JP6394699B2 - Heat pump steam generation system - Google Patents
Heat pump steam generation system Download PDFInfo
- Publication number
- JP6394699B2 JP6394699B2 JP2016531442A JP2016531442A JP6394699B2 JP 6394699 B2 JP6394699 B2 JP 6394699B2 JP 2016531442 A JP2016531442 A JP 2016531442A JP 2016531442 A JP2016531442 A JP 2016531442A JP 6394699 B2 JP6394699 B2 JP 6394699B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hot water
- flow path
- gas
- supply
- steam
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F22—STEAM GENERATION
- F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
- F22B1/00—Methods of steam generation characterised by form of heating method
- F22B1/02—Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers
- F22B1/16—Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers the heat carrier being hot liquid or hot vapour, e.g. waste liquid, waste vapour
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F22—STEAM GENERATION
- F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
- F22B3/00—Other methods of steam generation; Steam boilers not provided for in other groups of this subclass
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B27/00—Machines, plants or systems, using particular sources of energy
- F25B27/02—Machines, plants or systems, using particular sources of energy using waste heat, e.g. from internal-combustion engines
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A30/00—Adapting or protecting infrastructure or their operation
- Y02A30/27—Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies
- Y02A30/274—Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies using waste energy, e.g. from internal combustion engine
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P80/00—Climate change mitigation technologies for sector-wide applications
- Y02P80/10—Efficient use of energy, e.g. using compressed air or pressurized fluid as energy carrier
- Y02P80/15—On-site combined power, heat or cool generation or distribution, e.g. combined heat and power [CHP] supply
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)
Description
本発明は、工場排水などから排熱を回収して蒸気を生成するヒートポンプ式蒸気生成システムに関する。 The present invention relates to a heat pump steam generation system that recovers exhaust heat from factory wastewater and generates steam.
蒸気生成装置の一つとして、ヒートポンプを利用したヒートポンプ式蒸気生成装置がある。ヒートポンプ式蒸気生成装置は、工場排水や使用済冷却水などの排温水から排熱を回収して蒸気を生成するものである。この種のヒートポンプ式蒸気生成装置によれば、ボイラ設備などを利用して蒸気を発生させる燃焼系蒸気生成装置に比べて、ランニングコストが低く、CO2の排出量を低減できるなどのメリットがある。As one of the steam generators, there is a heat pump steam generator using a heat pump. The heat pump type steam generator recovers waste heat from waste water such as factory waste water or used cooling water to generate steam. According to this type of heat pump steam generator, there are advantages such as lower running costs and reduced CO 2 emissions compared to a combustion system steam generator that generates steam using boiler equipment or the like. .
蒸気の原料となる供給水には、ヒートポンプ式蒸気生成装置内へのスケール(水中の成分が析出したもの)の付着を防止するために、軟水装置などで処理された水が使用される。しかし、スケール原因物質を完全に除去することは難しく、例えば軟水装置ではシリカ(SiO2)成分を除去できない。このため、蒸気を連続生成することによって、スケール原因物質が蒸気生成装置内に濃縮され、スケール付着の原因となる。Water that has been treated with a soft water device or the like is used as the feed water that is the raw material for the steam in order to prevent adhesion of the scale (in which the components in the water are deposited) into the heat pump steam generator. However, it is difficult to completely remove the scale-causing substance, and for example, a silica (SiO 2 ) component cannot be removed with a water softener. For this reason, by continuously generating the steam, the scale-causing substance is concentrated in the steam generating apparatus and causes scale adhesion.
特許文献1の図3に記載された従来例について説明する。
まず、従来例のヒートポンプ部について説明する。ヒートポンプ部には、排熱回収器110、圧縮機120、凝縮器130、絞り膨張器140が設けられ、この記載順に冷媒が循環流通するように冷媒流路L10により接続されている。
ヒートポンプ部の排熱回収器110には、温水タンク210に貯留された温水が、温水供給流路L20aから温水ポンプP21により供給される。排熱回収器110では、温水と冷媒との間の熱交換により冷媒を加熱し気化させている。なお、排熱回収器110で熱交換された温水は、温水排出流路L20bにて系外へ排出される。
圧縮機120では、加熱された冷媒を気体のまま所定の圧力まで圧縮し、高温高圧の冷媒を生成する。この高温高圧の気体になった冷媒は、凝縮器130に供給される。そして、凝縮器130を通過して液化された冷媒は、絞り膨張器140に送られて所定圧力まで減圧された後、排熱回収器110に再び導入され、排熱回収器110を流通する温水からの熱回収に用いられる。
次に、蒸気生成部について説明する。給水源から供給水ポンプP31によって供給された供給水は、気液分離器310から循環熱水流路L70を介して送られてくる熱水(循環熱水)と合流し、循環熱水と供給水との混合熱水となり、供給水流路L30によって凝縮器130に送液される。凝縮器130に導入された混合熱水は、高温高圧になった冷媒から熱を回収し、熱水及び蒸気の気液二相流を生成する。この気液二相流は被分離流体流路L40を通って、気液分離器310に送られる。
気液分離器310で分離された蒸気は、蒸気流路L50を経由して蒸気利用設備410に供給される。気液分離器310で分離された熱水の一部は、循環熱水系統の塩分の濃縮防止やスケール原因物質の低濃度化を目的として、気液分離器310の下部に接続されたブローダウン流路L60から定期的又は一時的にブローダウン水として排出される。A conventional example described in FIG. 3 of Patent Document 1 will be described.
First, a conventional heat pump unit will be described. The heat pump unit is provided with an exhaust
The hot water stored in the
In the
Next, the steam generation unit will be described. The supply water supplied from the water supply source by the supply water pump P31 merges with the hot water (circulation hot water) sent from the gas-
The steam separated by the gas-
気液分離器310内は高圧になっているため、ブローダウン水は定常運転時では100℃以上の熱水となり、大きな熱量を有しているが、通常はそのまま排水設備へ排出されるため、その熱量は無駄となっている。
Since the inside of the gas-
気液分離器からのブローダウン水を熱源として利用する例としては、特許文献2が挙げられる。特許文献2に示される従来例には、気液分離器で分離された液相を熱交換器へ導入し、濃溶液又は冷媒液にボイラ排熱を伝達する蒸気生成システムが開示されている。
このような構成にすることによって、蒸気生成ヒートポンプの熱源としてブローダウン水の持つ熱エネルギーを有効活用できる。 With such a configuration, it is possible to effectively utilize the thermal energy of blowdown water as a heat source for the steam generating heat pump.
このブローダウン水を熱源として利用する場合、ブローダウン水に含まれるスケール原因物質の濃度は運転を継続するに従って上昇していく。そのため、蒸気生成装置の熱交換器内でブローダウン水の温度が低下すると、スケール原因物質の溶解度が低下し、スケールが析出するようになる。このスケールが蒸気生成装置内の配管に付着することによって、熱交換性能が低下する問題があった。 When this blowdown water is used as a heat source, the concentration of the scale-causing substance contained in the blowdown water increases as the operation continues. Therefore, when the temperature of blowdown water falls within the heat exchanger of the steam generator, the solubility of the scale-causing substance is lowered and the scale is deposited. When this scale adheres to the piping in the steam generator, there is a problem that the heat exchange performance deteriorates.
したがって本発明の目的は、大きな熱量を持つブローダウン水から熱エネルギーを効率的に回収し、かつ蒸気生成装置内の配管へのスケール付着を防止できるヒートポンプ式蒸気生成システムを提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a heat pump steam generation system capable of efficiently recovering thermal energy from blowdown water having a large amount of heat and preventing scale from adhering to piping in the steam generator.
上記目的を達成するため、本発明の請求項1に係るヒートポンプ式蒸気生成システムは、温水の熱を回収して蒸気を生成するヒートポンプ式蒸気生成装置であって、前記温水から熱を回収して冷媒を加温する排熱回収器、前記排熱回収器を通過した冷媒を圧縮する圧縮機、前記圧縮機で圧縮された冷媒の熱を被加熱水に伝熱して熱水と蒸気の気液二相流または高圧熱水を生成する凝縮器、及び前記凝縮器を通過した冷媒を減圧して温度を下げて前記排熱回収器に戻す絞り膨張器を有する冷媒循環流路と、前記温水を前記排熱回収器に供給する温水供給流路と、前記温水を前記排熱回収器から直接系外へ排出する温水排出流路と、前記凝縮器に前記被加熱水として供給水を導入する供給水流路と、前記凝縮器で生成した前記気液二相流または前記高圧熱水を蒸気と熱水とに分離する気液分離部と、前記凝縮器から前記気液分離部へ前記気液二相流または前記高圧熱水を供給する被分離流体流路と、前記気液分離部で分離した蒸気を、蒸気利用設備に送る蒸気流路と、前記気液分離部で分離した熱水を前記供給水流路に合流させる循環熱水流路と、前記気液分離部で分離した熱水の一部を抽出し、当該抽出した熱水を前記温水供給流路に供給するブローダウン流路と、を備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a heat pump steam generation system according to claim 1 of the present invention is a heat pump steam generator that recovers heat from hot water to generate steam, and recovers heat from the hot water. Exhaust heat recovery unit that heats the refrigerant, a compressor that compresses the refrigerant that has passed through the exhaust heat recovery unit, the heat of the refrigerant compressed by the compressor is transferred to the water to be heated, and the gas-liquid of hot water and steam A condenser that generates a two-phase flow or high-pressure hot water; a refrigerant circulation passage having a throttle expander that depressurizes the refrigerant that has passed through the condenser and lowers the temperature to return to the exhaust heat recovery device; and the hot water A hot water supply channel that supplies the exhaust heat recovery device, a hot water discharge channel that discharges the hot water directly from the exhaust heat recovery device, and a supply that introduces supply water as the heated water to the condenser A water flow path and the gas-liquid two-phase flow generated by the condenser or the front A gas-liquid separator that separates high-pressure hot water into steam and hot water; a separated fluid flow path that supplies the gas-liquid two-phase flow or the high-pressure hot water from the condenser to the gas-liquid separator; A steam channel for sending steam separated by the gas-liquid separation unit to a steam utilization facility, a circulating hot water channel for joining the hot water separated by the gas-liquid separation unit to the supply water channel, and the gas-liquid separation unit A part of the separated hot water is extracted, and a blow-down flow path for supplying the extracted hot water to the hot water supply flow path is provided.
また、本発明の請求項2に係るヒートポンプ式蒸気生成システムは、上述した請求項1において、前記ブローダウン流路は、前記気液分離部の底部もしくは底部近傍の側面から熱水の一部を抽出することを特徴とする。
The heat pump steam generation system according to
また、本発明の請求項3に係るヒートポンプ式蒸気生成システムは、上述した請求項1において、前記ブローダウン流路は、前記循環熱水流路の途中から熱水の一部を抽出することを特徴とする。 The heat pump steam generation system according to claim 3 of the present invention is the heat pump steam generation system according to claim 1, wherein the blowdown channel extracts a part of hot water from the middle of the circulating hot water channel. And
また、本発明の請求項4に係るヒートポンプ式蒸気生成システムは、上述した請求項1〜請求項3のいずれかにおいて、前記温水供給部は、前記温水を貯留する温水タンクと、該温水タンクから前記排熱回収器に前記温水を供給する温水供給流路とを備え、前記ブローダウン流路が温水タンクに接続されて前記抽出した熱水が供給されることを特徴とする。 Moreover, heat pump vapor generation system according to claim 4 of the present invention, in any one of claims 1 to 3 described above, the hot water supply unit includes a hot water tank for storing the hot water, the hot water tank A hot water supply flow path for supplying the hot water to the exhaust heat recovery device is provided, and the blow-down flow path is connected to a hot water tank to supply the extracted hot water.
また、本発明の請求項5に係るヒートポンプ式蒸気生成システムは、上述した請求項1〜請求項3のいずれかにおいて、前記温水供給部は、前記温水を貯留する温水タンクと、該温水タンクから前記排熱回収器に前記温水を供給する温水供給流路と、該温水供給流路に設けられ前記温水を前記排熱回収器に供給する温水ポンプとを備え、前記ブローダウン流路が前記温水供給流路の温水ポンプと前記排熱回収器の間の温水供給流路に接続されて前記抽出した熱水が供給されることを特徴とする。 The heat pump steam generation system according to claim 5 of the present invention is the heat pump steam generation system according to any one of claims 1 to 3, wherein the hot water supply unit includes a hot water tank that stores the hot water, and the hot water tank. A hot water supply channel for supplying the hot water to the exhaust heat recovery unit; and a hot water pump provided in the hot water supply channel for supplying the hot water to the exhaust heat recovery unit, wherein the blowdown channel is the hot water The hot water extracted is connected to a hot water supply passage between a hot water pump of the supply passage and the exhaust heat recovery device.
また、本発明の請求項6に係るヒートポンプ式蒸気生成システムは、上述した請求項1〜請求項3のいずれかにおいて、前記温水供給部は、前記温水を貯留する温水タンクと、前記温水タンクから前記排熱回収器に前記温水を供給する温水供給経路と、該温水供給経路に設けられ前記温水を前記排熱回収器に供給する温水ポンプとを備え、前記ブローダウン流路が前記温水供給流路の前記温水タンクと前記温水ポンプとの間の温水供給流路に接続されて前記抽出した熱水が供給されることを特徴とする。 A heat pump steam generation system according to claim 6 of the present invention is the heat pump steam generation system according to any one of claims 1 to 3, wherein the hot water supply unit includes a hot water tank that stores the hot water, and the hot water tank. A hot water supply path for supplying the hot water to the exhaust heat recovery unit; and a hot water pump provided in the hot water supply path for supplying the hot water to the exhaust heat recovery unit, wherein the blowdown channel is the hot water supply flow The hot water extracted is connected to a hot water supply passage between the hot water tank and the hot water pump of the passage .
また、本発明の請求項7に係るヒートポンプ式蒸気生成システムは、上述した請求項1〜請求項6のいずれかにおいて、前記絞り膨張器は、電子膨張弁、手動膨張弁、定圧膨張弁、温度膨張弁、オリフィス、キャピラリーのいずれかであることを特徴とする。 A heat pump steam generation system according to a seventh aspect of the present invention is the heat pump type steam generation system according to any one of the first to sixth aspects, wherein the throttle expander is an electronic expansion valve, a manual expansion valve, a constant pressure expansion valve, a temperature. It is an expansion valve, an orifice, or a capillary.
本発明のヒートポンプ式蒸気生成装置は、ブローダウン水を温水に合流させた後に排熱回収器へ導入するため、ブローダウン水中のスケール原因物質は温水によって希釈され、蒸気生成装置内の配管へのスケール付着を防止することができる。したがって、シンプルなシステム構成で、ブローダウン水の持つ熱エネルギーを最大限に利用できるヒートポンプ式蒸気生成装置を提供することができる。 Since the heat pump steam generator of the present invention joins the blowdown water to the hot water and then introduces it into the exhaust heat recovery device, the scale-causing substance in the blowdown water is diluted with the hot water and is supplied to the piping in the steam generator. Scale adhesion can be prevented. Therefore, it is possible to provide a heat pump steam generator that can utilize the thermal energy of blowdown water to the maximum with a simple system configuration.
図1に本発明に係るヒートポンプ式蒸気生成装置の第一の実施形態を示す。従来例との相違点として、ブローダウン流路L60に代わり、ブローダウン流路L80を設けている。なお、図1において、図3と同じ構成要素は同じ符号で示すものとする。
このヒートポンプ式蒸気生成装置1は、大きく分けてヒートポンプ設備100と蒸気生成設備300とからなり、外部熱源として温水供給設備200より温水を導入している。FIG. 1 shows a first embodiment of a heat pump steam generator according to the present invention. As a difference from the conventional example, a blow-down flow path L80 is provided instead of the blow-down flow path L60. In FIG. 1, the same components as those in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals.
The heat pump steam generator 1 is roughly divided into a
ヒートポンプ設備100では、冷媒が循環流通しており、冷媒を介して温水供給設備200からの温水の熱を回収するとともに、蒸気生成設備300を流通する被加熱水に冷媒の熱を伝熱するように構成されている。
In the
次に、温水の経路について説明する。
温水供給設備200には、温水タンク210、温水ポンプP21が設けられている。温水供給設備200には、排熱回収器110に温水が流れるように温水供給流路L20aによりヒートポンプ設備100が接続されている。なお、排熱回収器110を通過した温水は、さらに接続された温水排出流路L20bにより系外に排出されている。しかしながら、本発明ではこれに限らず、さらに別種の排熱回収装置によりカスケード的に利用される場合もある。Next, the route of hot water will be described.
The hot
次に、蒸気生成設備300について説明する。
蒸気生成設備300には、供給水ポンプP31、凝縮器130、気液分離器310が設けられ、外部の給水源より被加熱水である供給水が供給されている。
供給水は供給水流路L30によって凝縮器130へ供給される。凝縮器130で供給水から生成された熱水と蒸気の気液二相流は、被分離流体流路L40を通って、気液分離器310に供給される。Next, the
The
Supply water is supplied to the
蒸気利用設備410に蒸気を供給するため、気液分離器310の上部には、蒸気流路L50が接続されている。また、温水ポンプP21と排熱回収器110との間の温水供給流路L20aにブローダウン水を供給するため、気液分離器310の下部には、ブローダウン流路L80が接続されている。供給水流路L30の凝縮器130よりも上流に熱水を戻すため、気液分離器310の下部には、循環熱水流路L70が接続されている。
In order to supply steam to the
次に、本発明のヒートポンプ式蒸気生成装置の動作について、熱の流れに沿って説明する。 Next, operation | movement of the heat pump type steam generation apparatus of this invention is demonstrated along the flow of heat.
(冷媒について)
ヒートポンプ設備100には、排熱回収器110、圧縮機120、凝縮器130、絞り膨張器140が設けられ、この記載順に冷媒が循環流通するように冷媒流路L10により接続されている。(About refrigerant)
The
冷媒は、排熱回収器110において、温水供給流路L20aから供給された温水との熱交換により加温されて気体となり、圧縮機120に送られる。
The refrigerant is heated in the exhaust
冷媒は、圧縮機120において、気体のまま所定の圧力まで圧縮され高温高圧になる。この高温高圧の冷媒は、凝縮器130において、供給水流路L30から供給された供給水との間で熱交換が行われる。
In the
凝縮器130を通過して液化された冷媒は、絞り膨張器140において、所定圧力まで減圧された後、排熱回収器110に再び導入され、排熱回収器110を流通する温水からの熱回収に用いられる。
The refrigerant that has been liquefied after passing through the
ここで挙げられた絞り膨張器140としては、電子膨張弁が最も好適であるが、用途や構成に合わせ、手動膨張弁、定圧膨張弁、温度膨張弁、オリフィス、キャピラリーなどを適宜選択しても良い。
An electronic expansion valve is most suitable as the
一方、供給水流路L30からの供給水は、凝縮器130において、高温高圧になった冷媒と熱交換され、熱水及び蒸気の気液二相流になる。
On the other hand, the supply water from the supply water flow path L30 is heat-exchanged with the high-temperature and high-pressure refrigerant in the
(供給水について)
給水源から供給水ポンプP31で供給される供給水は、供給水の質量流量Q1が、蒸気流路L50から取出される蒸気の質量流量Q2及びブローダウン流路L80からの排水流量Q3との合計量(Q2+Q3)となるように制御される場合が多い。(About supply water)
The supply water supplied from the supply water source by the supply water pump P31 is the sum of the mass flow rate Q1 of the supply water and the mass flow rate Q2 of the steam taken out from the steam channel L50 and the drainage flow rate Q3 from the blow-down channel L80. In many cases, the amount is controlled to be an amount (Q2 + Q3).
次に、供給水は、気液分離器310から循環熱水流路L70を介して送られてくる熱水(循環熱水)と合流し、循環熱水との混合熱水となって凝縮器130に送液される。凝縮器130に導入された混合熱水は、前述したように凝縮器130において、高温高圧になった冷媒と熱交換され、熱水及び蒸気の気液二相流になる。この気液二相流が気液分離器310に送られる。
Next, the feed water merges with the hot water (circulated hot water) sent from the gas-
気液分離器310では、熱水及び蒸気の気液二相流を蒸気と熱水とに分離する。そして、気液分離器310の気相部に貯留された蒸気は、蒸気流路L50を経由して蒸気利用設備410に供給される。また、気液分離器310の液相部に貯留された熱水は、循環熱水流路L70を通して供給水流路L30内を流通する供給水と混合され循環利用される。
In the gas-
また、気液分離器310の下部に接続されたブローダウン流路L80からは、循環熱水系統の塩分の濃縮防止やスケール原因物質の低濃度化を目的として、定期的又は一時的にブローダウン水が排出される。
In addition, from the blowdown flow path L80 connected to the lower part of the gas-
ここで、前記気液二相流については、圧力を加え高圧熱水の状態で移送しても良い。この場合には気液分離手段として、気液分離器の代わりにフラッシュタンクを設け、減圧により高圧熱水を気化させた上で気液分離を行っても良い。 Here, the gas-liquid two-phase flow may be transferred in a state of applying high pressure and high-pressure hot water. In this case, a flash tank may be provided as a gas-liquid separator instead of the gas-liquid separator, and the gas-liquid separation may be performed after vaporizing high-pressure hot water by decompression.
(温水について)
温水タンク210には、使用後の工業用水、冷却水、蒸気ドレンなどの温水が貯留される。温水タンク210に貯留された温水は、温水供給流路L20aを流通し、温水ポンプP21、排熱回収器110を経由して温水排出流路L20bを流通し、系外へ排出される。温水ポンプP21は、排熱回収器110へ供給する温水量を調節する。排熱回収器110では、温水の熱を、冷媒流路L10を流通する冷媒に伝熱して冷媒を加温する。(About hot water)
ブローダウン流路L80は温水供給流路L20aに接続されており、ブローダウン水は温水供給流路L20aへと導入されて温水と混合される。ブローダウン流路L80の中途には、調節弁や逆止弁など各種弁を適宜設けても良い。 The blowdown flow path L80 is connected to the hot water supply flow path L20a, and the blowdown water is introduced into the hot water supply flow path L20a and mixed with the hot water. Various valves such as a control valve and a check valve may be appropriately provided in the middle of the blow-down flow path L80.
次に、第二の実施形態について説明する。図2は第二の実施形態の概略構成図である。第二の実施形態では、ブローダウン流路L90を循環熱水流路L70より分岐させている点が図1のブローダウン流路L80と異なっている。なお、その他の構成要素については図1、図2で共通であるので、詳細な説明は省略する。 Next, a second embodiment will be described. FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the second embodiment. The second embodiment is different from the blowdown flow path L80 of FIG. 1 in that the blowdown flow path L90 is branched from the circulating hot water flow path L70. The other components are common to FIGS. 1 and 2 and will not be described in detail.
このように、ブローダウン流路L90を循環熱水流路L70から分岐させることにより、気液分離器310から取り出される合計熱水量を循環熱水流路L70のみで調整でき、適宜バルブなどを設けることで、循環熱水流路L70とブローダウン流路L90とを流通する熱水の比率を容易にコントロールすることが出来るようになる。
In this way, by dividing the blow-down flow path L90 from the circulating hot water flow path L70, the total amount of hot water taken out from the gas-
また、ブローダウン流路L80およびL90の接続先は、ヒートポンプ式蒸気生成装置1内に限定されず、排熱回収器110の温水上流側であればよく、図1および図2の破線で示されるように、温水タンク210と温水ポンプP21の間でも良い。この場合、ブローダウンされる熱水の量に関わらず、温水ポンプP21によって排熱回収器110へ流入する温水の総量を調節することが出来る。
Further, the connection destination of the blowdown flow paths L80 and L90 is not limited to the heat pump steam generator 1, but may be any upstream side of the hot water of the exhaust
また、ブローダウン流路L80およびL90を温水タンク210へ直接接続してもよい。これにより、ブローダウンされた熱水が温水供給流路L20aへ流入した際に生じる温度差により、配管内に部分的に真空状態が作られることを原因とする、水撃作用を防止することが出来る。
Further, the blowdown channels L80 and L90 may be directly connected to the
また、ブローダウン流路L80およびL90を上記接続先の内2か所以上に分岐させ、条件に応じて適宜切り替えるようにしても良い。これにより、機器停止時など温水を必要としない工程時にはブローダウン水を温水タンク210へ導入し、タンク内に貯留させるなどの操作を行うことが可能となり、ブローダウン水をより有効に活用することが出来る。
Further, the blowdown channels L80 and L90 may be branched to two or more of the connection destinations, and switched as appropriate according to the conditions. This makes it possible to perform operations such as introducing blowdown water into the
以上のように、本発明に係るヒートポンプ式蒸気生成装置は、熱交換器配管内へのスケール付着を防止しつつ、ブローダウン水の持つ熱エネルギーを効率的に回収することにより、系全体でのエネルギー効率を改善させることが出来る。 As described above, the heat pump type steam generator according to the present invention efficiently recovers the thermal energy of blowdown water while preventing the scale from adhering to the heat exchanger piping, Energy efficiency can be improved.
1:ヒートポンプ式蒸気生成装置
100:ヒートポンプ設備
110:排熱回収器
120:圧縮機
130:凝縮器
140:絞り膨張器
200:温水供給設備
210:温水タンク
300:蒸気生成設備
310:気液分離器
410:蒸気利用設備
L10:冷媒流路
L20a:温水供給流路
L20b:温水排出流路
L30:供給水流路
L40:被分離流体流路
L50:蒸気流路
L60:ブローダウン流路
L70:循環熱水流路
L80、L90:ブローダウン流路
P21:温水ポンプ
P31:供給水ポンプ1: Heat pump steam generator 100: Heat pump equipment 110: Waste heat recovery device 120: Compressor 130: Condenser 140: Condenser expander 200: Hot water supply equipment 210: Hot water tank 300: Steam generation equipment 310: Gas-liquid separator 410: Steam utilization equipment L10: Refrigerant flow path L20a: Hot water supply flow path L20b: Hot water discharge flow path L30: Supply water flow path L40: Separation fluid flow path L50: Steam flow path L60: Blowdown flow path L70: Circulating hot water flow Paths L80 and L90: Blowdown flow path P21: Hot water pump P31: Supply water pump
Claims (7)
前記温水から熱を回収して冷媒を加温する排熱回収器、前記排熱回収器を通過した冷媒を圧縮する圧縮機、前記圧縮機で圧縮された冷媒の熱を被加熱水に伝熱して熱水と蒸気の気液二相流または高圧熱水を生成する凝縮器、及び前記凝縮器を通過した冷媒を減圧して温度を下げて前記排熱回収器に戻す絞り膨張器を有する冷媒循環流路と、
少なくとも外部熱源からの温水を前記排熱回収器に供給する温水供給部と、
前記温水を前記排熱回収器から直接系外へ排出する温水排出流路と、
前記凝縮器に前記被加熱水として供給水を導入する供給水流路と、
前記凝縮器で生成した前記気液二相流または前記高圧熱水を蒸気と熱水とに分離する気液分離部と、
前記凝縮器から前記気液分離部へ前記気液二相流または前記高圧熱水を供給する被分離流体流路と、
前記気液分離部で分離した蒸気を、蒸気利用設備に送る蒸気流路と、
前記気液分離部で分離した熱水を前記供給水流路に合流させる循環熱水流路と、
前記気液分離部で分離した熱水の一部を抽出し、当該抽出した熱水を前記温水供給部に供給するブローダウン流路と、
を備えることを特徴とするヒートポンプ式蒸気生成システム。 A heat pump steam generation system that recovers heat of hot water to generate steam,
An exhaust heat recovery unit that recovers heat from the hot water and heats the refrigerant, a compressor that compresses the refrigerant that has passed through the exhaust heat recovery unit, and transfers the heat of the refrigerant compressed by the compressor to the water to be heated. A condenser that generates a gas-liquid two-phase flow of hot water and steam or high-pressure hot water, and a refrigerant expander that depressurizes the refrigerant that has passed through the condenser to lower the temperature and return it to the exhaust heat recovery unit A circulation channel;
A hot water supply unit for supplying at least hot water from an external heat source to the exhaust heat recovery unit;
A hot water discharge passage for discharging the hot water from the exhaust heat recovery device directly outside the system;
A supply water channel for introducing supply water as the heated water into the condenser;
A gas-liquid separation unit that separates the gas-liquid two-phase flow generated in the condenser or the high-pressure hot water into steam and hot water;
A separated fluid flow path for supplying the gas-liquid two-phase flow or the high-pressure hot water from the condenser to the gas-liquid separation unit;
A steam flow path for sending the steam separated by the gas-liquid separation unit to a steam utilization facility;
A circulating hot water flow path that joins the hot water separated by the gas-liquid separator to the supply water flow path;
A part of the hot water separated by the gas-liquid separation unit is extracted, and a blowdown flow path for supplying the extracted hot water to the hot water supply unit ,
A heat pump type steam generation system comprising:
前記ブローダウン流路が前記温水タンクに接続されて前記抽出した熱水が供給されることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載のヒートポンプ式蒸気生成システム。 The hot water supply unit includes a hot water tank for storing the hot water, from the hot water tank and the exhaust heat recovery unit the hot water supply flow supplying the hot water passage,
The heat pump steam generation system according to any one of claims 1 to 3, wherein the blow-down flow path is connected to the hot water tank and the extracted hot water is supplied.
前記ブローダウン流路が前記温水ポンプと前記排熱回収器との間の温水供給流路に接続されて前記抽出した熱水が供給されることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載のヒートポンプ式蒸気生成システム。 The hot water supply unit includes a hot water tank that stores the hot water, a hot water supply channel that supplies the hot water from the hot water tank to the exhaust heat recovery device, and the hot water that is provided in the hot water supply channel. Equipped with a hot water pump to supply the collector,
Of claims 1 to 3, characterized in that the hot water and the extract is connected to the hot water supply flow path between said blowdown flow path before and SL hot water pump and the exhaust heat recovery device is supplied The heat pump steam generation system according to any one of the above.
前記ブローダウン流路が前記温水タンクと前記温水ポンプとの間の温水供給流路に接続されて前記抽出した熱水が供給されることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載のヒートポンプ式蒸気生成システム。 The hot water supply unit includes a hot water tank that stores the hot water, a hot water supply path that supplies the hot water from the hot water tank to the exhaust heat recovery unit, and the hot water that is provided in the hot water supply path. With a hot water pump to supply
Any one of claims 1 to 3, characterized in that the hot water was the extracted said blowdown flow path is connected to the hot water supply flow path between the hot water pump and before Symbol hot water tank is supplied 2. A heat pump steam generation system according to item 1.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014137004 | 2014-07-02 | ||
JP2014137004 | 2014-07-02 | ||
PCT/JP2015/069124 WO2016002878A1 (en) | 2014-07-02 | 2015-07-02 | Heat-pump-type steam-generating device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2016002878A1 JPWO2016002878A1 (en) | 2017-04-27 |
JP6394699B2 true JP6394699B2 (en) | 2018-09-26 |
Family
ID=55019405
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016531442A Active JP6394699B2 (en) | 2014-07-02 | 2015-07-02 | Heat pump steam generation system |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6394699B2 (en) |
WO (1) | WO2016002878A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102505403B1 (en) * | 2022-05-03 | 2023-03-06 | 주식회사 대열보일러 | Boiler system |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6497111B2 (en) * | 2015-02-18 | 2019-04-10 | 富士電機株式会社 | Heat pump steam generator |
CN113006892B (en) * | 2021-03-12 | 2022-10-11 | 阳春新钢铁有限责任公司 | Waste heat recovery device for steam turbine generator |
CN114440203B (en) * | 2021-12-20 | 2023-11-28 | 苏州翔云节能科技有限公司 | Self-heating recovery heat pump hot water and steam preparation system and working method thereof |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5141101B2 (en) * | 2007-06-12 | 2013-02-13 | 東京電力株式会社 | Steam generation system |
JP2010276304A (en) * | 2009-05-29 | 2010-12-09 | Ebara Corp | Steam generation system |
JP5640815B2 (en) * | 2010-07-08 | 2014-12-17 | 三浦工業株式会社 | Steam system |
JP5593902B2 (en) * | 2010-07-15 | 2014-09-24 | 富士電機株式会社 | Heat pump steam generator |
JP5786449B2 (en) * | 2010-07-27 | 2015-09-30 | 富士電機株式会社 | Heat pump steam generator |
JP5691844B2 (en) * | 2011-05-30 | 2015-04-01 | 富士電機株式会社 | Heat pump steam generator |
JP5821411B2 (en) * | 2011-08-25 | 2015-11-24 | 三浦工業株式会社 | Steam generator |
-
2015
- 2015-07-02 JP JP2016531442A patent/JP6394699B2/en active Active
- 2015-07-02 WO PCT/JP2015/069124 patent/WO2016002878A1/en active Application Filing
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102505403B1 (en) * | 2022-05-03 | 2023-03-06 | 주식회사 대열보일러 | Boiler system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPWO2016002878A1 (en) | 2017-04-27 |
WO2016002878A1 (en) | 2016-01-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4972421B2 (en) | Heat pump steam / hot water generator | |
JP6394699B2 (en) | Heat pump steam generation system | |
TWI646286B (en) | Thermally integrated coal-fired oxygen plant | |
KR101920110B1 (en) | Coal fired oxy plant with heat integration | |
US9149760B2 (en) | Method and apparatus for separation of carbon dioxide from an off-gas from a fossil-fueled power station | |
KR102332878B1 (en) | Oxy boiler power plant oxygen feed system heat integration | |
KR20130025907A (en) | Energy recovery and steam supply for power augmentation in a combined cycle power generation system | |
US9879885B2 (en) | Cooling water supply system and binary cycle power plant including same | |
JP2012007762A (en) | Drain recovery facility | |
JP2012167852A (en) | Heat pump type vapor generator | |
JP2010038391A (en) | Heat pump type steam generating device | |
JP2012247156A (en) | Steam generating method using heat pump | |
JP2015212583A (en) | Boiler having water-supply preheating device | |
JP6209941B2 (en) | Boiler system | |
KR101878536B1 (en) | Oxy boiler power plant with a heat integrated air separation unit | |
JP6207086B2 (en) | Absorption heat pump apparatus with heat supply means for regeneration of amine absorption liquid | |
JP2015135063A (en) | Binary generating device and heat source feeding device | |
JP6209940B2 (en) | Boiler system | |
JP2013204878A (en) | Low pressure steam heating device | |
JP2011127787A (en) | Waste steam recovering device | |
JP2010001783A (en) | Blowing-out device and blowing-out method | |
JP2003329201A (en) | Exhaust heat recovery boiler, combined power generation method and device | |
JP2011242018A (en) | Heat pump steam generator | |
KR101825316B1 (en) | Flash tank design | |
JP5486322B2 (en) | Waste steam recovery device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20170713 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20171211 |
|
A871 | Explanation of circumstances concerning accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871 Effective date: 20180116 |
|
A975 | Report on accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005 Effective date: 20180201 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20180313 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180511 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20180731 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20180813 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6394699 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |