JPH0535241B2 - - Google Patents
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- JPH0535241B2 JPH0535241B2 JP59163716A JP16371684A JPH0535241B2 JP H0535241 B2 JPH0535241 B2 JP H0535241B2 JP 59163716 A JP59163716 A JP 59163716A JP 16371684 A JP16371684 A JP 16371684A JP H0535241 B2 JPH0535241 B2 JP H0535241B2
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- Japan
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- gas
- turbine
- steam
- flow path
- working fluid
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
- F01K23/00—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids
- F01K23/12—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engines being mechanically coupled
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は燃料ガス製造プロセスにおける高温ガ
スによる動力回収方法に関する。
スによる動力回収方法に関する。
従来技術
高圧あるいは中圧の高温連続式ガス化プラント
においてはプラントの規模が大きくなると多量の
蒸気を発生するが、これらの蒸気は充分な需要先
のない場合余剰蒸気として大気中に放出廃気され
ていた。
においてはプラントの規模が大きくなると多量の
蒸気を発生するが、これらの蒸気は充分な需要先
のない場合余剰蒸気として大気中に放出廃気され
ていた。
発明が解決しようとする問題点
この余剰蒸気の利用方法として蒸気タービンを
設置して、動力あるいは電力として取出し、エネ
ルギに利用する回収方法があるが、回収される動
力あるいは電力の量的面で経済性がない場合が多
いため、特にガス化プラントの稼動初期において
ガス化プラントと一体化した回収法として軌道に
のせることができなかつた。
設置して、動力あるいは電力として取出し、エネ
ルギに利用する回収方法があるが、回収される動
力あるいは電力の量的面で経済性がない場合が多
いため、特にガス化プラントの稼動初期において
ガス化プラントと一体化した回収法として軌道に
のせることができなかつた。
本発明は上記問題点を解決し、余剰蒸気を利用
してタービンを駆動し、また、発電機を作動させ
てその電力を取り出し、これをガス化プロセスに
利用することによつて商用電力量の節約を計るよ
うにした動力回収方法を提供することを目的とす
る。
してタービンを駆動し、また、発電機を作動させ
てその電力を取り出し、これをガス化プロセスに
利用することによつて商用電力量の節約を計るよ
うにした動力回収方法を提供することを目的とす
る。
問題を解決するための手段
本発明は、ガス流路3の上流において、ボイラ
2からの蒸気流路4を接続し、その接続点より下
流に作動流体蒸発器11を設け、蒸気の潜熱と高
温ガスの顕熱とを利用して作動流体ガスを加熱蒸
発させて第1タービン12を駆動し、蒸発した作
動流体ガスを再使用する冷却サイクル5を設け、
さらにガス流路3の下流にバイパス路8を有する
第2タービン16を設けて、ガス中の蒸気の潜熱
およびガスの顕熱ならびにガスの圧力エネルギー
を電力または動力として回収すると同時に第2タ
ービン16のガス膨張によりガスの冷却脱水を行
うようにした高温ガスによる動力回収方法であ
る。
2からの蒸気流路4を接続し、その接続点より下
流に作動流体蒸発器11を設け、蒸気の潜熱と高
温ガスの顕熱とを利用して作動流体ガスを加熱蒸
発させて第1タービン12を駆動し、蒸発した作
動流体ガスを再使用する冷却サイクル5を設け、
さらにガス流路3の下流にバイパス路8を有する
第2タービン16を設けて、ガス中の蒸気の潜熱
およびガスの顕熱ならびにガスの圧力エネルギー
を電力または動力として回収すると同時に第2タ
ービン16のガス膨張によりガスの冷却脱水を行
うようにした高温ガスによる動力回収方法であ
る。
また本発明は、ガス流路3の下流において、第
2タービン16よりも上流側で前記作動流体蒸発
器11よりも下流側に第1給水冷却器15が設け
られ、第2タービン16より下流側のガス温度を
前記第1給水冷却器15の冷却媒体の量で調節す
るようにした高温ガスによる動力回収方法であ
る。
2タービン16よりも上流側で前記作動流体蒸発
器11よりも下流側に第1給水冷却器15が設け
られ、第2タービン16より下流側のガス温度を
前記第1給水冷却器15の冷却媒体の量で調節す
るようにした高温ガスによる動力回収方法であ
る。
作 用
本発明は、ガス化プラント始動時において、ボ
イラから発生する蒸気を作動流体蒸発器に送つて
該蒸気の潜熱を利用し、冷却サイクル中において
第1タービンを動かして発電する。またこの電気
を用いてガス化プラントを徐々に稼動する。ガス
化プラントの稼動初期のプロセスガス発生量の少
ないときは、蒸気の潜熱とプロセスガスとの顕熱
とによつて、第1タービンを駆動して、プロセス
ガスは第2タービンをバイパスして外部へ供給す
る。プロセスガスの量が徐々に増加すれば、ボイ
ラからの蒸気の供給を徐々に減らす。さらにプロ
セスガスの発生量が増加すれば、蒸気の供給を停
止するとともに、プロセスガスを第2タービンに
導き、ガスを膨張させることによつて、ガス中の
蒸気の潜熱およびガスの顕熱ならびにガスの圧力
エネルギを電力として回収して回収電力量を増加
し、増加した電力によつてガス化プラントの稼動
率を上げ、定常運転に移行する。これら回収電力
は、ガス化プラントの駆動に使用され、余剰の電
力は他にも利用する。プロセスガスは前記第2タ
ービンのガス膨張によつて冷却脱水される。
イラから発生する蒸気を作動流体蒸発器に送つて
該蒸気の潜熱を利用し、冷却サイクル中において
第1タービンを動かして発電する。またこの電気
を用いてガス化プラントを徐々に稼動する。ガス
化プラントの稼動初期のプロセスガス発生量の少
ないときは、蒸気の潜熱とプロセスガスとの顕熱
とによつて、第1タービンを駆動して、プロセス
ガスは第2タービンをバイパスして外部へ供給す
る。プロセスガスの量が徐々に増加すれば、ボイ
ラからの蒸気の供給を徐々に減らす。さらにプロ
セスガスの発生量が増加すれば、蒸気の供給を停
止するとともに、プロセスガスを第2タービンに
導き、ガスを膨張させることによつて、ガス中の
蒸気の潜熱およびガスの顕熱ならびにガスの圧力
エネルギを電力として回収して回収電力量を増加
し、増加した電力によつてガス化プラントの稼動
率を上げ、定常運転に移行する。これら回収電力
は、ガス化プラントの駆動に使用され、余剰の電
力は他にも利用する。プロセスガスは前記第2タ
ービンのガス膨張によつて冷却脱水される。
なお蒸気は、作動流体蒸発器で潜熱を失つて凝
縮水となり、作動流体蒸発器と第1給水冷却器間
のガス流路に溜まるが、その量は始動時の短時間
に溜まる極く僅かの量であるので、その後のプロ
セスガスのガス圧力によつて第1給水冷却器に移
動されて分離される。またガス流路の凹所に残つ
た水は、定常運転時のプロセスガス中に再蒸発す
る。
縮水となり、作動流体蒸発器と第1給水冷却器間
のガス流路に溜まるが、その量は始動時の短時間
に溜まる極く僅かの量であるので、その後のプロ
セスガスのガス圧力によつて第1給水冷却器に移
動されて分離される。またガス流路の凹所に残つ
た水は、定常運転時のプロセスガス中に再蒸発す
る。
実施例
以下、本発明を図面に示す一実施例にもとづい
て説明する。
て説明する。
本発明の燃料ガス製造プロセスは、図に示すよ
うな高圧、中圧の高温連続式ガス化プラントにお
いて、ボイラ2からの蒸気と原料ガスが反応して
ガス発生炉1から発生した高温ガスがガス流路3
を経て最終的に温度約0℃まで冷却されて製造ガ
スとなる。しかして、前記ガス流路3の上流にお
いて、冷却用のフロン蒸発器11と、該フロン蒸
発器11に接続されて冷却サイクル5が設けられ
る。冷却サイクル5は前記フロン蒸発器11を含
み、フロン蒸気流路5a、蒸気圧により動力が付
与される第1タービン12、フロン排気流路5
b、水冷によりフロンを液化させるためのフロン
凝縮器14、フロンポンプ22、を経てフロンは
再び前記フロン蒸発器11に還元される。そし
て、前記第1タービン12は第1発電器13を駆
動する。
うな高圧、中圧の高温連続式ガス化プラントにお
いて、ボイラ2からの蒸気と原料ガスが反応して
ガス発生炉1から発生した高温ガスがガス流路3
を経て最終的に温度約0℃まで冷却されて製造ガ
スとなる。しかして、前記ガス流路3の上流にお
いて、冷却用のフロン蒸発器11と、該フロン蒸
発器11に接続されて冷却サイクル5が設けられ
る。冷却サイクル5は前記フロン蒸発器11を含
み、フロン蒸気流路5a、蒸気圧により動力が付
与される第1タービン12、フロン排気流路5
b、水冷によりフロンを液化させるためのフロン
凝縮器14、フロンポンプ22、を経てフロンは
再び前記フロン蒸発器11に還元される。そし
て、前記第1タービン12は第1発電器13を駆
動する。
ガス流路3の前記フロン蒸発器11よりも下流
には、第1給水冷却器15が設けられ、更にその
下流側に弁35を経て第2発電機17を持つ第2
タービン16が設けられる。また、該第2タービ
ン16の下流側ガス流路3の途中に第2気水分離
ドラム19bが設けられる。
には、第1給水冷却器15が設けられ、更にその
下流側に弁35を経て第2発電機17を持つ第2
タービン16が設けられる。また、該第2タービ
ン16の下流側ガス流路3の途中に第2気水分離
ドラム19bが設けられる。
前記第1給水冷却器15には三方弁45を介し
て純水冷却水路6から冷却水が導入される。ま
た、第1給水冷却器15にはガス凝縮水路7が分
岐形成される。該ガス凝縮水路7は第1気水分離
ドラム19a、凝縮水冷却器18を経て凝縮分離
された水を排出するよう構成されている。凝縮水
冷却器18には前記三方弁45を介して冷却水が
導入可能となつている。また、前記第2タービン
16を出たガス分離水も第2気水分離ドラム19
bを経て前記凝縮水路7から排出可能となつてい
る。
て純水冷却水路6から冷却水が導入される。ま
た、第1給水冷却器15にはガス凝縮水路7が分
岐形成される。該ガス凝縮水路7は第1気水分離
ドラム19a、凝縮水冷却器18を経て凝縮分離
された水を排出するよう構成されている。凝縮水
冷却器18には前記三方弁45を介して冷却水が
導入可能となつている。また、前記第2タービン
16を出たガス分離水も第2気水分離ドラム19
bを経て前記凝縮水路7から排出可能となつてい
る。
なお、フロン蒸気流路5aとフロン排気流路5
b間には弁43を持つ第1バイパス流路5dが設
けられ、また、第1給水冷却器15の下流側と第
2気水分離ドラム19bの下流側との間にも弁3
6を持つ第2バイパス流路8が設けられている。
これらバイパス流路5d,8の設置によつて第1
または第2タービン12,16が停止してもガス
の製造には何ら支障を来たすことがない。
b間には弁43を持つ第1バイパス流路5dが設
けられ、また、第1給水冷却器15の下流側と第
2気水分離ドラム19bの下流側との間にも弁3
6を持つ第2バイパス流路8が設けられている。
これらバイパス流路5d,8の設置によつて第1
または第2タービン12,16が停止してもガス
の製造には何ら支障を来たすことがない。
さて、本発明によると、ガス流路3の上流にお
いて、前記フロン蒸発器11よりも上流側に蒸気
流路4が接続開口される。該流路4は、弁33,
41を介して前記ボイラ2と接続され、該ボイラ
2で製造された蒸気が通気される。そして、前記
蒸気流路4は基部に設けられた弁31を経てガス
発生炉1とも連通可能となつている。
いて、前記フロン蒸発器11よりも上流側に蒸気
流路4が接続開口される。該流路4は、弁33,
41を介して前記ボイラ2と接続され、該ボイラ
2で製造された蒸気が通気される。そして、前記
蒸気流路4は基部に設けられた弁31を経てガス
発生炉1とも連通可能となつている。
以下において、本ガス化プラントの作動状態を
説明する。プラント始動時は、ボイラ2から発生
する蒸気は、ガス化プラントへ送られて、ガス発
生の準備をするとともに、蒸気流路4を経てガス
流路3へ導入する。この蒸気はフロン蒸発器11
へ流入して、フロンを蒸発させ、冷却サイクル5
を稼動し、第1タービン12を回転させ、発電機
13から電力を得る。この電力はガス化プラント
の最低の稼動単位を運転するのに充分な量で、こ
の電力によつてガス化プラントは最低稼動単位の
運転を開始する。前記作動中、ノズル21によつ
てフロン凝縮器14のフロン圧力が制御される。
説明する。プラント始動時は、ボイラ2から発生
する蒸気は、ガス化プラントへ送られて、ガス発
生の準備をするとともに、蒸気流路4を経てガス
流路3へ導入する。この蒸気はフロン蒸発器11
へ流入して、フロンを蒸発させ、冷却サイクル5
を稼動し、第1タービン12を回転させ、発電機
13から電力を得る。この電力はガス化プラント
の最低の稼動単位を運転するのに充分な量で、こ
の電力によつてガス化プラントは最低稼動単位の
運転を開始する。前記作動中、ノズル21によつ
てフロン凝縮器14のフロン圧力が制御される。
ガス化プラントが稼動を開始すると、ボイラ2
の蒸気が発生炉1に供給され、ガス流路3に供給
される蒸気量は減少するが、ガス化プラントから
高温の圧力ガスが発生し、これによつて、フロン
蒸発器11でフロンが蒸発し、冷却サイクル5は
運転を持続し、発電機13の発電量は徐々に増加
する。発電量の増加に伴つて、ガス化プラントの
稼動率を上げ、またガス流路3に供給される蒸気
を絞り、ある一定量以上のプロセスガスが発生す
れば、蒸気吹込流路4の弁33を閉じる。
の蒸気が発生炉1に供給され、ガス流路3に供給
される蒸気量は減少するが、ガス化プラントから
高温の圧力ガスが発生し、これによつて、フロン
蒸発器11でフロンが蒸発し、冷却サイクル5は
運転を持続し、発電機13の発電量は徐々に増加
する。発電量の増加に伴つて、ガス化プラントの
稼動率を上げ、またガス流路3に供給される蒸気
を絞り、ある一定量以上のプロセスガスが発生す
れば、蒸気吹込流路4の弁33を閉じる。
プラント始動時およびそれに続く短時間の間
は、フロン蒸発器11で蒸気は潜熱を失つて凝縮
して水となり、フロン蒸発器11と第1冷却器1
5の間のガス流路3に溜まるが、プロセスガスの
圧力によつて第1給水冷却器15まで移動され、
ここで水を分離する。またこの間のガス流路3の
凹所に溜まつた水は、定常運転後にプロセスガス
中に再蒸発し、第1給水冷却器で水とすて分離さ
れ、ガスは第2タービン16のバイパス路8から
本プラント外へ弁47を経て供給される。また第
1給水冷却器15で分離された水は、第1気水分
離ドラム19aを経て排出される。プロセスガス
の発生量がある一定量以上になれば、第1給水冷
却器15に送る冷却水を止めるとともに、プロセ
スガスを第2タービン16に導入し、第2タービ
ン16に接続した発電機17によつて電力を回収
する。この電力も第1タービンに接続された発電
機13からの電力とともにガス化プラントの運転
に用い、さらにガス化プラントの稼動率を上昇す
る。ガス化プラントが定常運転になれば、第1タ
ービン12、第2タービン16による発電量は、
ガス化プラントを運転して若干余裕を生じる。
は、フロン蒸発器11で蒸気は潜熱を失つて凝縮
して水となり、フロン蒸発器11と第1冷却器1
5の間のガス流路3に溜まるが、プロセスガスの
圧力によつて第1給水冷却器15まで移動され、
ここで水を分離する。またこの間のガス流路3の
凹所に溜まつた水は、定常運転後にプロセスガス
中に再蒸発し、第1給水冷却器で水とすて分離さ
れ、ガスは第2タービン16のバイパス路8から
本プラント外へ弁47を経て供給される。また第
1給水冷却器15で分離された水は、第1気水分
離ドラム19aを経て排出される。プロセスガス
の発生量がある一定量以上になれば、第1給水冷
却器15に送る冷却水を止めるとともに、プロセ
スガスを第2タービン16に導入し、第2タービ
ン16に接続した発電機17によつて電力を回収
する。この電力も第1タービンに接続された発電
機13からの電力とともにガス化プラントの運転
に用い、さらにガス化プラントの稼動率を上昇す
る。ガス化プラントが定常運転になれば、第1タ
ービン12、第2タービン16による発電量は、
ガス化プラントを運転して若干余裕を生じる。
このようにガス化プラント稼動初期、定常運転
時を通じて、商用電力の使用量をほとんどなく
し、契約電力を小さくできる。
時を通じて、商用電力の使用量をほとんどなく
し、契約電力を小さくできる。
また定常運転後も第1給水冷却器15に冷却水
を送水し、その量を制御することによつて第2タ
ービン16の入口ガス温度を制御し、これによつ
て出口ガス温度が外気温度、たとえば0℃以下と
なるように調整することが好ましい。同時に第2
タービン16のノズル23によりプロセスガスの
圧力制御を行なう。第2タービン16内ではガス
膨張が起り、ガス冷却と脱水が行なわれる。
を送水し、その量を制御することによつて第2タ
ービン16の入口ガス温度を制御し、これによつ
て出口ガス温度が外気温度、たとえば0℃以下と
なるように調整することが好ましい。同時に第2
タービン16のノズル23によりプロセスガスの
圧力制御を行なう。第2タービン16内ではガス
膨張が起り、ガス冷却と脱水が行なわれる。
凝縮水および余剰蒸気はこのシステムで全量回
収され、図示省略の純水タンク或は純水装置へ戻
される。
収され、図示省略の純水タンク或は純水装置へ戻
される。
次に本装置の典型的な発電量および熱計算値を
示す。第1タービン12の発電量700kw、第2タ
ービン16の発電量100kwのとき、ガス流路3に
おけるフロン蒸発器11の入口側温度t1=140℃、
出口温度t2=100℃、第1給水冷却器15の出口
温度t3=60℃、第2気水分離ドラム19bの出口
温度t4=0℃である。また、凝縮フロン液の温度
t5=30℃、フロン凝縮器14の冷却水(実施例で
は海水を使用)の温度t6=15℃、第1給水冷却器
15への冷却用純水温度t7=15℃である。
示す。第1タービン12の発電量700kw、第2タ
ービン16の発電量100kwのとき、ガス流路3に
おけるフロン蒸発器11の入口側温度t1=140℃、
出口温度t2=100℃、第1給水冷却器15の出口
温度t3=60℃、第2気水分離ドラム19bの出口
温度t4=0℃である。また、凝縮フロン液の温度
t5=30℃、フロン凝縮器14の冷却水(実施例で
は海水を使用)の温度t6=15℃、第1給水冷却器
15への冷却用純水温度t7=15℃である。
また、フロン凝縮器14は水冷の代りにエアフ
インクーラでもよい。なお、42,44,46お
よび48は弁である。なお作動流体としてフロン
以外の流体も用いることができる。
インクーラでもよい。なお、42,44,46お
よび48は弁である。なお作動流体としてフロン
以外の流体も用いることができる。
発明の効果
本発明によれば、ガス化プラントの稼動初期お
よび定常運転時にわたつて、プロセスガス中の蒸
気の有する潜熱およびプロセスガスの顕熱と圧力
とのエネルギを電力として回収し、この電力を本
ガス化プラントの稼動に使用するので商用電力の
使用量をほとんどなくし、契約電力を小さくでき
る。
よび定常運転時にわたつて、プロセスガス中の蒸
気の有する潜熱およびプロセスガスの顕熱と圧力
とのエネルギを電力として回収し、この電力を本
ガス化プラントの稼動に使用するので商用電力の
使用量をほとんどなくし、契約電力を小さくでき
る。
図は本発明の一実施例を示すフロー図である。
1……ガス発生炉、2……ボイラ、3……ガス
流路、4……蒸気流路、5……冷却サイクル、1
1……作動流体蒸発器、12……第1タービン、
14……作動流体凝縮器、15……第1給水冷却
器、16……第2タービン。
流路、4……蒸気流路、5……冷却サイクル、1
1……作動流体蒸発器、12……第1タービン、
14……作動流体凝縮器、15……第1給水冷却
器、16……第2タービン。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 ガス流路3の上流において、ボイラ2からの
蒸気流路4を接続し、その接続点より下流に作動
流体蒸発器11を設け、蒸気の潜熱と高温ガスの
顕熱とを利用して作動流体ガスを加熱蒸発させて
第1タービン12を駆動し、蒸発した作動流体ガ
スを再使用する冷却サイクル5を設け、さらにガ
ス流路3の下流にバイパス路8を有する第2ター
ビン16を設けて、ガス中の蒸気の潜熱およびガ
スの顕熱ならびにガスの圧力エネルギーを電力ま
たは動力として回収すると同時に第2タービン1
6のガス膨張によりガスの冷却脱水を行うように
した高温ガスによる動力回収方法。 2 ガス流路3の下流において、第2タービン1
6よりも上流側で前記作動流体蒸発器11よりも
下流側に第1給水冷却器15が設けられ、第2タ
ービン16より下流側のガス温度を前記第1給水
冷却器15の冷却媒体の量で調節するようにした
特許請求の範囲第1項記載の高温ガスによる動力
回収方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16371684A JPS6143205A (ja) | 1984-08-02 | 1984-08-02 | 高温ガスによる動力回収方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16371684A JPS6143205A (ja) | 1984-08-02 | 1984-08-02 | 高温ガスによる動力回収方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6143205A JPS6143205A (ja) | 1986-03-01 |
JPH0535241B2 true JPH0535241B2 (ja) | 1993-05-26 |
Family
ID=15779284
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP16371684A Granted JPS6143205A (ja) | 1984-08-02 | 1984-08-02 | 高温ガスによる動力回収方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6143205A (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8959885B2 (en) * | 2011-08-22 | 2015-02-24 | General Electric Company | Heat recovery from a gasification system |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS53112350A (en) * | 1977-02-02 | 1978-09-30 | Edowaado Deii Zajiya | Method of themodynamics and latent heat fusion motor |
JPS5820913A (ja) * | 1981-07-29 | 1983-02-07 | Hitachi Ltd | 廃熱回収プラント |
-
1984
- 1984-08-02 JP JP16371684A patent/JPS6143205A/ja active Granted
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS53112350A (en) * | 1977-02-02 | 1978-09-30 | Edowaado Deii Zajiya | Method of themodynamics and latent heat fusion motor |
JPS5820913A (ja) * | 1981-07-29 | 1983-02-07 | Hitachi Ltd | 廃熱回収プラント |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS6143205A (ja) | 1986-03-01 |
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