JPH03140752A - コージェネレーション機関の排熱回収方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はコージェネレーション機関の排熱回収方法、よ
り詳しくはコージェネレーション機関の比較的低温の排
熱を利用して温水を得るようにしたコージェネレーショ
ン機関の排ガスの熱を回収する方法に関するものである
。

〔従来の技術〕

一般にコージェネレーション機関としてはガスタービン
、ガスエンジン、ディーゼルエンジン等が用いられるが
、これらの機関においては熱効率を向上させるために排
ガスの熱を回収する方法が採用されている。

ところで、かかる機関における排熱回収の比較的低温の
排熱を更に回収する手段としては、この排熱を熱交換器
に導き、温水として回収することが行なわれている。

その−例をガスタービン機関とした場合について説明す
ると、第４図において、■はガスタービン、２は燃焼器
、３は排ガスライン！、に配置された排ガスボイラ、４
は熱交換器である。

燃焼器２で発生された高温ガスＧはライン１２を経てガ
スタービン１へ導かれ、このガスタービン１を駆動し、
このガスタービン１により図示しない発電機を駆動して
発電する。一方、ガスタービン１からの排ガスＧ′は高
温・高圧であり、これが排ガスライン！、を経由して排
ガスボイラ３に導入されて、これによって高温高圧蒸気
Ｓが得られる。

そして、比較的低温（１５０’Ｃ程度）となった排ガス
Ｇ“」よ熱交換器４に導入され、ここで温水（６０〜８
０°Ｃ程度）を得る構造となっている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、前述したような従来のコージェネレーション
機関における排熱回収方法においては、徘ガスボイラ３
において熱回収が行なわれた比較的低温の排ガスＧ″よ
り熱交換器４において熱回収が行なわれるが、この場合
この熱交換器４は直接排ガスＧ″と水との間で熱交換す
ることとなる。

従って、管壁の両側に形成される流体の境膜が水側の大
きな熱抵抗になり、熱伝達の効率が悪（、熱交換器４を
含む設備が大型となり、その結果、据付面積が広くかつ
コストが高くなるという問題があった。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は前記したような従来の問題点を解決するために
なされたものであって、コージェネレーション機関の低
温排熱を真空蒸気発生装置に導き、この真空蒸気発生装
置により得られた蒸気を熱交換器に導入して、熱交換し
て温水を得るようにしたコージェネレーション機関の排
熱回収方法を提供せんとするものである。

〔作　用〕

かかるコージェネレーション機関の排熱回収方法におい
ては、真空蒸気発生装置に導かれた低温の排ガスの有す
る熱は、ここで「蒸発伝熱作用」により低圧蒸気として
熱回収され、この低圧蒸気が熱交換器に導入されて、凝
縮伝熱作用により熱交換されて温水が得られることにな
る。即ち、排ガスからの熱を水への伝熱において、水側
の蒸発という形態で行う事により前記境膜に存在に伴う
熱抵抗は極めて小さくなる。

従って、その伝熱効果を向上させることができ、その結
果、全体としての排熱回収設備をコンパクトにできる。

なお、当然のことであるが、本発明によれば温水が不要
で蒸気のままで使用したいケースにおいては、熱交換器
１５が蒸気使用機器である。

〔実　施　例〕

以下、第１図ないし第３図に基づき本発明によるコージ
ェネレーション機関の排熱回収方法の一実施例を説明す
る。

第１図において、１１はガスタービン、１２は燃焼器、
１３は排ガスライン２Ｉに配置された排ガスボイラ、１
４は排ガスボイラ１３の後流側に配置された真空蒸気発
注装置、１５は熱交換器である。

燃焼器１２で発生された高温ガスＧはライン２ｚを経て
ガスタービン１１へ供給され、このガスタービン１１を
駆動するとともにこのガスタービン１１で図示しない発
電機を作動させて発電を行なう。

ガスタービン１１の排ガスＧ′　は排ガスライン！、を
経由して排ガスボイラ１３に導入され、ここで排ガスＧ
′　と給水Ｗとは熱交換されて高圧蒸気Ｓとして熱回収
される。前記のようにしてこの排ガスボイラ１３で熱回
収された結果、比較的低温となった排ガスＧ″は本発明
において特に採用した真空蒸気発生装置１４に導かれ、
これによって熱回収されて排ガスＧ０として大気へ放出
される。

真空蒸気発生装置１４で得られた低温低圧蒸気Ｓ′はラ
イン！、で熱交換器１５に導入され、ライン１４で供給
される給水Ｗと熱交換され、温水りを得るようになって
いる。

詳述すれば、第２図に示すように排ガスボイラ１３ｒ（
Ａ）部Ｊには予熱部１６、蒸発部１７及び過熱部１８よ
り構成され、この排ガスボイラ１３に導入されるガスタ
ービン１１より排出された高温の排ガスＧ′により高温
高圧の蒸気Ｓが発生するようになっている。

この排ガスボイラ１３の後流側に配置される真空蒸気発
生装置１４ｒ（Ｂ）部１は、加熱部１９、気水分離ドラ
ム２０、及びエジェクター２１で構成され、このエジェ
クター２１に前記（Ａ）部を構成する蒸発部１７で得ら
れた高温高圧の蒸気Ｓの一部をライン！、から導いて作
動させ、その減圧を気水分離ドラム２０に作用させてそ
の内部を減圧することによって低温、好ましくは６０〜
８０°Ｃ程度で蒸気Ｓ′が得られるようにする。

そして、この真空蒸気発生装置１４で得られた低温低圧
の蒸気Ｓ′はライン１３を経て熱交換器１５に導入され
、ライン１４で供給される給水Ｗを加熱して温水ｈ　（
６０〜８０°Ｃ）を得るのである。なお、２２は熱交換
器１５と気水分離ドラム２０との間を結ぶ循環ポンプで
ある。

第３図は熱流線図であって、Ｘは排ガス温度勾配であり
、Ｙは排ガスボイラ１３での被加熱流体の温度勾配、Ｚ
は真空蒸気発生装置１４側の被加熱流体の温度線である
。

ガスタービン１１より排出された高温の排ガスＧ′　は
温度Ｔ、で排ガスボイラ１３内に流入し、予熱部１６、
蒸発部１７及び過熱部１８を経由して供給される温度ｔ
ｌの給水Ｗより温度り、の高温高圧蒸気Ｓを発生させ、
排出温度Ｔ２で真空蒸気発生装置１４へ流入する。そし
てこの真空蒸気発生装置１４において加熱部１９を加熱
して低温低圧蒸気Ｓ“を発生させ、温度Ｔ、の低温排ガ
スＧ、とじて大気へ放出される。

一方、排ガスボイラ１３への温度り、の給水Ｗは予熱部
１６を経由して給水され、蒸発部１７において加熱され
温度Ｌ２まで上昇し、更に過熱部１８で過熱されて温度
り、の高温高圧蒸気Ｓとして回収される。更に真空蒸気
発生装置１４ではエジェクター２１で減圧されて温度ｔ
４の低温低圧蒸気Ｓ″が得られる。

そのため、かかる真空蒸気発生装置１４を設けない場合
の排熱回収（温度：Ｔ：１−Ｔｚの間の排熱回収）に比
較して排ガス温度勾配Ｘにおいて、Ｈなる範囲の排熱回
収（温度：ＴＺ−Ｔ、）が更に付加されることになる。

前記実施例においては、コージェネレーション機関にガ
スタービンを用いた場合について説明したが、第１図に
示す（Ａ）部を高温回収部、（Ｂ）部を低温回収部とす
ることができるため、例えばガスエンジンやディーゼル
エンジンの場合においては、高温回収部を排ガスとし、
低温回収部をシリンダジャケット冷却排水やインターク
ーラー等とみなすことができ、本発明による思想がこれ
ら他の機関に適用できることは明らかである。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明によるコージェ
ネレーション機関の排熱回収方法おいては、「蒸発伝熱
部」を併設したため、比較的低温の排熱をも容易に回収
可能であるため熱回収効率を向上させることがでる。

しかも本発明によれば、低温における熱伝導効率が良い
ので、回収装置をコンパクトに構成することができるた
め据付場所を狭くすることができるばかりでなく、装置
コストを低減させることができる等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は本発明によるコージェネレーション
機関の排熱回収方法の一実施例を説明するもので、第１
図は排熱回収装置の系統図、第２図は第１図の要部拡大
図、第３図は熱流線図である。そして第４図は従来の排
熱回収装置の系統図である。 ３．１３・・・排ガスボイラ １４・・・真空蒸気発生装置 １７・・・蒸発部 １９・・・加熱部 ２１・・・エジェクター ４．１５・・・熱交換器 １６・・・予熱部 １日・・・過熱部 ２０・・・気水分離ドラム ２２・・・循環ポンプ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. コージェネレーション機関の低温排熱を真空発生装置に
   導き、該真空蒸気発生装置により得られた蒸気を熱交換
   器に導入して熱交換させ温水を得るようにしたことを特
   徴とするコージェネレーション機関の排熱回収方法。