流通する水の流量も容易に変更できるの
で、発電能力の調整も適宜可能となる。

【００５８】［第４の実施形態］次に、本発明に係る第
４の実施形態について説明する。図４は、本実施形態の
コジェネレーションシステム１ｄの構成を説明する概略
構成図である。なお、本実施形態のコジェネレーション
システム１ｄは、上流側排熱回収熱交換器９ａを流通す
る水の流れが第３の実施形態に比較して異なるので、こ
の点について説明し、その他の構成については上記第３
の実施形態のコジェネレーションシステム１と同様であ
るので、同一符号を用いてその説明を省略する。

【００５９】図において、符号８ｄは高温冷媒流路８ｃ
から燃焼器３につながる分岐冷媒流路、１０ｂは燃焼器
用調整バルブを示している。燃焼器用調整バルブ１０ｂ
は、上流側排熱回収熱交換器９ａと燃焼器３とを繋ぐ分
岐冷媒流路８ｄの間に設けられ、ここを流動する蒸気等
の流量を調節する役目を担っている。また、符号１０ａ
は高温冷媒流路８ｃ中に設けられ、該高温冷媒流路８ｃ
を流れる蒸気等の流量を調節するメインバルブを示して
いる。

【００６０】合流部Ｊから上流側排熱回収熱交換器に導
入される混合された温水あるいは蒸気は、上流側排熱回
収熱交換器９ａ内を流通することによって排気ガスの熱
を奪って蒸気となる。そして、該蒸気の一部は、メイン
バルブ１０ａの手前側に接続された分岐冷媒流路８ｄを
流動して燃焼器３に流入することになる。該蒸気が燃焼
器用調整バルブ１０ｂを通過する際、該バルブの開閉の
度合いによって燃焼器３に送出される蒸気の流量が調整
され、燃焼器３における流量を適宜調整できる。これに
よってタービン４の駆動による出力の調整が可能となっ
ている。

【００６１】また、メインバルブ１０ａによって、第２
熱利用設備に導入される蒸気の流量が調節されるととも
に、上流側排熱回収熱交換器９ａを流通する流量が調節
される。例えば、メインバルブ１０ａの開口度合いが少
ないと、上流側排熱回収熱交換器９ａを通過する温水等
の流量が減少するので、温水は高温となりやすく高温な
蒸気となって燃焼器３に流入することになる。これによ
って、燃焼器３に供給される蒸気の温度や、流量が調整
されることになり、燃焼ガスの燃焼状態が変化してター
ビン４の出力を調整することも可能となる。

【００６２】以上説明した本実施形態におけるコジェネ
レーションシステム１ｄによれば、高温な蒸気が、燃焼
器３に導入されることとなり、燃焼ガスによるタービン
４の回転駆動力が向上して、回転軸に接続された発電機
における発電電力の出力増大が図られるので、中間冷却
器５から得られる熱を回収しつつ、コジェネレーション
システム１ｄの熱効率をさらに向上させることが可能と
なる。

【００６３】［第５の実施形態］次に、本発明に係る第
５の実施形態について説明する。図５は、本実施形態の
コジェネレーションシステム１ｅの構成を説明する概略
構成図である。なお、本実施形態のコジェネレーション
システム１ｅは、再生器１１を備えた構成が第１の実施
形態に比較して異なるので、この点について説明し、そ
の他の構成については上記第１の実施形態のコジェネレ
ーションシステム１ａと同様であるので、同一符号を用
いてその説明を省略する。

【００６４】図において、符号７ａは排気ガスを流通さ
せる排ガス流路、１１は再生器を示している。再生器１
１は、流体流路７の高段側圧縮機２ｂと燃焼器３との
間、換言して言うなれば、排気ガスの流れにおけるター
ビン４の下流側に設けられ、流体流路７とともに排ガス
流路７ａがさらに接続され構成されている。従って、再
生器１１内を通過する空気と、排ガス流路７ａを通過す
る排気ガスとの間で熱交換が行われることになる。ター
ビン４から排出された排気ガスは、流体流路７ａを流動
して再生器１１に導入される。これによって、燃焼器３
に供給される圧縮空気が排気ガスによって加熱され、高
圧でなお且つ昇温した空気が燃焼器３に供給されること
になる。そして、再生器１１を通過した排気ガスは、外
部に排出される。

【００６５】燃焼器３に導入される空気は、既に圧縮機
にて圧縮されており、この圧縮された空気が温度上昇し
ても体積効率は変化しない。つまり、空気の体積効率が
変化しない状態で温度が上昇するので、燃料を多く投入
しないで高い温度が得られることになる。

【００６６】このように構成された本実施形態のコジェ
ネレーションシステム１ｅによれば、中間冷却器５にお
ける熱の再利用とともに、排気ガスの排熱による燃焼前
の空気の加熱が行われるので、発電効率の向上が図られ
たコジェネレーションシステム１ｅを実現することが可
能となる。

【００６７】［第６の実施形態］次に、本発明に係る第
６の実施形態について説明する。図６は、本実施形態の
コジェネレーションシステム１ｆの構成を説明する概略
構成図である。なお、本実施形態のコジェネレーション
システム１ｆは、再生器１１と排熱回収熱交換器９との
両方を備えた構成であり、第２の実施形態に比較して異
なるので、この点について説明し、その他の構成につい
ては上記第２の実施形態のコジェネレーションシステム
１ｂと同様であるので、同一符号を用いてその説明を省
略する。

【００６８】図において、符号１１は排気ガスを流通さ
せて燃焼器３に導入される空気を加熱する再生器、９は
排気ガスの流れにおける再生器１１の下流側に位置する
排熱回収熱交換器を示している。再生器１１は空気が流
動する流体流路７が接続されているとともに、高段側圧
縮機２ｂから燃焼器３につながる流体流路がさらに接続
されている。

【００６９】タービン４から排出された排気ガスは、流
体流路７を流動して再生器１１に導入される。再生器１
１には、高段側圧縮機２ｂから燃焼器３に向かって流動
する空気が流通しているので、この燃焼器３に供給され
る空気が排気ガスによって加熱され、昇温した空気が燃
焼器３に供給されることになる。

【００７０】そして、再生器１１を通過した排気ガス
は、流体流路７ａを流動して下流側にある排熱回収熱交
換器９に流入する。排熱回収熱交換器９には、再生器１
１を通過した排気ガスと、外部または熱利用設備６から
導入される水とがそれぞれ流入し、これらの間で熱交換
が行われる。排熱回収熱交換器９にて排気ガスの排熱を
奪った水は、温水あるいは蒸気となって冷媒流路８ｂを
流動して合流部Ｊに到達する。この合流部Ｊには、中間
冷却器５にて熱交換を終えた温水等が同時に流入するの
で、中間冷却器５からの温水等と排熱回収熱交換器９か
らの温水等とが混合されて熱利用設備６に供給されるこ
とになる。

【００７１】以上説明した本実施形態のコジェネレーシ
ョンシステム１ｆによれば、中間冷却器５から得られる
熱と、排熱回収熱交換器９から得られる排熱とを有効利
用するとともに、排気ガスの排熱を利用して燃料の節約
を同時に実現することができる。これによって総合的に
高効率なコジェネレーションシステム１ｆを実現するこ
とが可能となる。

【００７２】［第７の実施形態］次に本発明に係る第７
の実施形態について説明する。図７は、本実施形態のコ
ジェネレーションシステム１ｇの構成を説明する概略構
成図である。なお、本実施形態のコジェネレーションシ
ステム１ｇは、再生器１１を備えた構成が第３の実施形
態に比較して異なるので、この点について説明し、その
他の構成については上記第３の実施形態のコジェネレー
ションシステム１ｃと同様であるので、同一符号を用い
てその説明を省略する。

【００７３】符号１１は排気ガスを流通させて燃焼器３
に導入される空気を加熱する再生器を示し、排気ガスの
流れにおける各排熱回収熱交換器９ａ，９ｂよりも上流
側に位置している。各排熱回収熱交換器９ａ，９ｂは、
上述した再生器１１よりも排気ガスの流れにおける下流
側で、排気ガスの流れに合わせて直列となるように排ガ
ス流路７ａにて接続されている。

【００７４】タービン４から排出された排気ガスは、排
ガス流路７ａを流動して再生器１１に導入される。再生
器１１には、高段側圧縮機２ｂから燃焼器３に向かって
流動する圧縮空気が流通しているので、この燃焼器３に
供給される空気が排気ガスによって加熱され、昇温した
空気が燃焼器３に供給されることになる。そして、再生
器１１を通過した排気ガスは、上流側排熱回収熱交換器
９ａ内を通過する際に、中間冷却器５と下流側排熱回収
熱交換器９ｂから送出されて合流部Ｊで混合された温水
等と熱交換を行うことになる。熱交換を終えた温水等は
蒸気となって、高温な熱源を必要とする第２熱利用設備
６ｂに供給される。一方、合流部Ｊにて上流側排熱回収
熱交換器９ａに流入しなかった温水等は、第１熱利用設
備６ａに供給されることになる。

【００７５】以上説明した本実施形態におけるコジェネ
レーションシステム１ｇによれば、異なる熱量で且つ高
温な熱量を有した蒸気等と温水等との冷媒を、それぞれ
の各熱利用設備６ａ，６ｂに供給することができる。ま
た、再生器１１による燃焼器３での燃料の節約を図るこ
とができる。従って、さらなる熱効率の向上が図られた
コジェネレーションシステム１ｇを提供することができ
る。

【００７６】［第８の実施形態］次に本発明に係る第８
の実施形態について説明する。図８は、本実施形態のコ
ジェネレーションシステム１ｈの構成を説明する概略構
成図である。なお、本実施形態のコジェネレーションシ
ステム１ｈは、タービン４の下流側の構成が第１の実施
形態に比較して異なるので、この点について説明し、そ
の他の構成については上記第１の実施形態のコジェネレ
ーションシステム１ａと同様であるので、同一符号を用
いてその説明を省略する。

【００７７】図において、符号１２はＨＲＳＧ（Heat R
ecovery Steam Generator）を示し、タービン４から排
出される排気ガスの排熱によって蒸気を発生させる排熱
ボイラをいうものである。また、符号１３は蒸気タービ
ン、１４は復水器、１５は給水ポンプを示している。そ
して、これらの構成によって、コンバインドサイクルが
形成されている。

【００７８】第１の実施形態と同様に、中間冷却器５で
は圧縮された空気の熱が水に伝熱し、温水あるいは蒸気
となって熱利用設備６に供給される。一方、タービン４
の下流側に設けられたＨＲＳＧ１２には、タービン４か
ら排出された排気ガスが流入するとともに、復水器１４
にて冷却された水が流入する。これによって、排気ガス
と復水器１４からの水との間で熱交換が行われ、水は高
温・高圧な蒸気となって蒸気タービン１３に送出され
る。

【００７９】蒸気タービン１３は、図示しない発電機を
回転駆動し、電力を発生する。これによって、発電する
電力の出力増大が図られることになる。また、蒸気ター
ビン１３にて仕事を終えた蒸気は、復水器１４に流入
し、ここで冷却されることで水となって給水ポンプ１５
で加圧された後、再びＨＲＳＧ１２に導かれる。

【００８０】以上説明した本実施形態におけるコジェネ
レーションシステム１ｈによれば、中間冷却器５におけ
る熱の再利用を図ることができるとともに、蒸気タービ
ン１３による発電効率の向上を図って電力の出力増大が
可能となる。よって、総合的に熱効率が高いコジェネレ
ーションシステム１ｈを実現することが可能となる。

【００８１】以上説明した各コジェネレーションシステ
ム１ａ〜１ｈにおいては、中間冷却器５に流入させる水
の流量の変更によって発電能力の調整が行える。詳しく
説明すると、電力が多く必要となった場合には、中間冷
却器５に冷媒となる水等を多く流通させる。これによっ
て、高段側圧縮機２ｂは圧縮に必要とする仕事量が減少
するので、回転軸に作用する負荷が軽減され、タービン
４の駆動力の増大、さらには、発電機の電力の出力が増
大することになる。

【００８２】また、電力の必要性が少ない場合には、中
間冷却器５に流入する水をバルブ等で減少させる。これ
によって、低段側圧縮機２ａにて圧縮された空気がほと
んど冷却されないまま高段側圧縮機２ｂにて圧縮される
ことになり、燃焼器３に供給される空気の温度が上昇す
るので、燃料の投入量を低減させることができる。この
場合、中間冷却器５から熱利用設備６に蒸気あるいは温
水を供給することができなくなるので、第５の実施形態
を除く第２〜第７の実施形態に示したタービン４から排
出される排熱を利用して蒸気等を熱利用設備６に供給す
ることになる。

【００８３】また、熱利用設備６に供給する温水や蒸気
の熱量は、上記説明した各メインバルブ（１０，１０
ａ）によって調整できる。つまり、これらメインバルブ
（１０，１０ａ）で流量を絞り込むことで、中間冷却器
５を流通する水の量が抑えられ、少ない流量に対して多
くの熱が伝熱し、高温となった蒸気等が得られることに
なる。逆に、メインバルブ（１０，１０ａ）を開いて多
くの水を中間冷却器５に流通させることによって、水は
比較的高温とならずに大量に熱利用設備６に供給される
ことになる。

【００８４】

【発明の効果】以上説明した本発明のコジェネレーショ
ンシステムにおいては以下の効果を奏する。請求項１記
載の発明は、流体を圧縮する複数の圧縮機と、これら各
圧縮機の間に備わり、冷媒を通過させることで前記流体
を冷却する中間冷却器と、該中間冷却器にて得られる前
記冷媒の熱を熱源として使用する熱利用設備と、前記中
間冷却器と前記熱利用設備とを繋いで前記冷媒を流通さ
せる冷媒流路とを備えているので、中間冷却器にて得ら
れた流体の熱を熱利用設備で有効利用することができ
る。従って、発電における電力の出力とともに総合的な
コジェネレーションシステムの熱効率の向上を図ること
が可能となる。

【００８５】請求項２記載の発明は、流体の流れにおけ
る圧縮機の下流側に、燃料を投入して流体を燃焼させる
燃焼器と、該燃焼器から供給される燃焼ガスによって駆
動するタービンとを備えているので、タービンによって
発電機を駆動して電力を得るとともに、高温の排ガスを
得ることができる。

【００８６】請求項３記載の発明は、タービンから排出
された排気ガスの熱を冷媒との熱交換によって回収する
排熱回収熱交換器とを備え、前記排熱回収熱交換器が、
冷媒を流通させる第２の冷媒流路を介して前記熱利用設
備に接続されているので、中間冷却器から得られる熱と
タービンからの排熱とを合わせて大容量な熱利用設備に
も対応することができ、さらなる熱の有効利用を行っ
て、発電における電力の出力とともに総合的なコジェネ
レーションシステムの熱効率の向上を図ることが可能と
なる。また、回収する熱量の安定が図られるので、熱利
用設備に対して信頼性を高く得ることができる。

【００８７】請求項４記載の発明は、排熱回収熱交換器
が、少なくとも上流側排熱回収熱交換器と下流側排熱回
収熱交換器とを含む２つ以上に分割されるとともに、こ
れら分割されたものが直列に接続され、上流側排熱回収
熱交換器が、中間冷却器を通過した冷媒、または下流側
排熱回収熱交換器を通過した冷媒の少なくとも一方を取
り入れ、該冷媒と排気ガスとの間で熱交換させて単独で
熱利用設備に送出するので、熱利用設備に高温な冷媒を
供給することができ、汎用性が高いコジェネレーション
システムを実現することができる。

【００８８】請求項５記載の発明は、上流側排熱回収熱
交換器と熱利用設備との間に冷媒の流れを調節するバル
ブを備えているので、熱利用設備に供給する冷媒の温度
と流量を適宜変更することができ、様々な熱利用設備の
熱利用に合った冷媒を供給することができる。また、発
電における電力の出力調整をバルブの調整によって適宜
変更でき、汎用性が高いコジェネレーションシステムを
提供することができる。

【００８９】請求項６記載の発明は、排熱回収熱交換器
を通過した冷媒を燃焼器に供給する分岐冷媒流路を備え
ているので、タービンの出力が増大して発電における電
力の出力増大がなされ、中間冷却器における熱回収とと
もに高効率なコジェネレーションシステムを提供するこ
とができる。

【００９０】請求項７記載の発明は、流体の流れにおけ
るタービンの下流側に、排気ガスの排熱で燃焼器に導入
される前の流体を加熱する再生器を備えているので、燃
焼器における燃料の節約がなされ、発電効率を増大させ
ることができる。これによって、中間冷却器の熱回収と
ともに高効率なコジェネレーションシステムを提供する
ことができる。

【００９１】請求項８記載の発明は、タービンの排気ガ
スの流れにおける下流側に、排気ガスの排熱を利用して
蒸気を発生させる排熱ボイラと、該蒸気によって駆動す
る蒸気タービンとを備えているので、タービンの出力が
蒸気タービンの補助によって向上し、発電における電力
の出力増大を実現することが可能となる。従って、中間
冷却器の熱回収とともに高効率なコジェネレーションシ
ステムを提供することができる。

【００９２】請求項９記載の発明は、コジェネレーショ
ンシステムの運転制御方法において、タービンの駆動に
よって得られる出力が、少なくとも中間冷却器を流通す
る前記冷媒の流量によって制御されるので、発電におけ
る電力の出力を冷媒の流量によって容易に調整すること
ができ、熱源や電力の必要性に合わせて効率的なコジェ
ネレーションシステムの運転制御を行うことが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施形態におけるコジェネレ
ーションシステムの概略構成図である。

【図２】 本発明の第２の実施形態におけるコジェネレ
ーションシステムの概略構成図である。

【図３】 本発明の第３の実施形態におけるコジェネレ
ーションシステムの概略構成図である。

【図４】 本発明の第４の実施形態におけるコジェネレ
ーションシステムの概略構成図である。

【図５】 本発明の第５の実施形態におけるコジェネレ
ーションシステムの概略構成図である。

【図６】 本発明の第６の実施形態におけるコジェネレ
ーションシステムの概略構成図である。

【図７】 本発明の第７の実施形態におけるコジェネレ
ーションシステムの概略構成図である。

【図８】 本発明の第８の実施形態におけるコジェネレ
ーションシステムの概略構成図である。

【図９】 従来のコジェネレーションシステムの概略構
成図である。

【符号の説明】

１ａ〜１ｈ コジェネレーションシステム。 ２ 圧縮機 ２ａ 低段側圧縮機 ２ｂ 高段側圧縮機 ３ 燃焼器 ４ タービン ５ 中間冷却器 ６ 熱利用設備 ６ａ 第１熱利用設備 ６ｂ 第２熱利用設備 ７ 流体流路 ７ａ 排ガス流路 ８，８ａ，８ｂ 各冷媒流路 ８ｃ 高温冷媒流路（冷媒流路） ８ｄ 分岐冷媒流路 ９ 排熱回収熱交換器 ９ａ 上流側排熱回収熱交換器 ９ｂ 下流側排熱回収熱交換器 １０，１０ａ メインバルブ（バルブ） １０ｂ 燃焼器調整用バルブ １１ 再生器 １２ ＨＲＳＧ １３ 蒸気タービン １４ 復水器 １５ 給水ポンプ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｇ 5/04 Ｆ０２Ｇ 5/04 Ｈ Ｕ

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流体を圧縮する複数の圧縮機と、これら
   各圧縮機の間に備わり、冷媒を流通させることで前記流
   体を冷却する中間冷却器と、該中間冷却器にて得られる
   前記冷媒の熱を熱源として使用する熱利用設備と、前記
   中間冷却器と前記熱利用設備とを繋いで前記冷媒を流通
   させる冷媒流路とを備えていることを特徴とするコジェ
   ネレーションシステム。
2. 【請求項２】 請求項１記載のコジェネレーションシス
   テムにおいて、 前記流体の流れにおける前記圧縮機の下流側に、燃料を
   投入して前記流体を燃焼させる燃焼器と、該燃焼器から
   供給される燃焼ガスによって駆動するタービンとを接続
   して構成されることを特徴とするコジェネレーションシ
   ステム。
3. 【請求項３】 請求項２記載のコジェネレーションシス
   テムにおいて、前記タービンから排出された排気ガスの
   排熱を、前記冷媒との熱交換によって回収する排熱回収
   熱交換器とを備え、 前記排熱回収熱交換器は、前記冷媒を流通させる第２の
   冷媒流路を介して前記熱利用設備に接続されていること
   を特徴とするコジェネレーションシステム。
4. 【請求項４】 請求項３記載のコジェネレーションシス
   テムにおいて、 前記排熱回収熱交換器は、少なくとも上流側排熱回収熱
   交換器と下流側排熱回収熱交換器とを含む２つ以上に分
   割されるとともに、これら分割されたものが直列に接続
   され、 前記上流側排熱回収熱交換器は、前記中間冷却器を通過
   した冷媒、または前記下流側排熱回収熱交換器を通過し
   た冷媒の少なくとも一方を取り入れ、該冷媒と前記排気
   ガスとの間で熱交換させて単独で前記熱利用設備に送出
   することを特徴とするコジェネレーションシステム。
5. 【請求項５】 請求項４記載のコジェネレーションシス
   テムにおいて、 前記上流側排熱回収熱交換器と前記熱利用設備との間に
   は、前記冷媒の流れを調節するバルブを備えていること
   を特徴とするコジェネレーションシステム。
6. 【請求項６】 請求項３〜請求項５のいずれかに記載の
   コジェネレーションシステムにおいて、 前記排熱回収熱交換器を通過した冷媒を燃焼器に供給す
   る分岐冷媒流路を備えていることを特徴とするコジェネ
   レーションシステム。
7. 【請求項７】 請求項２〜請求項６のいずれかに記載の
   コジェネレーションシステムにおいて、 前記流体の流れにおける前記タービンの下流側には、前
   記排気ガスの排熱で前記燃焼器に導入される前の前記流
   体を加熱する再生器を備えていることを特徴とするコジ
   ェネレーションシステム。
8. 【請求項８】 請求項２〜請求項７のいずれかに記載の
   コジェネレーションシステムにおいて、 前記タービンの排気ガスの流れにおける下流側に、前記
   排気ガスの排熱を利用して蒸気を発生させる排熱ボイラ
   と、該蒸気によって駆動する蒸気タービンとを備えてい
   ることを特徴とするコジェネレーションシステム。
9. 【請求項９】 流体を圧縮する複数の圧縮機と、これら
   各圧縮機との間に備わり、冷媒を流通させることで前記
   流体を冷却する中間冷却器と、該中間冷却器にて得られ
   る前記冷媒の熱を熱源として使用する熱利用設備と、前
   記中間冷却器と前記熱利用設備とを繋いで前記冷媒を流
   通させる冷媒流路と、燃料を投入することで前記流体を
   燃焼させる燃焼器と、該燃焼器から供給される燃焼ガス
   によって駆動するタービンとを備えるコジェネレーショ
   ンシステムの運転制御方法において、 前記タービンの駆動によって得られる出力を、前記中間
   冷却器を流通する前記冷媒の流量によって制御すること
   を特徴とするコジェネレーションシステムの運転制御方
   法。