JPH08105304A - 複流サイクルプラント - Google Patents
複流サイクルプラントInfo
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- JPH08105304A JPH08105304A JP30807094A JP30807094A JPH08105304A JP H08105304 A JPH08105304 A JP H08105304A JP 30807094 A JP30807094 A JP 30807094A JP 30807094 A JP30807094 A JP 30807094A JP H08105304 A JPH08105304 A JP H08105304A
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- turbine
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】複数のサイクルを用い、熱効率の向上を計る。
【構成】複数のサイクルからなり、作動流体として第1
サイクルに水を又第2サイクルに臨界温度が水より低い
作動流体を用い、第1サイクルの水蒸気の凝縮熱で第2
サイクルの作動流体の加熱を行い、第2サイクルではこ
の熱エネルギーで作動流体の少なくとも一部の実質的蒸
発に使用し、そして両サイクルの作動流体はボイラーに
送られるが、ボイラー内では第1サイクルの作動流体と
第2サイクルの作動流体の加熱最高温度が同水準である
ことを特徴とする複流サイクルプラント。
サイクルに水を又第2サイクルに臨界温度が水より低い
作動流体を用い、第1サイクルの水蒸気の凝縮熱で第2
サイクルの作動流体の加熱を行い、第2サイクルではこ
の熱エネルギーで作動流体の少なくとも一部の実質的蒸
発に使用し、そして両サイクルの作動流体はボイラーに
送られるが、ボイラー内では第1サイクルの作動流体と
第2サイクルの作動流体の加熱最高温度が同水準である
ことを特徴とする複流サイクルプラント。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、発電用及び一般動力発
生用プラントに関する。作動流体としては主に第1サイ
クルに水をまた第2サイクルには臨界温度がそれより低
くなる水とアンモニアの混合物を使用する複流サイクル
プラントに関する。
生用プラントに関する。作動流体としては主に第1サイ
クルに水をまた第2サイクルには臨界温度がそれより低
くなる水とアンモニアの混合物を使用する複流サイクル
プラントに関する。
【0002】
【従来の技術】従来の複流サイクルプラントでは、臨界
温度が高い第1作動流体と、臨界温度がそれより低い第
2作動流体の複数の作動流体を各々閉ループのサイクル
に用いる場合、臨界温度が高い第1作動流体を高温側の
サイクルで使用し、臨界温度がそれより低い第2作動流
体は低温側のサイクルで使用していた。臨界温度によっ
て、使用温度域を使い別けていた。
温度が高い第1作動流体と、臨界温度がそれより低い第
2作動流体の複数の作動流体を各々閉ループのサイクル
に用いる場合、臨界温度が高い第1作動流体を高温側の
サイクルで使用し、臨界温度がそれより低い第2作動流
体は低温側のサイクルで使用していた。臨界温度によっ
て、使用温度域を使い別けていた。
【0003】
【発明が解決しようとする問題点】従来技術では臨界温
度が第1作動流体より低い第2作動流体は低温側のサイ
クルで使用するので、最高使用温度が限られる。したが
ってこの第2作動流体側のサイクルは熱効率は低かっ
た。
度が第1作動流体より低い第2作動流体は低温側のサイ
クルで使用するので、最高使用温度が限られる。したが
ってこの第2作動流体側のサイクルは熱効率は低かっ
た。
【0004】また、ガスタービンの排ガスを利用するサ
イクルでは、従来技術の主流は作動流体として水を用い
ている。この場合に作動流体の臨界温度付近での吸収熱
に突出があるので1つの系統だけでは排ガスのエネルギ
ーを十分吸収できない。そこで蒸発温度が異なる複数の
系統を組み合わせて熱エネルギー吸収の突出を均す努力
をしていたが、使用温度が最も高い系統の蒸発温度付近
の吸収熱の突出は大きく、一方、作動流体が液体時に吸
収できる熱エネルギーが小さいのでボイラー内ではどう
しても低温域で熱エネルギーを十分吸収できなかった。
イクルでは、従来技術の主流は作動流体として水を用い
ている。この場合に作動流体の臨界温度付近での吸収熱
に突出があるので1つの系統だけでは排ガスのエネルギ
ーを十分吸収できない。そこで蒸発温度が異なる複数の
系統を組み合わせて熱エネルギー吸収の突出を均す努力
をしていたが、使用温度が最も高い系統の蒸発温度付近
の吸収熱の突出は大きく、一方、作動流体が液体時に吸
収できる熱エネルギーが小さいのでボイラー内ではどう
しても低温域で熱エネルギーを十分吸収できなかった。
【0005】すなわち本発明は、臨界温度が水より低い
第2作動流体側のサイクルの最高使用温度(最高加熱温
度)をできるだけ高めることすなわち水側のサイクルの
最高使用温度(最高加熱温度)と同等程度まで高めるこ
と、及び第2サイクルの熱エネルギー吸収のピークの加
熱方法を改善することにより熱効率を上げようとするも
のである。
第2作動流体側のサイクルの最高使用温度(最高加熱温
度)をできるだけ高めることすなわち水側のサイクルの
最高使用温度(最高加熱温度)と同等程度まで高めるこ
と、及び第2サイクルの熱エネルギー吸収のピークの加
熱方法を改善することにより熱効率を上げようとするも
のである。
【0006】
【問題点を解決するための手段】本発明の第1の発明で
は、ボイラー、タービン、給液加熱器、凝縮器及びポン
プからなる複流サイクルプラントにおいて、第1サイク
ルと第2サイクルとからなり、第1サイクルの作動流体
は臨界温度が第2サイクルの作動流体のより高く、ター
ビン(第1サイクル)を出た第1サイクルの蒸気は給液
加熱器で凝縮し、この凝縮熱で第2サイクルの作動流体
の加熱を行い、加熱されたこの作動流体は少なくとも一
部が実質的に気体となり、そして加熱を終えた第1サイ
クルの作動流体と加熱された第2サイクルの作動流体は
各々ボイラーに入り、ボイラー内では第1サイクルの作
動流体と第2サイクルの作動流体の加熱温度において平
行部分を有することを特徴とする複流サイクルプラント
からなる。
は、ボイラー、タービン、給液加熱器、凝縮器及びポン
プからなる複流サイクルプラントにおいて、第1サイク
ルと第2サイクルとからなり、第1サイクルの作動流体
は臨界温度が第2サイクルの作動流体のより高く、ター
ビン(第1サイクル)を出た第1サイクルの蒸気は給液
加熱器で凝縮し、この凝縮熱で第2サイクルの作動流体
の加熱を行い、加熱されたこの作動流体は少なくとも一
部が実質的に気体となり、そして加熱を終えた第1サイ
クルの作動流体と加熱された第2サイクルの作動流体は
各々ボイラーに入り、ボイラー内では第1サイクルの作
動流体と第2サイクルの作動流体の加熱温度において平
行部分を有することを特徴とする複流サイクルプラント
からなる。
【0007】本発明の第2の発明では、ガスタービンの
排ガス熱回収を主目的とするもので、ボイラー、タービ
ン、給液加熱器、凝縮器及びポンプからなる複流サイク
ルプラントにおいて、第1サイクルと第2サイクルとか
らなり、第1サイクルの作動流体は臨界温度が第2サイ
クルの作動流体のより高く、タービン(第2サイクル)
を出て凝縮した第2サイクルの作動流体は先ずボイラー
で加熱されて少なくとも一部は次ぎにタービン(第1サ
イクル)を出た第1サイクルの蒸気の給液加熱器での凝
縮で加熱されて少なくとも一部が実質的に蒸気となりさ
らに再度ボイラーで加熱されるが、一方、加熱を終えた
第1サイクルの作動流体もボイラーに入り、ボイラー内
では第1サイクルの作動流体と第2サイクルの作動流体
の加熱温度において平行部分を有することを特徴とする
複流サイクルプラントからなる。
排ガス熱回収を主目的とするもので、ボイラー、タービ
ン、給液加熱器、凝縮器及びポンプからなる複流サイク
ルプラントにおいて、第1サイクルと第2サイクルとか
らなり、第1サイクルの作動流体は臨界温度が第2サイ
クルの作動流体のより高く、タービン(第2サイクル)
を出て凝縮した第2サイクルの作動流体は先ずボイラー
で加熱されて少なくとも一部は次ぎにタービン(第1サ
イクル)を出た第1サイクルの蒸気の給液加熱器での凝
縮で加熱されて少なくとも一部が実質的に蒸気となりさ
らに再度ボイラーで加熱されるが、一方、加熱を終えた
第1サイクルの作動流体もボイラーに入り、ボイラー内
では第1サイクルの作動流体と第2サイクルの作動流体
の加熱温度において平行部分を有することを特徴とする
複流サイクルプラントからなる。
【0008】本発明の第3の発明では、前期第1,第2
の発明において、第1サイクルに水からなる作動流体を
用い、又第2サイクルに水とアンモニアからなる作動流
体を用いることを特徴とするサイクルプラントからな
る。
の発明において、第1サイクルに水からなる作動流体を
用い、又第2サイクルに水とアンモニアからなる作動流
体を用いることを特徴とするサイクルプラントからな
る。
【0009】本発明の第4の発明では、ボイラー、ター
ビン、給液加熱器、凝縮器及びポンプからなる複流サイ
クルプラントにおいて、第1サイクルに水からなる作動
流体を用い、又第2サイクルに水とアンモニアからなる
作動流体を用い、第1サイクルの作動流体は臨界温度が
第2サイクルの作動流体のより高く、タービン(第1サ
イクル)を出た第1サイクルの蒸気は給液加熱器で凝縮
し、この凝縮熱で第2サイクルの作動流体の加熱を行
い、加熱された第2サイクルの作動流体は高濃度アンモ
ニアの蒸気部分と低濃度アンモニアの液体部分とに分離
され、この蒸気部分はボイラーで加熱されてタービン
(第2サイクル)に入り、もう一方の液体部分はタービ
ン(第2サイクル)から出た高濃度アンモニア蒸気と混
合されることを特徴とする複流サイクルプラントからな
る。
ビン、給液加熱器、凝縮器及びポンプからなる複流サイ
クルプラントにおいて、第1サイクルに水からなる作動
流体を用い、又第2サイクルに水とアンモニアからなる
作動流体を用い、第1サイクルの作動流体は臨界温度が
第2サイクルの作動流体のより高く、タービン(第1サ
イクル)を出た第1サイクルの蒸気は給液加熱器で凝縮
し、この凝縮熱で第2サイクルの作動流体の加熱を行
い、加熱された第2サイクルの作動流体は高濃度アンモ
ニアの蒸気部分と低濃度アンモニアの液体部分とに分離
され、この蒸気部分はボイラーで加熱されてタービン
(第2サイクル)に入り、もう一方の液体部分はタービ
ン(第2サイクル)から出た高濃度アンモニア蒸気と混
合されることを特徴とする複流サイクルプラントからな
る。
【0010】本発明の第5の発明では、前記第1〜第4
の発明において、ボイラー内では第2サイクルの作動流
体は高温域まで加熱されることを特徴とする複流サイク
ルプラントからなる。
の発明において、ボイラー内では第2サイクルの作動流
体は高温域まで加熱されることを特徴とする複流サイク
ルプラントからなる。
【0011】本発明の第6の発明では、前記第1〜第5
の発明において、第1サイクルの作動流体と第2サイク
ルの作動流体の最高加熱温度は両流体とも高い方が熱効
率的には好ましく、高温水準(特には450℃以上)で
あることを特徴とするサイクルプラントからなる。
の発明において、第1サイクルの作動流体と第2サイク
ルの作動流体の最高加熱温度は両流体とも高い方が熱効
率的には好ましく、高温水準(特には450℃以上)で
あることを特徴とするサイクルプラントからなる。
【0012】本発明の第7の発明では、前記第1〜第6
の発明において、第2サイクルが蒸留サブシステムを備
えて第2サイクルのタービン背圧(出口圧力)をより低
くすることを特徴とするサイクルプラントからなる。
の発明において、第2サイクルが蒸留サブシステムを備
えて第2サイクルのタービン背圧(出口圧力)をより低
くすることを特徴とするサイクルプラントからなる。
【0013】本発明の第8の発明では、ボイラー、ター
ビン、給液加熱器、凝縮器及びポンプからなる複流サイ
クルプラントにおいて、第1サイクルに水からなる作動
流体を用い、又第2サイクルに水とアンモニアからなる
作動流体を用い、第1サイクルの作動流体は臨界温度が
第2サイクルの作動流体のより高く、タービン(第1サ
イクル)を出た第1サイクルの蒸気は給液加熱器で凝縮
し、この凝縮熱で第2サイクルの作動流体の加熱を行
い、加熱された第2サイクルの作動流体は高濃度アンモ
ニアの蒸気部分と低濃度アンモニアの液体部分とに分離
され、この蒸気部分はボイラーで加熱されてタービン
(第2サイクル)に入り、もう一方の液体部分はさらに
加熱されて分離され、分離されたさらに低濃度アンモニ
アの液体部分は、タービン(第2サイクル)から出た高
濃度アンモニア蒸気と混合され、さらにこのときの吸収
熱で低温側の分離器に向かうの作動流体を加熱すること
を特徴とする複流サイクルプラントからなる。
ビン、給液加熱器、凝縮器及びポンプからなる複流サイ
クルプラントにおいて、第1サイクルに水からなる作動
流体を用い、又第2サイクルに水とアンモニアからなる
作動流体を用い、第1サイクルの作動流体は臨界温度が
第2サイクルの作動流体のより高く、タービン(第1サ
イクル)を出た第1サイクルの蒸気は給液加熱器で凝縮
し、この凝縮熱で第2サイクルの作動流体の加熱を行
い、加熱された第2サイクルの作動流体は高濃度アンモ
ニアの蒸気部分と低濃度アンモニアの液体部分とに分離
され、この蒸気部分はボイラーで加熱されてタービン
(第2サイクル)に入り、もう一方の液体部分はさらに
加熱されて分離され、分離されたさらに低濃度アンモニ
アの液体部分は、タービン(第2サイクル)から出た高
濃度アンモニア蒸気と混合され、さらにこのときの吸収
熱で低温側の分離器に向かうの作動流体を加熱すること
を特徴とする複流サイクルプラントからなる。
【0014】
【作用】本発明は、動力発生サイクルを改善するもの
で、作動流体としては水と臨界温度が水より低い作動流
体を使用する。
で、作動流体としては水と臨界温度が水より低い作動流
体を使用する。
【0015】第1の発明では、第1サイクルと第2サイ
クルからなり、第2サイクルの作動流体は臨界温度が第
1サイクルの作動流体より低い。第1サイクルの蒸気の
凝縮熱で少なくとも第2サイクルの作動流体の加熱を行
うが、第2サイクルでは、作動流体の臨界温度が第1作
動流体より低いことを利用して、この凝縮熱を第2サイ
クルの作動流体の少なくとも一部の実質的蒸発に使用す
ることができる。この実質的蒸発には多くのエネルギー
を要するので、単に温度を上げる作用とは異なり多くの
凝縮熱、凝縮量が必要となり、したがって第1サイクル
の流量も多くなり、熱効率的に有利になる。そして第1
サイクルの蒸気の凝縮熱で加熱された第2サイクルの作
動流体はボイラーで加熱(過熱)される。過熱は、蒸発
点までの加熱に比べると、加える熱量に対してタービン
出力の増加が大きいので熱効率的に有利である。過熱温
度は高い方が熱効率的に有利であり、したがって、第2
サイクルの作動流体の過熱温度は、高い方(特には45
0℃以上)が好ましく第1サイクルの過熱温度と平行部
分を有することで高温を得る。
クルからなり、第2サイクルの作動流体は臨界温度が第
1サイクルの作動流体より低い。第1サイクルの蒸気の
凝縮熱で少なくとも第2サイクルの作動流体の加熱を行
うが、第2サイクルでは、作動流体の臨界温度が第1作
動流体より低いことを利用して、この凝縮熱を第2サイ
クルの作動流体の少なくとも一部の実質的蒸発に使用す
ることができる。この実質的蒸発には多くのエネルギー
を要するので、単に温度を上げる作用とは異なり多くの
凝縮熱、凝縮量が必要となり、したがって第1サイクル
の流量も多くなり、熱効率的に有利になる。そして第1
サイクルの蒸気の凝縮熱で加熱された第2サイクルの作
動流体はボイラーで加熱(過熱)される。過熱は、蒸発
点までの加熱に比べると、加える熱量に対してタービン
出力の増加が大きいので熱効率的に有利である。過熱温
度は高い方が熱効率的に有利であり、したがって、第2
サイクルの作動流体の過熱温度は、高い方(特には45
0℃以上)が好ましく第1サイクルの過熱温度と平行部
分を有することで高温を得る。
【0016】ここで、実質的蒸発とは、臨界圧力以下の
場合は蒸発を又臨界圧力以上の場合は大きな吸熱を伴う
流体体積の大幅増加状態のことをいう。
場合は蒸発を又臨界圧力以上の場合は大きな吸熱を伴う
流体体積の大幅増加状態のことをいう。
【0017】また、本発明の第2の発明(排ガス回収ボ
イラー使用)では、第1サイクルと第2サイクルからな
り、第2サイクルの作動流体は臨界温度が第1サイクル
の作動流体より低い。第2サイクルは先ずボイラーで加
熱され、次ぎに第1サイクルの蒸気の凝縮熱で第2サイ
クルの作動流体の少なくとも一部の加熱を行う。第2サ
イクルでは、作動流体の臨界温度が第1サイクルの作動
流体より低いことを利用して、この蒸気の凝縮熱を第2
サイクルの作動流体の少なくとも一部の実質的蒸発に使
用することができる。この加熱により作動流体の排ガス
からの吸熱の突出を均すことができる。この実質的蒸発
には多くのエネルギーを要するので、単に温度を上げる
作用とは異なり多くの凝縮熱、凝縮量が必要となり、第
1サイクルの流量も多くなり、熱効率的に有利になる。
第1サイクルの蒸気の凝縮熱で加熱された第2サイクル
の作動流体は次ぎに再度ボイラーで加熱(過熱)され
る。過熱は、蒸発点までの加熱に比べると、加える熱量
に対してタービン出力が大きいので熱効率的に有利であ
る。また過熱温度は熱効率的には高い方が有利であり、
したがって、第2サイクルの作動流体の過熱温度は高い
方(特には450℃以上)が好ましく水を作動流体とし
て用いる第1サイクルの過熱温度と平行部分を有するこ
とで高い温度を得る。
イラー使用)では、第1サイクルと第2サイクルからな
り、第2サイクルの作動流体は臨界温度が第1サイクル
の作動流体より低い。第2サイクルは先ずボイラーで加
熱され、次ぎに第1サイクルの蒸気の凝縮熱で第2サイ
クルの作動流体の少なくとも一部の加熱を行う。第2サ
イクルでは、作動流体の臨界温度が第1サイクルの作動
流体より低いことを利用して、この蒸気の凝縮熱を第2
サイクルの作動流体の少なくとも一部の実質的蒸発に使
用することができる。この加熱により作動流体の排ガス
からの吸熱の突出を均すことができる。この実質的蒸発
には多くのエネルギーを要するので、単に温度を上げる
作用とは異なり多くの凝縮熱、凝縮量が必要となり、第
1サイクルの流量も多くなり、熱効率的に有利になる。
第1サイクルの蒸気の凝縮熱で加熱された第2サイクル
の作動流体は次ぎに再度ボイラーで加熱(過熱)され
る。過熱は、蒸発点までの加熱に比べると、加える熱量
に対してタービン出力が大きいので熱効率的に有利であ
る。また過熱温度は熱効率的には高い方が有利であり、
したがって、第2サイクルの作動流体の過熱温度は高い
方(特には450℃以上)が好ましく水を作動流体とし
て用いる第1サイクルの過熱温度と平行部分を有するこ
とで高い温度を得る。
【0018】本発明の第2の発明を図11a〜図12b
でさらに説明する。図11a〜図12bは温度対熱量の
概略図である。
でさらに説明する。図11a〜図12bは温度対熱量の
概略図である。
【0019】図11aは水とアンモニア混合物を作動流
体とする第2サイクルで、横軸は温度、縦軸は作動流体
の吸熱量を表しており、「B」は蒸発熱であり、狭い温
度範囲に突出している。図11bはボイラーからの授熱
量を表した図であり、「B」の範囲は中間温度で受けれ
ば足りるところを高温度でかなりの熱量を受けているこ
とを表している。
体とする第2サイクルで、横軸は温度、縦軸は作動流体
の吸熱量を表しており、「B」は蒸発熱であり、狭い温
度範囲に突出している。図11bはボイラーからの授熱
量を表した図であり、「B」の範囲は中間温度で受けれ
ば足りるところを高温度でかなりの熱量を受けているこ
とを表している。
【0020】図12a、図12bは本発明の第2の発明
を説明するもので、図12aは第1サイクルと第2サイ
クルを相互作用させるもので、第2サイクルの「B」の
箇所の大部分の加熱に第1サイクルの凝縮熱を充ててい
る。したがって吸熱の突出部が高温側に移動している。
図12bはボイラーからの授熱量を表した図であるがそ
の外形は図11aとほぼ同形である。同形にあるにも拘
らず、吸熱の内容は図12aに示すように高温側がかな
り増加しており、熱効率的に有利である。言い換えれ
ば、第1サイクルで仕事をした残りの熱を第2サイクル
にそのまま渡すことになり、第1サイクルの仕事量に近
い仕事量が増加することになり熱効率を上げることがで
きる。
を説明するもので、図12aは第1サイクルと第2サイ
クルを相互作用させるもので、第2サイクルの「B」の
箇所の大部分の加熱に第1サイクルの凝縮熱を充ててい
る。したがって吸熱の突出部が高温側に移動している。
図12bはボイラーからの授熱量を表した図であるがそ
の外形は図11aとほぼ同形である。同形にあるにも拘
らず、吸熱の内容は図12aに示すように高温側がかな
り増加しており、熱効率的に有利である。言い換えれ
ば、第1サイクルで仕事をした残りの熱を第2サイクル
にそのまま渡すことになり、第1サイクルの仕事量に近
い仕事量が増加することになり熱効率を上げることがで
きる。
【0021】そして、本発明の第3の発明では、第2サ
イクルの作動流体を耐熱性、耐圧性に優れたアンモニア
と水の混合物とすることで、高い加熱温度、圧力を得る
ことができ、第1サイクルの水の過熱温度と同等水準と
することができるので、熱効率を上げるために好まし
い。
イクルの作動流体を耐熱性、耐圧性に優れたアンモニア
と水の混合物とすることで、高い加熱温度、圧力を得る
ことができ、第1サイクルの水の過熱温度と同等水準と
することができるので、熱効率を上げるために好まし
い。
【0022】また、アンモニアを主とすることは、液体
での比熱が大きいので、ボイラーでの熱吸収や給液加熱
器での熱吸収に好ましい。
での比熱が大きいので、ボイラーでの熱吸収や給液加熱
器での熱吸収に好ましい。
【0023】そして、第4の発明では、水を作動流体に
用いる第1サイクルと、水とアンモニアの混合物を作動
流体を用いる第2サイクルとからなり、水とアンモニア
の混合物は臨界温度が水より低い。第1サイクルの蒸気
の凝縮熱で少なくとも第2サイクルの作動流体の加熱を
行うが、第2サイクルでは、作動流体の臨界温度が第1
サイクルの作動流体より低いことを利用して、この凝縮
熱を第2サイクルの作動流体の少なくとも一部の実質的
蒸発に使用することができる。この実質的蒸発には多く
のエネルギーを要するので、単に温度を上げる作用とは
異なり多くの凝縮熱、凝縮量が必要となり、したがって
第1サイクルの流量も多くなり、熱効率的に有利にな
る。そして第1サイクルの蒸気の凝縮熱で加熱された第
2サイクルの作動流体は分離器でと低濃度アンモニアの
液体部分とに分離され、高濃度アンモニアの気体部分は
ボイラーで加熱(過熱)された後タービンで仕事をし、
一方低濃度アンモニアの液体部分は熱交換をへて凝縮器
側に入り、タービンから出た高濃度アンモニアの蒸気を
吸収することでタービン背圧を低くできる。
用いる第1サイクルと、水とアンモニアの混合物を作動
流体を用いる第2サイクルとからなり、水とアンモニア
の混合物は臨界温度が水より低い。第1サイクルの蒸気
の凝縮熱で少なくとも第2サイクルの作動流体の加熱を
行うが、第2サイクルでは、作動流体の臨界温度が第1
サイクルの作動流体より低いことを利用して、この凝縮
熱を第2サイクルの作動流体の少なくとも一部の実質的
蒸発に使用することができる。この実質的蒸発には多く
のエネルギーを要するので、単に温度を上げる作用とは
異なり多くの凝縮熱、凝縮量が必要となり、したがって
第1サイクルの流量も多くなり、熱効率的に有利にな
る。そして第1サイクルの蒸気の凝縮熱で加熱された第
2サイクルの作動流体は分離器でと低濃度アンモニアの
液体部分とに分離され、高濃度アンモニアの気体部分は
ボイラーで加熱(過熱)された後タービンで仕事をし、
一方低濃度アンモニアの液体部分は熱交換をへて凝縮器
側に入り、タービンから出た高濃度アンモニアの蒸気を
吸収することでタービン背圧を低くできる。
【0024】なお、第4の発明を第2サイクルの蒸留サ
ブシステムと組み合わせると、求める効果が同じである
ので、効果がさらに上がり、また蒸留サブシステムの負
担を軽減することもできる。
ブシステムと組み合わせると、求める効果が同じである
ので、効果がさらに上がり、また蒸留サブシステムの負
担を軽減することもできる。
【0025】そして、本発明の第8の発明では、第2サ
イクルの作動流体を複数回分離してより低濃度アンモニ
アの液体部分を分離し、この液体部分に、タービン(第
2サイクル)から出たアンモニア蒸気を吸収させること
で、熱を発生させ、その熱で低温側で分離器に入る作動
流体を加熱する。この場合、より低濃度のアンモニアの
液体がアンモニア蒸気を吸収することで発熱すること
は、アンモニアのエンタルピー濃度線図から理解でき
る。より低濃度のアンモニアの液体の濃度は20%未満
が好ましく、低いほど高い熱を発生できる。この時の発
生熱は、温度は特に高くはないが大きな熱量を発生でき
る特徴がある。
イクルの作動流体を複数回分離してより低濃度アンモニ
アの液体部分を分離し、この液体部分に、タービン(第
2サイクル)から出たアンモニア蒸気を吸収させること
で、熱を発生させ、その熱で低温側で分離器に入る作動
流体を加熱する。この場合、より低濃度のアンモニアの
液体がアンモニア蒸気を吸収することで発熱すること
は、アンモニアのエンタルピー濃度線図から理解でき
る。より低濃度のアンモニアの液体の濃度は20%未満
が好ましく、低いほど高い熱を発生できる。この時の発
生熱は、温度は特に高くはないが大きな熱量を発生でき
る特徴がある。
【0026】
【実施例】実施例について図面を参照して説明する。図
1は,本発明の実施例(燃焼ボイラー使用)である。こ
の実施例では、第1サイクルの作動流体として水、第2
サイクルの作動流体に水とアンモニアの混合物を使用し
ている。ボイラー出口では、両作動流体の圧力は150
kg/cm2であり,温度は538℃である。第1サイ
クルのタービンは1であり、第2サイクルのタービンは
7である。
1は,本発明の実施例(燃焼ボイラー使用)である。こ
の実施例では、第1サイクルの作動流体として水、第2
サイクルの作動流体に水とアンモニアの混合物を使用し
ている。ボイラー出口では、両作動流体の圧力は150
kg/cm2であり,温度は538℃である。第1サイ
クルのタービンは1であり、第2サイクルのタービンは
7である。
【0027】タービン1(第1サイクル)の途中から出
た水蒸気は、給液加熱器2,同3,同4,で水と第2サ
イクルの作動流体を加熱するが、このとき第2サイクル
の作動流体は実質的に蒸気になるまで加熱される。蒸気
になる際大きなエネルギーを吸収するので、この熱交換
は大きなエネルギーを交換することができる。熱交換し
た水蒸気は水として凝縮する。この凝縮液はポンプ6で
循環される。またタービン1の終端から出た水蒸気は、
給液加熱器5で第2サイクルの作動流体を加熱するが、
この加熱でも水がここで凝縮する。この凝縮液はポンプ
6から給液加熱器2,同3,同4をへてボイラー11に
送られる。そしてタービン1に循環される。
た水蒸気は、給液加熱器2,同3,同4,で水と第2サ
イクルの作動流体を加熱するが、このとき第2サイクル
の作動流体は実質的に蒸気になるまで加熱される。蒸気
になる際大きなエネルギーを吸収するので、この熱交換
は大きなエネルギーを交換することができる。熱交換し
た水蒸気は水として凝縮する。この凝縮液はポンプ6で
循環される。またタービン1の終端から出た水蒸気は、
給液加熱器5で第2サイクルの作動流体を加熱するが、
この加熱でも水がここで凝縮する。この凝縮液はポンプ
6から給液加熱器2,同3,同4をへてボイラー11に
送られる。そしてタービン1に循環される。
【0028】一方、タービン7から出た第2サイクルの
作動流体は、熱交換器8で第2サイクルの作動流体(液
体)を加熱するが、このとき主に作動流体中の水蒸気が
ここで凝縮する。水蒸気が主に凝縮することで高い温度
を第2サイクルの作動流体自身に与えることができるの
で好ましい。熱交換器8から出た第2サイクルの作動流
体は凝縮器9で凝縮され、ポンプ9で圧送され、熱交換
器8,給液加熱器5、同4,同3,同2を経て3,ボイ
ラー11に戻り再び次ぎの循環に入る。
作動流体は、熱交換器8で第2サイクルの作動流体(液
体)を加熱するが、このとき主に作動流体中の水蒸気が
ここで凝縮する。水蒸気が主に凝縮することで高い温度
を第2サイクルの作動流体自身に与えることができるの
で好ましい。熱交換器8から出た第2サイクルの作動流
体は凝縮器9で凝縮され、ポンプ9で圧送され、熱交換
器8,給液加熱器5、同4,同3,同2を経て3,ボイ
ラー11に戻り再び次ぎの循環に入る。
【0029】図2は、本発明の実施例(燃焼ボイラー使
用)であり、図1との相違は、熱交換器8が無くて蒸留
サブシステム28を備えていることである。蒸留サブシ
ステムの例は図5に示す。
用)であり、図1との相違は、熱交換器8が無くて蒸留
サブシステム28を備えていることである。蒸留サブシ
ステムの例は図5に示す。
【0030】図3は,本発明の実施例(排ガス回収ボイ
ラー使用)である。この実施例では、作動流体として第
1サイクルに水、第2サイクルに水とアンモニアの混合
物を使用している。ボイラー出口では、両作動流体の圧
力は150kg/cm2,温度は538℃である。第1
サイクルのタービンは41であり、第2サイクルのター
ビンは46である。
ラー使用)である。この実施例では、作動流体として第
1サイクルに水、第2サイクルに水とアンモニアの混合
物を使用している。ボイラー出口では、両作動流体の圧
力は150kg/cm2,温度は538℃である。第1
サイクルのタービンは41であり、第2サイクルのター
ビンは46である。
【0031】タービン41の途中から出た水蒸気は、給
液加熱器42、給液加熱器43、給液加熱器44、で第
1サイクルの作動流体と第2サイクルの作動流体を加熱
するが、この加熱で第1サイクルの水蒸気がここで凝縮
する。この凝縮液はポンプ45でボイラ49に送られて
循環する。
液加熱器42、給液加熱器43、給液加熱器44、で第
1サイクルの作動流体と第2サイクルの作動流体を加熱
するが、この加熱で第1サイクルの水蒸気がここで凝縮
する。この凝縮液はポンプ45でボイラ49に送られて
循環する。
【0032】一方、タービン46の終端から出た第2サ
イクルの作動流体は凝縮器47に入り凝縮される。凝縮
された液体は、凝縮ポンプ48で送られる。ポンプ48
から送られた第2サイクルの作動流体は、ボイラー49
に入る。ボイラー49の途中から出た一部の第2サイク
ルの作動流体は、ポンプ50で加圧および流量調整され
て給液加熱器44,43,42に送られ、そこで加熱さ
れて、再びボイラー49に入る。
イクルの作動流体は凝縮器47に入り凝縮される。凝縮
された液体は、凝縮ポンプ48で送られる。ポンプ48
から送られた第2サイクルの作動流体は、ボイラー49
に入る。ボイラー49の途中から出た一部の第2サイク
ルの作動流体は、ポンプ50で加圧および流量調整され
て給液加熱器44,43,42に送られ、そこで加熱さ
れて、再びボイラー49に入る。
【0033】図4は,本発明の実施例(燃焼ボイラー使
用)であり、図3との相違は、蒸留サブシステム57を
備えていることである。蒸留サブシステムの例は図5に
示す。
用)であり、図3との相違は、蒸留サブシステム57を
備えていることである。蒸留サブシステムの例は図5に
示す。
【0034】図5は、本発明に使用する蒸留サブシステ
ムの一例である。タービンから出た蒸気は熱交換器6
1,同62で分離器に行く作動流体を加熱し、凝縮器6
3で熱を放出して凝縮する。凝縮器63から出た作動流
体はポンプ64で加圧されて分離器65で高濃度アンモ
ニア蒸気と低濃度アンモニア液体とに分離される。高濃
度アンモニア蒸気は、液体の作動流体を加えられて凝縮
器66で液化してポンプへ行く。一方、低濃度アンモニ
ア液体は、絞り弁67で流量を調整されて、タービン
(第2サイクル)から出た蒸気と混合してタービン背圧
(出口圧力)を低くする。したがって蒸留サブシステム
を結合することでより効果的に熱効率を上げることがで
きる。蒸留サブシステムの構成は効果が得られれば別の
構成でも構わない。他の例としては、特公平3−361
29号などがある。
ムの一例である。タービンから出た蒸気は熱交換器6
1,同62で分離器に行く作動流体を加熱し、凝縮器6
3で熱を放出して凝縮する。凝縮器63から出た作動流
体はポンプ64で加圧されて分離器65で高濃度アンモ
ニア蒸気と低濃度アンモニア液体とに分離される。高濃
度アンモニア蒸気は、液体の作動流体を加えられて凝縮
器66で液化してポンプへ行く。一方、低濃度アンモニ
ア液体は、絞り弁67で流量を調整されて、タービン
(第2サイクル)から出た蒸気と混合してタービン背圧
(出口圧力)を低くする。したがって蒸留サブシステム
を結合することでより効果的に熱効率を上げることがで
きる。蒸留サブシステムの構成は効果が得られれば別の
構成でも構わない。他の例としては、特公平3−361
29号などがある。
【0035】図6は,本発明の実施例(排ガス回収ボイ
ラー使用)である。この実施例では、作動流体として第
1サイクルに水、第2サイクルに水とアンモニアの混合
物を使用している。ボイラー出口では、両作動流体の圧
力は120kg/cm2,温度は538℃である。第1
サイクルのタービンは71であり、第2サイクルのター
ビンは74である。
ラー使用)である。この実施例では、作動流体として第
1サイクルに水、第2サイクルに水とアンモニアの混合
物を使用している。ボイラー出口では、両作動流体の圧
力は120kg/cm2,温度は538℃である。第1
サイクルのタービンは71であり、第2サイクルのター
ビンは74である。
【0036】タービン71の終端から出た水蒸気は、給
液加熱器72で第2サイクルの作動流体を加熱するが、
この加熱で水蒸気がここで凝縮する。この凝縮液はポン
プ73でボイラ81に送られて循環する。
液加熱器72で第2サイクルの作動流体を加熱するが、
この加熱で水蒸気がここで凝縮する。この凝縮液はポン
プ73でボイラ81に送られて循環する。
【0037】一方、タービン(第2サイクル)74の終
端から出た作動流体は凝縮器75に入り凝縮される。凝
縮された液体は凝縮ポンプ76で送られる。ポンプ76
から送られた第2サイクルの作動流体は、ボイラー81
に入る。ボイラー81の途中から出た一部の作動流体
は、ポンプ79で加圧および流量調整されて給液加熱器
72に送られ、そこで加熱されて、分離器80に入り、
分離器80で高濃度アンモニア蒸気と低濃度アンモニア
液体とに分離される。高濃度アンモニア蒸気は、ボイラ
ーに戻りさらに加熱され、つぎにタービン74に入り仕
事をする。一方、低濃度アンモニア液体は、給液加熱器
72、熱交換器75をへて、タービン74の終端から出
た高濃度アンモニア蒸気に混合されタービン背圧を低く
する。
端から出た作動流体は凝縮器75に入り凝縮される。凝
縮された液体は凝縮ポンプ76で送られる。ポンプ76
から送られた第2サイクルの作動流体は、ボイラー81
に入る。ボイラー81の途中から出た一部の作動流体
は、ポンプ79で加圧および流量調整されて給液加熱器
72に送られ、そこで加熱されて、分離器80に入り、
分離器80で高濃度アンモニア蒸気と低濃度アンモニア
液体とに分離される。高濃度アンモニア蒸気は、ボイラ
ーに戻りさらに加熱され、つぎにタービン74に入り仕
事をする。一方、低濃度アンモニア液体は、給液加熱器
72、熱交換器75をへて、タービン74の終端から出
た高濃度アンモニア蒸気に混合されタービン背圧を低く
する。
【0038】図7は,本発明の実施例(排ガス回収ボイ
ラー使用)である。図6との相違は、蒸留サブシステム
(この例では、熱交換器95、分離機99、凝縮器9
6、同101、ポンプ97、同98、絞り弁100を指
す)を備えていること、及びボイラー107で蒸気にな
った第2サイクルの蒸気も分離器105で分離されるこ
とである。
ラー使用)である。図6との相違は、蒸留サブシステム
(この例では、熱交換器95、分離機99、凝縮器9
6、同101、ポンプ97、同98、絞り弁100を指
す)を備えていること、及びボイラー107で蒸気にな
った第2サイクルの蒸気も分離器105で分離されるこ
とである。
【0039】タービン91の終端から出た水蒸気は、給
液加熱器92で第2サイクルの作動流体を加熱するが、
この加熱で水蒸気がここで凝縮する。この凝縮液はポン
プ93でボイラ107に送られて循環する。
液加熱器92で第2サイクルの作動流体を加熱するが、
この加熱で水蒸気がここで凝縮する。この凝縮液はポン
プ93でボイラ107に送られて循環する。
【0040】一方、タービン94の終端から出た作動流
体は熱交換器95をへて、凝縮器96に入り凝縮され
る。凝縮された液体は凝縮ポンプ97で送られる。ポン
プ97から送られた第2サイクルの作動流体の一部はポ
ンプ98で熱交換器95をへて分離器99に送られる。
分離器99で高濃度アンモニア蒸気と低濃度アンモニア
液体とに分離される。高濃度アンモニア蒸気は作動流体
(液体)と混合され凝縮器101で熱を放出して凝縮す
る。一方、低濃度アンモニア液体は、絞り弁100で流
量を調整され熱交換器95へて、タービン94の終端か
ら出た高濃度アンモニア蒸気に混合されタービン背圧を
低くする。
体は熱交換器95をへて、凝縮器96に入り凝縮され
る。凝縮された液体は凝縮ポンプ97で送られる。ポン
プ97から送られた第2サイクルの作動流体の一部はポ
ンプ98で熱交換器95をへて分離器99に送られる。
分離器99で高濃度アンモニア蒸気と低濃度アンモニア
液体とに分離される。高濃度アンモニア蒸気は作動流体
(液体)と混合され凝縮器101で熱を放出して凝縮す
る。一方、低濃度アンモニア液体は、絞り弁100で流
量を調整され熱交換器95へて、タービン94の終端か
ら出た高濃度アンモニア蒸気に混合されタービン背圧を
低くする。
【0041】ポンプ97から送られた第2サイクルの作
動流体の一部は凝縮器101、ポンプ102をへてボイ
ラー107に送られ、ボイラーで加熱された後その一部
はポンプ104で加圧され給液加熱器92で加熱され、
されに分離器105で高濃度アンモニア蒸気と低濃度ア
ンモニア液体とに分離される。高濃度アンモニア蒸気
は、ボイラー107に再度に入る。そしてボイラー10
7で加熱された後タービン94に入り仕事をする。
動流体の一部は凝縮器101、ポンプ102をへてボイ
ラー107に送られ、ボイラーで加熱された後その一部
はポンプ104で加圧され給液加熱器92で加熱され、
されに分離器105で高濃度アンモニア蒸気と低濃度ア
ンモニア液体とに分離される。高濃度アンモニア蒸気
は、ボイラー107に再度に入る。そしてボイラー10
7で加熱された後タービン94に入り仕事をする。
【0042】一方、低濃度アンモニア液体は、給液加熱
器92、熱交換器103をへて、タービン94の終端か
ら出た高濃度アンモニア蒸気に混合され、タービン背圧
を低くする。
器92、熱交換器103をへて、タービン94の終端か
ら出た高濃度アンモニア蒸気に混合され、タービン背圧
を低くする。
【0043】タービン背圧(出口圧力)を低くするため
に低濃度アンモニア液体が、高温側の給液加熱器側から
も供給されるので、低温側の蒸留サブシステム(機器)
の容量を小さくできるし、その負担も小さくできる。
に低濃度アンモニア液体が、高温側の給液加熱器側から
も供給されるので、低温側の蒸留サブシステム(機器)
の容量を小さくできるし、その負担も小さくできる。
【0044】図8は,本発明の実施例(排ガス回収ボイ
ラー使用)である。図6との相違は、蒸留サブシステム
を備えていること、ボイラー129で蒸気になった第2
サイクルの蒸気も分離器125で分離されること、及び
高温側の分離器が2段あることである。
ラー使用)である。図6との相違は、蒸留サブシステム
を備えていること、ボイラー129で蒸気になった第2
サイクルの蒸気も分離器125で分離されること、及び
高温側の分離器が2段あることである。
【0045】タービン111の終端から出た水蒸気は、
給液加熱器112で第2サイクルの作動流体を加熱する
が、この加熱で水蒸気がここで凝縮する。この凝縮液は
ポンプ113でボイラ129に送られて循環する。
給液加熱器112で第2サイクルの作動流体を加熱する
が、この加熱で水蒸気がここで凝縮する。この凝縮液は
ポンプ113でボイラ129に送られて循環する。
【0046】一方、タービン114の終端から出た作動
流体は熱交換器115に入りその一部は凝縮される。凝
縮する際に分離器119に行く作動流体を加熱する。こ
の凝縮された液体は凝縮ポンプ117で送られる。ポン
プ117から送られた第2サイクルの作動流体の一部
は、ポンプ118で熱交換器115をへて分離器119
に送られる。分離器119では、高濃度アンモニア蒸気
と低濃度アンモニア液体とに分離される。この高濃度ア
ンモニア蒸気は、作動流体と混合され凝縮器121で熱
を放出して凝縮する。一方、低濃度アンモニア液体は、
絞り弁120で流量を調整され熱交換器115へて、タ
ービン114の終端から出た高濃度アンモニア蒸気に混
合されタービン背圧を低くする。
流体は熱交換器115に入りその一部は凝縮される。凝
縮する際に分離器119に行く作動流体を加熱する。こ
の凝縮された液体は凝縮ポンプ117で送られる。ポン
プ117から送られた第2サイクルの作動流体の一部
は、ポンプ118で熱交換器115をへて分離器119
に送られる。分離器119では、高濃度アンモニア蒸気
と低濃度アンモニア液体とに分離される。この高濃度ア
ンモニア蒸気は、作動流体と混合され凝縮器121で熱
を放出して凝縮する。一方、低濃度アンモニア液体は、
絞り弁120で流量を調整され熱交換器115へて、タ
ービン114の終端から出た高濃度アンモニア蒸気に混
合されタービン背圧を低くする。
【0047】また、ポンプ117から送られた第2サイ
クルの作動流体の一部は、凝縮器121、ポンプ122
をへてボイラー129に送られ、ボイラー129で加熱
された後、その一部はポンプ124で加圧されて給液加
熱器112で加熱され、されに分離器125で高濃度ア
ンモニア蒸気と低濃度アンモニア液体とに分離される。
この高濃度アンモニア蒸気は、ボイラー129に再度入
り、そしてボイラー129で加熱された後、タービン1
14に入り仕事をする。
クルの作動流体の一部は、凝縮器121、ポンプ122
をへてボイラー129に送られ、ボイラー129で加熱
された後、その一部はポンプ124で加圧されて給液加
熱器112で加熱され、されに分離器125で高濃度ア
ンモニア蒸気と低濃度アンモニア液体とに分離される。
この高濃度アンモニア蒸気は、ボイラー129に再度入
り、そしてボイラー129で加熱された後、タービン1
14に入り仕事をする。
【0048】一方、低濃度アンモニア液体は、熱交換器
126をへて、ボイラー129で加熱され、2段目の分
離器127で高濃度アンモニア蒸気とより低濃度アンモ
ニア液体(10重量%)とに分離される。高濃度アンモ
ニア蒸気はタービン114に入り、一方、より低濃度ア
ンモニア液体は、給液加熱器112、熱交換器123へ
て、熱交換器115に入る。熱交換器115ではこのよ
り低濃度アンモニア液体がタービンから出た高濃度アン
モニア蒸気を吸収して熱を発生する。この熱を主にして
ポンプ118から送られた作動流体を加熱する。また、
このより低濃度アンモニア液体は、タービン背圧を低く
することにも大きく寄与する。
126をへて、ボイラー129で加熱され、2段目の分
離器127で高濃度アンモニア蒸気とより低濃度アンモ
ニア液体(10重量%)とに分離される。高濃度アンモ
ニア蒸気はタービン114に入り、一方、より低濃度ア
ンモニア液体は、給液加熱器112、熱交換器123へ
て、熱交換器115に入る。熱交換器115ではこのよ
り低濃度アンモニア液体がタービンから出た高濃度アン
モニア蒸気を吸収して熱を発生する。この熱を主にして
ポンプ118から送られた作動流体を加熱する。また、
このより低濃度アンモニア液体は、タービン背圧を低く
することにも大きく寄与する。
【0049】この実施例では、ポンプ118から送られ
た作動流体の加熱を、タービンから出た蒸気の温度や蒸
気中の水分の凝縮熱に頼る比率が小さいのでタービンを
流れる作動流体の水蒸気の割合を少なくでき、熱のロス
も少なくできる。
た作動流体の加熱を、タービンから出た蒸気の温度や蒸
気中の水分の凝縮熱に頼る比率が小さいのでタービンを
流れる作動流体の水蒸気の割合を少なくでき、熱のロス
も少なくできる。
【0050】図9は,本発明の実施例(燃焼ボイラー使
用)である。
用)である。
【0051】タービン131の終端から出た水蒸気は、
給液加熱器132で第2サイクルの作動流体を加熱する
が、この加熱で水蒸気がここで凝縮する。この凝縮液は
ポンプ113でボイラ150に送られて循環する。ボイ
ラー出口では、第1サイクルの圧力は150kg/cm
2,温度は566℃である。第2サイクル圧力は120
kg/cm2,温度は538℃である。第1サイクルの
タービンは131であり、第2サイクルのタービンは1
34である。
給液加熱器132で第2サイクルの作動流体を加熱する
が、この加熱で水蒸気がここで凝縮する。この凝縮液は
ポンプ113でボイラ150に送られて循環する。ボイ
ラー出口では、第1サイクルの圧力は150kg/cm
2,温度は566℃である。第2サイクル圧力は120
kg/cm2,温度は538℃である。第1サイクルの
タービンは131であり、第2サイクルのタービンは1
34である。
【0052】一方、タービン134の終端から出た作動
流体は熱交換器137をへて、凝縮器138に入り凝縮
される。凝縮された液体は凝縮ポンプ139で送られ
る。ポンプ139から送られた第2サイクルの作動流体
の一部は、ポンプ140で熱交換器137をへて分離器
141に送られる。分離器141では高濃度アンモニア
蒸気と低濃度アンモニア液体とに分離される。高濃度ア
ンモニア蒸気は作動流体(液体)と混合され凝縮器14
4で熱を放出して凝縮する。一方、低濃度アンモニア液
体は、絞り弁142で流量を調整され、タービン134
の終端から出た高濃度アンモニア蒸気に混合されタービ
ン背圧を低くする。
流体は熱交換器137をへて、凝縮器138に入り凝縮
される。凝縮された液体は凝縮ポンプ139で送られ
る。ポンプ139から送られた第2サイクルの作動流体
の一部は、ポンプ140で熱交換器137をへて分離器
141に送られる。分離器141では高濃度アンモニア
蒸気と低濃度アンモニア液体とに分離される。高濃度ア
ンモニア蒸気は作動流体(液体)と混合され凝縮器14
4で熱を放出して凝縮する。一方、低濃度アンモニア液
体は、絞り弁142で流量を調整され、タービン134
の終端から出た高濃度アンモニア蒸気に混合されタービ
ン背圧を低くする。
【0053】また、ポンプ139から送られた第2サイ
クルの作動流体の一部は凝縮器144、ポンプ145と
給液加熱器136、同135、同132をへて分離器1
46に送られ、分離器146で高濃度アンモニア蒸気と
低濃度アンモニア液体とに分離される。この高濃度アン
モニア蒸気は、ボイラー150に入りボイラー150で
加熱された後にタービン131に入る。一方、低濃度ア
ンモニア液体は、ボイラー150に再度入り加熱されて
分離機147に入る。分離機147で高濃度アンモニア
蒸気と低濃度アンモニア液体とに分離される。高濃度ア
ンモニア蒸気は、ボイラー150に入りボイラー150
で加熱された後にタービン131に入る。一方、低濃度
アンモニア液体は、絞り弁148で流量を調整されて給
液加熱器132、同135、同136をへて絞り弁14
8で流量を調整され、タービン134の終端から出た高
濃度アンモニア蒸気に混合されタービン背圧を低くす
る。
クルの作動流体の一部は凝縮器144、ポンプ145と
給液加熱器136、同135、同132をへて分離器1
46に送られ、分離器146で高濃度アンモニア蒸気と
低濃度アンモニア液体とに分離される。この高濃度アン
モニア蒸気は、ボイラー150に入りボイラー150で
加熱された後にタービン131に入る。一方、低濃度ア
ンモニア液体は、ボイラー150に再度入り加熱されて
分離機147に入る。分離機147で高濃度アンモニア
蒸気と低濃度アンモニア液体とに分離される。高濃度ア
ンモニア蒸気は、ボイラー150に入りボイラー150
で加熱された後にタービン131に入る。一方、低濃度
アンモニア液体は、絞り弁148で流量を調整されて給
液加熱器132、同135、同136をへて絞り弁14
8で流量を調整され、タービン134の終端から出た高
濃度アンモニア蒸気に混合されタービン背圧を低くす
る。
【0054】図10は,本発明の実施例(燃焼ボイラー
使用)である。ボイラー出口では、第1サイクルの圧力
は150kg/cm2,温度は566℃である。第2サ
イクルの圧力は120kg/cm2,温度は538℃で
ある。タービン151の終端から出た水蒸気は、給液加
熱器168で第2サイクルの作動流体を加熱するが、こ
の加熱で水蒸気がここで凝縮する。この凝縮液はポンプ
153でボイラ167に送られて循環する。
使用)である。ボイラー出口では、第1サイクルの圧力
は150kg/cm2,温度は566℃である。第2サ
イクルの圧力は120kg/cm2,温度は538℃で
ある。タービン151の終端から出た水蒸気は、給液加
熱器168で第2サイクルの作動流体を加熱するが、こ
の加熱で水蒸気がここで凝縮する。この凝縮液はポンプ
153でボイラ167に送られて循環する。
【0055】一方、タービン154の終端から出た作動
流体は、熱交換器155をへて凝縮器156に入り凝縮
される。凝縮された液体はポンプ167で送られる。そ
してポンプ157から送られた第2サイクルの作動流体
の一部は、ポンプ158で熱交換器155をへて分離器
159に送られる。分離器159で高濃度アンモニア蒸
気と低濃度アンモニア液体とに分離される。高濃度アン
モニア蒸気は熱交換器155をへて作動流体(液体)と
混合され凝縮器161で凝縮する。一方、低濃度アンモ
ニア液体は、絞り弁160で流量を調整されて熱交換器
155をへて、タービン154の終端から出た作動流体
に混合されタービン背圧を低くする。
流体は、熱交換器155をへて凝縮器156に入り凝縮
される。凝縮された液体はポンプ167で送られる。そ
してポンプ157から送られた第2サイクルの作動流体
の一部は、ポンプ158で熱交換器155をへて分離器
159に送られる。分離器159で高濃度アンモニア蒸
気と低濃度アンモニア液体とに分離される。高濃度アン
モニア蒸気は熱交換器155をへて作動流体(液体)と
混合され凝縮器161で凝縮する。一方、低濃度アンモ
ニア液体は、絞り弁160で流量を調整されて熱交換器
155をへて、タービン154の終端から出た作動流体
に混合されタービン背圧を低くする。
【0056】また、ポンプ157から送られた第2サイ
クルの作動流体の一部は凝縮器161、ポンプ162と
給液加熱器164、同152、同153をへてボイラー
167に入り、ボイラー167で加熱された後にタービ
ン154に入る。
クルの作動流体の一部は凝縮器161、ポンプ162と
給液加熱器164、同152、同153をへてボイラー
167に入り、ボイラー167で加熱された後にタービ
ン154に入る。
【0057】一方、タービン154の途中から出た作動
流体は、給液加熱器152で、作動流体を加熱し、その
際に低濃度アンモニア液体が凝縮する。この凝縮液は、
給液加熱器164をへて絞り弁166で流量を調整さ
れ、タービン154の終端から出た作動流体に混合され
てタービン背圧を低くする。給液加熱器152で、凝縮
しなかった高濃度アンモニア蒸気は、給液加熱器164
に入り、ポンプ163から送られる中濃度アンモニア液
体と混合されて凝縮する。凝縮した液体は絞り弁165
で流量を調整されてポンプ162でボイラー側に送られ
る。給液加熱器164で、中濃度アンモニア液体を混合
するのは、凝縮温度を高くするためである。
流体は、給液加熱器152で、作動流体を加熱し、その
際に低濃度アンモニア液体が凝縮する。この凝縮液は、
給液加熱器164をへて絞り弁166で流量を調整さ
れ、タービン154の終端から出た作動流体に混合され
てタービン背圧を低くする。給液加熱器152で、凝縮
しなかった高濃度アンモニア蒸気は、給液加熱器164
に入り、ポンプ163から送られる中濃度アンモニア液
体と混合されて凝縮する。凝縮した液体は絞り弁165
で流量を調整されてポンプ162でボイラー側に送られ
る。給液加熱器164で、中濃度アンモニア液体を混合
するのは、凝縮温度を高くするためである。
【0058】以上実施例を説明したが、実施例中のター
ビン,給液加熱器、分離器,凝縮器、等の機器類の数は
使用条件に応じての増減は勿論できる。例えば、図6〜
図10の実施例では第1サイクルの給液加熱の段数は1
段であるが2段以上が好ましく、図9〜図10実施例で
は第2サイクルの給液加熱の段数は1段であるが2段以
上が好ましく、また図6、図7では高温側の分離器を図
8のように2段にもできる。
ビン,給液加熱器、分離器,凝縮器、等の機器類の数は
使用条件に応じての増減は勿論できる。例えば、図6〜
図10の実施例では第1サイクルの給液加熱の段数は1
段であるが2段以上が好ましく、図9〜図10実施例で
は第2サイクルの給液加熱の段数は1段であるが2段以
上が好ましく、また図6、図7では高温側の分離器を図
8のように2段にもできる。
【0059】なお上記の全実施例での凝縮器での凝縮温
度は、25℃である。また、第2サイクルのタービンを
流れる蒸気のアンモニアの比率は、図8の実施例が85
重量%で、他の実施例は70重量%であるが、加熱温度
やコスト等の条件でその比率は最適値を選ぶことができ
る。
度は、25℃である。また、第2サイクルのタービンを
流れる蒸気のアンモニアの比率は、図8の実施例が85
重量%で、他の実施例は70重量%であるが、加熱温度
やコスト等の条件でその比率は最適値を選ぶことができ
る。
【0060】また、第1サイクルの終りを独立した凝縮
器として海水などの冷却水で復水するサイクルとするこ
ともできる。
器として海水などの冷却水で復水するサイクルとするこ
ともできる。
【0061】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に記載されているような効果を奏す
る。
ているので、以下に記載されているような効果を奏す
る。
【0062】すなわち本発明は、臨界温度が水より低い
第2サイクルの作動流体側のサイクルの最高使用温度
(最高過熱加熱温度)を水側のサイクルの最高使用温度
(最高過熱温度)と同等まで高めること、及び再生過熱
システムの改善により本発明によるサイクルの熱効率を
従来の水だけの作動流体を用いるサイクルより総合熱効
率を上げることができる。
第2サイクルの作動流体側のサイクルの最高使用温度
(最高過熱加熱温度)を水側のサイクルの最高使用温度
(最高過熱温度)と同等まで高めること、及び再生過熱
システムの改善により本発明によるサイクルの熱効率を
従来の水だけの作動流体を用いるサイクルより総合熱効
率を上げることができる。
【0063】
【図1】本発明の実施例である。
【図2】蒸留サブシステムを用いた本発明の実施例であ
る。
る。
【図3】熱回収型のボイラーを用いた本発明の実施例で
ある。
ある。
【図4】蒸留サブシステムを用いる本発明の実施例であ
る。
る。
【図5】蒸留サブシステムの例である。
【図6】高温側分離器を用いた本発明の実施例である。
【図7】高温側分離器と蒸留サブシステムを用いた本発
明の実施例である。
明の実施例である。
【図8】高温側2段分離器と蒸留サブシステムを用いた
本発明の実施例である。
本発明の実施例である。
【図9】高温側2段分離器と蒸留サブシステムを用いた
本発明の実施例である。
本発明の実施例である。
【図10】蒸留サブシステムを用いた燃焼ボイラー型の
本発明の実施例である。
本発明の実施例である。
【図11a】第2サイクルの作動流体吸熱量の概略図
【図11b】第2サイクルのボイラー授熱量の概略図
【図12a】第1サイクルと第2サイクルの作動流体吸
熱量の概略図
熱量の概略図
【図12b】第1サイクルと第2サイクルのボイラー授
熱量の概略図
熱量の概略図
【符号の説明】 1,21,41,51,71,91,111,131,
151 タービン(第1サイクル) 7,27,46,56,74,94,114,134,
154 タービン(第2サイクル) 2,3,4,5,22,23,24,25,42,4
3,44,52,53,54,72,92,112,1
32,135,136,152,164, 給液加熱器 9,47,63,66,75,96,101,116,
121,138,144,156,161 凝縮器 6,10,26,29,45,48,55,58,5
9,64,73,76,79,93,97,98,10
2,104,113,117,118,122,12
4,133,139,140,142,143,14
5,153,157,158,162,163 ポンプ 65,80,99,105,119,125,127,
141,146,147,159 分離器 8,32,61,78,95,103,115,12
3,126,137,155 熱交換器 67,77,100,106,120,128,14
2,148,149,160,165,166 絞り弁 11,30,49,60,81,107,129,15
0,167ボイラー 28,57, 蒸留サブシステム
151 タービン(第1サイクル) 7,27,46,56,74,94,114,134,
154 タービン(第2サイクル) 2,3,4,5,22,23,24,25,42,4
3,44,52,53,54,72,92,112,1
32,135,136,152,164, 給液加熱器 9,47,63,66,75,96,101,116,
121,138,144,156,161 凝縮器 6,10,26,29,45,48,55,58,5
9,64,73,76,79,93,97,98,10
2,104,113,117,118,122,12
4,133,139,140,142,143,14
5,153,157,158,162,163 ポンプ 65,80,99,105,119,125,127,
141,146,147,159 分離器 8,32,61,78,95,103,115,12
3,126,137,155 熱交換器 67,77,100,106,120,128,14
2,148,149,160,165,166 絞り弁 11,30,49,60,81,107,129,15
0,167ボイラー 28,57, 蒸留サブシステム
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成7年4月24日
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0017
【補正方法】変更
【補正内容】
【0017】また、本発明の第2の発明(排ガス熱回収
ボイラー使用)では、第1サイクルと第2サイクルから
なり、第2サイクルの作動流体は臨界温度が第1サイク
ルの作動流体より低い。第2サイクルは先ずボイラーで
加熱され、次ぎに第1サイクルの蒸気の凝縮熱で第2サ
イクルの作動流体の少なくとも一部の加熱を行う。第2
サイクルでは、作動流体の臨界温度が第1サイクルの作
動流体より低いことを利用して、この蒸気の凝縮熱を第
2サイクルの作動流体の少なくとも一部の実質的蒸発に
使用することができる。この加熱により作動流体の排ガ
スからの吸熱の突出を均すことができる。この実質的蒸
発には多くのエネルギーを要するので、単に温度を上げ
る作用とは異なり多くの凝縮熱、凝縮量が必要となり、
第1サイクルの流量も多くなり、熱効率的に有利にな
る。第1サイクルの蒸気の凝縮熱で加熱された第2サイ
クルの作動流体は次ぎに再度ボイラーで加熱(過熱)さ
れる。過熱は、蒸発点までの加熱に比べると、加える熱
量に対してタービン出力が大きいので熱効率的に有利で
ある。また過熱温度は熱効率的には高い方が有利であ
り、したがって、第2サイクルの作動流体の過熱温度は
高い方(特には450℃以上)が好ましく水を作動流体
として用いる第1サイクルの過熱温度と平行部分を有す
ることで高い温度を得る。
ボイラー使用)では、第1サイクルと第2サイクルから
なり、第2サイクルの作動流体は臨界温度が第1サイク
ルの作動流体より低い。第2サイクルは先ずボイラーで
加熱され、次ぎに第1サイクルの蒸気の凝縮熱で第2サ
イクルの作動流体の少なくとも一部の加熱を行う。第2
サイクルでは、作動流体の臨界温度が第1サイクルの作
動流体より低いことを利用して、この蒸気の凝縮熱を第
2サイクルの作動流体の少なくとも一部の実質的蒸発に
使用することができる。この加熱により作動流体の排ガ
スからの吸熱の突出を均すことができる。この実質的蒸
発には多くのエネルギーを要するので、単に温度を上げ
る作用とは異なり多くの凝縮熱、凝縮量が必要となり、
第1サイクルの流量も多くなり、熱効率的に有利にな
る。第1サイクルの蒸気の凝縮熱で加熱された第2サイ
クルの作動流体は次ぎに再度ボイラーで加熱(過熱)さ
れる。過熱は、蒸発点までの加熱に比べると、加える熱
量に対してタービン出力が大きいので熱効率的に有利で
ある。また過熱温度は熱効率的には高い方が有利であ
り、したがって、第2サイクルの作動流体の過熱温度は
高い方(特には450℃以上)が好ましく水を作動流体
として用いる第1サイクルの過熱温度と平行部分を有す
ることで高い温度を得る。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0023
【補正方法】変更
【補正内容】
【0023】そして、第4の発明では、水を作動流体に
用いる第1サイクルと、水とアンモニアの混合物を作動
流体を用いる第2サイクルとからなり、水とアンモニア
の混合物は臨界温度が水より低い。第1サイクルの蒸気
の凝縮熱で少なくとも第2サイクルの作動流体の加熱を
行うが、第2サイクルでは、作動流体の臨界温度が第1
サイクルの作動流体より低いことを利用して、この凝縮
熱を第2サイクルの作動流体の少なくとも一部の実質的
蒸発に使用することができる。この実質的蒸発には多く
のエネルギーを要するので、単に温度を上げる作用とは
異なり多くの凝縮熱、凝縮量が必要となり、したがって
第1サイクルの流量も多くなり、熱効率的に有利にな
る。そして第1サイクルの蒸気の凝縮熱で加熱された第
2サイクルの作動流体は分離器で高濃度アンモニアの蒸
気部分と低濃度アンモニアの液体部分とに分離され、高
濃度アンモニアの気体部分はボイラーで加熱(過熱)さ
れた後タービンで仕事をし、一方低濃度アンモニアの液
体部分は熱交換をへて凝縮器側に入り、タービンから出
た高濃度アンモニアの蒸気を吸収することでタービン背
圧を低くできる。
用いる第1サイクルと、水とアンモニアの混合物を作動
流体を用いる第2サイクルとからなり、水とアンモニア
の混合物は臨界温度が水より低い。第1サイクルの蒸気
の凝縮熱で少なくとも第2サイクルの作動流体の加熱を
行うが、第2サイクルでは、作動流体の臨界温度が第1
サイクルの作動流体より低いことを利用して、この凝縮
熱を第2サイクルの作動流体の少なくとも一部の実質的
蒸発に使用することができる。この実質的蒸発には多く
のエネルギーを要するので、単に温度を上げる作用とは
異なり多くの凝縮熱、凝縮量が必要となり、したがって
第1サイクルの流量も多くなり、熱効率的に有利にな
る。そして第1サイクルの蒸気の凝縮熱で加熱された第
2サイクルの作動流体は分離器で高濃度アンモニアの蒸
気部分と低濃度アンモニアの液体部分とに分離され、高
濃度アンモニアの気体部分はボイラーで加熱(過熱)さ
れた後タービンで仕事をし、一方低濃度アンモニアの液
体部分は熱交換をへて凝縮器側に入り、タービンから出
た高濃度アンモニアの蒸気を吸収することでタービン背
圧を低くできる。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0027
【補正方法】変更
【補正内容】
【0027】タービン1(第1サイクル)の途中から出
た水蒸気は、給液加熱器2,同3,同4で水と第2サイ
クルの作動流体を加熱するが、このとき第2サイクルの
作動流体は実質的に蒸気になるまで加熱される。蒸気に
なる際大きなエネルギーを吸収するので、この熱交換は
大きなエネルギーを交換することができる。熱交換した
水蒸気は水として凝縮する。この凝縮液はポンプ6で循
環される。またタービン1の終端から出た水蒸気は、給
液加熱器5で第2サイクルの作動流体を加熱するが、こ
の加熱でも水蒸気がここで凝縮する。この凝縮液はポン
プ6から給液加熱器2,同3,同4をへてボイラー11
に送られる。そしてタービン1に循環される。
た水蒸気は、給液加熱器2,同3,同4で水と第2サイ
クルの作動流体を加熱するが、このとき第2サイクルの
作動流体は実質的に蒸気になるまで加熱される。蒸気に
なる際大きなエネルギーを吸収するので、この熱交換は
大きなエネルギーを交換することができる。熱交換した
水蒸気は水として凝縮する。この凝縮液はポンプ6で循
環される。またタービン1の終端から出た水蒸気は、給
液加熱器5で第2サイクルの作動流体を加熱するが、こ
の加熱でも水蒸気がここで凝縮する。この凝縮液はポン
プ6から給液加熱器2,同3,同4をへてボイラー11
に送られる。そしてタービン1に循環される。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0028
【補正方法】変更
【補正内容】
【0028】一方、タービン7から出た第2サイクルの
作動流体は、熱交換器8で第2サイクルの作動流体(液
体)を加熱するが、このとき主に作動流体中の水蒸気が
ここで凝縮する。水蒸気が主に凝縮することで高い温度
を第2サイクルの作動流体自身に与えることができるの
で好ましい。熱交換器8から出た第2サイクルの作動流
体は凝縮器9で凝縮され、ポンプ10で圧送され、熱交
換器8,給液加熱器5、同4,同3,同2を経て,ボイ
ラー11に戻り再び次ぎの循環に入る。
作動流体は、熱交換器8で第2サイクルの作動流体(液
体)を加熱するが、このとき主に作動流体中の水蒸気が
ここで凝縮する。水蒸気が主に凝縮することで高い温度
を第2サイクルの作動流体自身に与えることができるの
で好ましい。熱交換器8から出た第2サイクルの作動流
体は凝縮器9で凝縮され、ポンプ10で圧送され、熱交
換器8,給液加熱器5、同4,同3,同2を経て,ボイ
ラー11に戻り再び次ぎの循環に入る。
【手続補正6】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0030
【補正方法】変更
【補正内容】
【0030】図3は,本発明の実施例(排ガス熱回収ボ
イラー使用)である。この実施例では、作動流体として
第1サイクルに水、第2サイクルに水とアンモニアの混
合物を使用している。ボイラー出口では、両作動流体の
圧力は150kg/cm2,温度は538℃である。第
1サイクルのタービンは41であり、第2サイクルのタ
ービンは46である。
イラー使用)である。この実施例では、作動流体として
第1サイクルに水、第2サイクルに水とアンモニアの混
合物を使用している。ボイラー出口では、両作動流体の
圧力は150kg/cm2,温度は538℃である。第
1サイクルのタービンは41であり、第2サイクルのタ
ービンは46である。
【手続補正7】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0031
【補正方法】変更
【補正内容】
【0031】タービン41から出た水蒸気は、給液加熱
器42、給液加熱器43、給液加熱器44で第1サイク
ルの作動流体と第2サイクルの作動流体を加熱するが、
この加熱で第1サイクルの水蒸気がここで凝縮する。こ
の凝縮液はポンプ45でボイラ49に送られて循環す
る。
器42、給液加熱器43、給液加熱器44で第1サイク
ルの作動流体と第2サイクルの作動流体を加熱するが、
この加熱で第1サイクルの水蒸気がここで凝縮する。こ
の凝縮液はポンプ45でボイラ49に送られて循環す
る。
【手続補正8】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0035
【補正方法】変更
【補正内容】
【0035】図6は,本発明の実施例(排ガス熱回収ボ
イラー使用)である。この実施例では、作動流体として
第1サイクルに水、第2サイクルに水とアンモニアの混
合物を使用している。ボイラー出口では、両作動流体の
圧力は120kg/cm2,温度は538℃である。第
1サイクルのタービンは71であり、第2サイクルのタ
ービンは74である。
イラー使用)である。この実施例では、作動流体として
第1サイクルに水、第2サイクルに水とアンモニアの混
合物を使用している。ボイラー出口では、両作動流体の
圧力は120kg/cm2,温度は538℃である。第
1サイクルのタービンは71であり、第2サイクルのタ
ービンは74である。
【手続補正9】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0038
【補正方法】変更
【補正内容】
【0038】図7は,本発明の実施例(排ガス熱回収ボ
イラー使用)である。図6との相違は、蒸留サブシステ
ム(この例では、熱交換器95、分離機99、凝縮器9
6、同101、ポンプ97、同98、絞り弁100を指
す)を備えていること、及びボイラー107で蒸気にな
った第2サイクルの蒸気も分離器105で分離されるこ
とである。
イラー使用)である。図6との相違は、蒸留サブシステ
ム(この例では、熱交換器95、分離機99、凝縮器9
6、同101、ポンプ97、同98、絞り弁100を指
す)を備えていること、及びボイラー107で蒸気にな
った第2サイクルの蒸気も分離器105で分離されるこ
とである。
【手続補正10】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0048
【補正方法】変更
【補正内容】
【0048】一方、低濃度アンモニア液体は、熱交換器
126をへて、ボイラー129で加熱され、2段目の分
離器127で高濃度アンモニア蒸気とより低濃度アンモ
ニア液体とに分離される。高濃度アンモニア蒸気はター
ビン114に入り、一方、より低濃度アンモニア液体
は、給液加熱器112、熱交換器123へて、熱交換器
115に入る。熱交換器115ではこのより低濃度アン
モニア液体がタービンから出た高濃度アンモニア蒸気を
吸収して熱を発生する。この熱を主にしてポンプ118
から送られた作動流体を加熱する。また、このより低濃
度アンモニア液体は、タービン背圧を低くすることにも
大きく寄与する。
126をへて、ボイラー129で加熱され、2段目の分
離器127で高濃度アンモニア蒸気とより低濃度アンモ
ニア液体とに分離される。高濃度アンモニア蒸気はター
ビン114に入り、一方、より低濃度アンモニア液体
は、給液加熱器112、熱交換器123へて、熱交換器
115に入る。熱交換器115ではこのより低濃度アン
モニア液体がタービンから出た高濃度アンモニア蒸気を
吸収して熱を発生する。この熱を主にしてポンプ118
から送られた作動流体を加熱する。また、このより低濃
度アンモニア液体は、タービン背圧を低くすることにも
大きく寄与する。
【手続補正11】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0051
【補正方法】変更
【補正内容】
【0051】タービン131の終端から出た水蒸気は、
給液加熱器132で第2サイクルの作動流体を加熱する
が、この加熱で水蒸気がここで凝縮する。この凝縮液は
ポンプ133でボイラ150に送られて循環する。ボイ
ラー出口では、第1サイクルの圧力は150kg/cm
2,温度は566℃である。第2サイクル圧力は120
kg/cm2,温度は538℃である。第1サイクルの
タービンは131であり、第2サイクルのタービンは1
34である。
給液加熱器132で第2サイクルの作動流体を加熱する
が、この加熱で水蒸気がここで凝縮する。この凝縮液は
ポンプ133でボイラ150に送られて循環する。ボイ
ラー出口では、第1サイクルの圧力は150kg/cm
2,温度は566℃である。第2サイクル圧力は120
kg/cm2,温度は538℃である。第1サイクルの
タービンは131であり、第2サイクルのタービンは1
34である。
【手続補正12】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0053
【補正方法】変更
【補正内容】
【0053】また、ポンプ139から送られた第2サイ
クルの作動流体の一部は凝縮器144、ポンプ145と
給液加熱器136、同135、同132をへて分離器1
46に送られ、分離器146で高濃度アンモニア蒸気と
低濃度アンモニア液体とに分離される。この高濃度アン
モニア蒸気は、ボイラー150に入りボイラー150で
加熱された後にタービン131に入る。一方、低濃度ア
ンモニア液体は、ボイラー150に再度入り加熱されて
分離機147に入る。分離機147で高濃度アンモニア
蒸気と低濃度アンモニア液体とに分離される。高濃度ア
ンモニア蒸気は、ボイラー150に入りボイラー150
で加熱された後にタービン131に入る。一方、低濃度
アンモニア液体は、絞り弁148で流量を調整されて給
液加熱器132、同135、同136をへて絞り弁14
9で流量を調整され、タービン134の終端から出た高
濃度アンモニア蒸気に混合されタービン背圧を低くす
る。
クルの作動流体の一部は凝縮器144、ポンプ145と
給液加熱器136、同135、同132をへて分離器1
46に送られ、分離器146で高濃度アンモニア蒸気と
低濃度アンモニア液体とに分離される。この高濃度アン
モニア蒸気は、ボイラー150に入りボイラー150で
加熱された後にタービン131に入る。一方、低濃度ア
ンモニア液体は、ボイラー150に再度入り加熱されて
分離機147に入る。分離機147で高濃度アンモニア
蒸気と低濃度アンモニア液体とに分離される。高濃度ア
ンモニア蒸気は、ボイラー150に入りボイラー150
で加熱された後にタービン131に入る。一方、低濃度
アンモニア液体は、絞り弁148で流量を調整されて給
液加熱器132、同135、同136をへて絞り弁14
9で流量を調整され、タービン134の終端から出た高
濃度アンモニア蒸気に混合されタービン背圧を低くす
る。
【手続補正13】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0055
【補正方法】変更
【補正内容】
【0055】一方、タービン154の終端から出た作動
流体は、熱交換器155をへて凝縮器156に入り凝縮
される。凝縮された液体はポンプ157で送られる。そ
してポンプ157から送られた第2サイクルの作動流体
の一部は、ポンプ158で熱交換器155をへて分離器
159に送られる。分離器159で高濃度アンモニア蒸
気と低濃度アンモニア液体とに分離される。高濃度アン
モニア蒸気は熱交換器155をへて作動流体(液体)と
混合され凝縮器161で凝縮する。一方、低濃度アンモ
ニア液体は、絞り弁160で流量を調整されて熱交換器
155をへて、タービン154の終端から出た作動流体
に混合されタービン背圧を低くする。
流体は、熱交換器155をへて凝縮器156に入り凝縮
される。凝縮された液体はポンプ157で送られる。そ
してポンプ157から送られた第2サイクルの作動流体
の一部は、ポンプ158で熱交換器155をへて分離器
159に送られる。分離器159で高濃度アンモニア蒸
気と低濃度アンモニア液体とに分離される。高濃度アン
モニア蒸気は熱交換器155をへて作動流体(液体)と
混合され凝縮器161で凝縮する。一方、低濃度アンモ
ニア液体は、絞り弁160で流量を調整されて熱交換器
155をへて、タービン154の終端から出た作動流体
に混合されタービン背圧を低くする。
【手続補正14】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0058
【補正方法】変更
【補正内容】
【0058】以上実施例を説明したが、実施例中のター
ビン,給液加熱器、分離器,凝縮器、等の機器類の数は
使用条件に応じての増減は勿論できる。例えば、図6〜
図10の実施例では第1サイクルの給液加熱の段数は1
段であるが2段以上が好ましく、図9〜図10実施例で
は第2サイクルの給液加熱の段数は1段であるが2段以
上が好ましく、また図6、図7では高温側の分離器を図
8のように2段にもできる。そして絞り弁は、エネルギ
ー回収装置(水タービンなど)と置換または併用でき
る。
ビン,給液加熱器、分離器,凝縮器、等の機器類の数は
使用条件に応じての増減は勿論できる。例えば、図6〜
図10の実施例では第1サイクルの給液加熱の段数は1
段であるが2段以上が好ましく、図9〜図10実施例で
は第2サイクルの給液加熱の段数は1段であるが2段以
上が好ましく、また図6、図7では高温側の分離器を図
8のように2段にもできる。そして絞り弁は、エネルギ
ー回収装置(水タービンなど)と置換または併用でき
る。
【手続補正15】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】062
【補正方法】変更
【補正内容】
【0062】すなわち本発明は、臨界温度が水より低い
第2サイクルの作動流体側のサイクルの最高使用温度
(最高過熱加熱温度)を水側のサイクルの最高使用温度
(最高過熱温度)と同等まで高めること、及び再生過熱
システムの改善により本発明によるサイクルの熱効率を
従来の水だけの作動流体を用いるサイクルより総合熱効
率を上げることができる。また、加圧流動床ボイラーへ
の適用も好ましい。
第2サイクルの作動流体側のサイクルの最高使用温度
(最高過熱加熱温度)を水側のサイクルの最高使用温度
(最高過熱温度)と同等まで高めること、及び再生過熱
システムの改善により本発明によるサイクルの熱効率を
従来の水だけの作動流体を用いるサイクルより総合熱効
率を上げることができる。また、加圧流動床ボイラーへ
の適用も好ましい。
【手続補正16】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【符号の説明】 1,21,41,51,71,91,111,131,
151 タービン(第1サイクル) 7,27,46,56,74,94,114,134,
154 タービン(第2サイクル) 2,3,4,5,22,23,24,25,42,4
3,44,52,53,54,72,92,112,1
32,135,136,152,164, 給液加熱器 9,47,63,66,75,96,101,116,
121,138,144,156,161 凝縮器 6,10,26,29,45,48,50,55,5
8,59,64,73,76,79,93,97,9
8,102,104,113,117,118,12
2,124,133,139,140,143,14
5,153,157,158,162,163 ポンプ 65,80,99,105,119,125,127,
141,146,147,159 分離器 8,61,62,78,95,103,115,12
3,126,137,155 熱交換器 67,77,100,106,120,128,14
2,148,149,160,165,166 絞り弁 11,30,49,60,81,107,129,15
0,167ボイラー 28,57, 蒸留サブシステム
151 タービン(第1サイクル) 7,27,46,56,74,94,114,134,
154 タービン(第2サイクル) 2,3,4,5,22,23,24,25,42,4
3,44,52,53,54,72,92,112,1
32,135,136,152,164, 給液加熱器 9,47,63,66,75,96,101,116,
121,138,144,156,161 凝縮器 6,10,26,29,45,48,50,55,5
8,59,64,73,76,79,93,97,9
8,102,104,113,117,118,12
2,124,133,139,140,143,14
5,153,157,158,162,163 ポンプ 65,80,99,105,119,125,127,
141,146,147,159 分離器 8,61,62,78,95,103,115,12
3,126,137,155 熱交換器 67,77,100,106,120,128,14
2,148,149,160,165,166 絞り弁 11,30,49,60,81,107,129,15
0,167ボイラー 28,57, 蒸留サブシステム
【手続補正17】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図2
【補正方法】変更
【補正内容】
【図2】
【手続補正18】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図4
【補正方法】変更
【補正内容】
【図4】
Claims (8)
- 【請求項1】ボイラー、タービン、給液加熱器、凝縮器
及びポンプからなる複流サイクルプラントにおいて、第
1サイクルと第2サイクルとからなり、第1サイクルの
作動流体は臨界温度が第2サイクルの作動流体のより高
く、タービン(第1サイクル)を出た第1サイクルの蒸
気は給液加熱器で凝縮し、この凝縮熱で第2サイクルの
作動流対の加熱を行い、加熱されたこの作動流体は少な
くとも一部が実質的に気体となり、そして加熱を終えた
第1サイクルの作動流体と加熱された第2サイクルの作
動流体は各々ボイラーに入り、ボイラー内では第1サイ
クルの作動流体と第2サイクルの作動流体の加熱温度に
おいて平行部分を有することを特徴とする複流サイクル
プラント。 - 【請求項2】ボイラー、タービン、給液加熱器、凝縮器
及びポンプからなる複流サイクルプラントにおいて、ボ
イラーは排ガス熱回収を主目的とし、第1サイクルと第
2サイクルとからなり、第1サイクルの作動流体は臨界
温度が第2サイクルの作動流体のより高く、タービン
(第2サイクル)を出て凝縮した第2サイクルの作動流
体は先ずボイラーで加熱されて少なくとも一部は次ぎに
タービン(第1サイクル)を出た第1サイクルの蒸気の
給液加熱器での凝縮で加熱されて少なくとも一部が実質
的に蒸気となりさらに再度ボイラーで加熱されるが、一
方、加熱を終えた第1サイクルの作動流体もボイラーに
入り、ボイラー内では第1サイクルの作動流体と第2サ
イクルの作動流体の加熱温度において平行部分を有する
ことを特徴とする複流サイクルプラント。 - 【請求項3】第1サイクルに水からなる作動流体を用
い、又第2サイクルに水とアンモニアからなる作動流体
を用いることを特徴とする請求項1,2記載の複流サイ
クルプラント。 - 【請求項4】ボイラー、タービン、給液加熱器、凝縮器
及びポンプからなる複流サイクルプラントにおいて、第
1サイクルに水からなる作動流体を用い、又第2サイク
ルに水とアンモニアからなる作動流体を用い、第1サイ
クルの作動流体は臨界温度が第2サイクルの作動流体の
より高く、タービン(第1サイクル)を出た第1サイク
ルの蒸気は給液加熱器で凝縮し、この凝縮熱で第2サイ
クルの作動流体の加熱を行い、加熱された第2サイクル
の作動流体は高濃度アンモニアの蒸気部分と低濃度アン
モニアの液体部分とに分離され、この蒸気部分はボイラ
ーで加熱されてタービン(第2サイクル)に入り、もう
一方の液体部分はタービン(第2サイクル)から出た高
濃度アンモニア蒸気と混合されることを特徴とする複流
サイクルプラント。 - 【請求項5】ボイラー内では第2サイクルの作動流体は
高温域まで加熱されることを特徴とする請求項1〜4記
載の複流サイクルプラント。 - 【請求項6】第1サイクルの作動流体と第2サイクルの
作動流体の最高加熱温度が高温水準であることを特徴と
する請求項1〜5記載の複流サイクルプラント。 - 【請求項7】第2サイクルが蒸留サブシステムを備えて
第2サイクルのタービン背圧をより低くすることを特徴
とする請求項1〜6記載の複流サイクルプラント。 - 【請求項8】ボイラー、タービン、給液加熱器、凝縮器
及びポンプからなる複流サイクルプラントにおいて、第
1サイクルに水からなる作動流体を用い、又第2サイク
ルに水とアンモニアからなる作動流体を用い、第1サイ
クルの作動流体は臨界温度が第2サイクルの作動流体の
より高く、タービン(第1サイクル)を出た第1サイク
ルの蒸気は給液加熱器で凝縮し、この凝縮熱で第2サイ
クルの作動流体の加熱を行い、加熱された第2サイクル
の作動流体は高濃度アンモニアの蒸気部分と低濃度アン
モニアの液体部分とに分離され、この蒸気部分はボイラ
ーで加熱されてタービン(第2サイクル)に入り、もう
一方の液体部分はさらに加熱されて分離され、分離され
たより低濃度アンモニアの液体部分は、タービン(第2
サイクル)から出た高濃度アンモニア蒸気と混合され、
さらにこのときの吸収熱で低温側の分離器に向かう作動
流体を加熱することを特徴とする複流サイクルプラン
ト。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30807094A JPH08105304A (ja) | 1994-01-31 | 1994-11-07 | 複流サイクルプラント |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6-40300 | 1994-01-31 | ||
JP4030094 | 1994-01-31 | ||
JP30807094A JPH08105304A (ja) | 1994-01-31 | 1994-11-07 | 複流サイクルプラント |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08105304A true JPH08105304A (ja) | 1996-04-23 |
Family
ID=26379750
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP30807094A Pending JPH08105304A (ja) | 1994-01-31 | 1994-11-07 | 複流サイクルプラント |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH08105304A (ja) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2000042296A1 (en) * | 1999-01-13 | 2000-07-20 | Abb Alstom Power Inc. | Refurbishing conventional power plants for kalina cycle operation |
WO2003008767A3 (en) * | 2001-07-19 | 2003-08-28 | Midwest Research Inst | Mixed working fluid power system with incremental vapor generation |
JP2007500810A (ja) * | 2003-07-31 | 2007-01-18 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト | ガスタービン設備の効率向上を図る方法とガスタービン設備 |
WO2010137360A1 (ja) * | 2009-05-25 | 2010-12-02 | Uehara Haruo | 蒸気動力サイクル装置 |
JP2011174652A (ja) * | 2010-02-24 | 2011-09-08 | Metawater Co Ltd | 排熱発電方法及び排熱発電システム |
KR20140136972A (ko) * | 2012-03-02 | 2014-12-01 | 얀마 가부시키가이샤 | 폐열 회수 랭킨 사이클 시스템 |
CN104533550A (zh) * | 2014-11-03 | 2015-04-22 | 章礼道 | 能提供全部给水回热抽汽的二次再热汽轮机超高压缸 |
CN104533554A (zh) * | 2014-11-03 | 2015-04-22 | 章礼道 | 一种用于一次再热机组的新型高效给水回热*** |
CN104819018A (zh) * | 2015-03-09 | 2015-08-05 | 章礼道 | 可提供全部给水回热抽汽的一次再热汽轮机高压缸 |
-
1994
- 1994-11-07 JP JP30807094A patent/JPH08105304A/ja active Pending
Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2000042296A1 (en) * | 1999-01-13 | 2000-07-20 | Abb Alstom Power Inc. | Refurbishing conventional power plants for kalina cycle operation |
WO2003008767A3 (en) * | 2001-07-19 | 2003-08-28 | Midwest Research Inst | Mixed working fluid power system with incremental vapor generation |
JP4668189B2 (ja) * | 2003-07-31 | 2011-04-13 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト | ガスタービン設備の効率向上を図る方法とガスタービン設備 |
JP2007500810A (ja) * | 2003-07-31 | 2007-01-18 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト | ガスタービン設備の効率向上を図る方法とガスタービン設備 |
KR20120029400A (ko) * | 2009-05-25 | 2012-03-26 | 하루오 우에하라 | 증기 동력 사이클 장치 |
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JP5200165B2 (ja) * | 2009-05-25 | 2013-05-15 | 春男 上原 | 蒸気動力サイクル装置 |
JP2011174652A (ja) * | 2010-02-24 | 2011-09-08 | Metawater Co Ltd | 排熱発電方法及び排熱発電システム |
CN102770709A (zh) * | 2010-02-24 | 2012-11-07 | 美得华水务株式会社 | 废热发电方法以及废热发电*** |
KR20130010470A (ko) * | 2010-02-24 | 2013-01-28 | 메타워터 가부시키가이샤 | 배열 발전 방법 및 배열 발전 시스템 |
KR20140136972A (ko) * | 2012-03-02 | 2014-12-01 | 얀마 가부시키가이샤 | 폐열 회수 랭킨 사이클 시스템 |
CN104533550A (zh) * | 2014-11-03 | 2015-04-22 | 章礼道 | 能提供全部给水回热抽汽的二次再热汽轮机超高压缸 |
CN104533554A (zh) * | 2014-11-03 | 2015-04-22 | 章礼道 | 一种用于一次再热机组的新型高效给水回热*** |
CN104819018A (zh) * | 2015-03-09 | 2015-08-05 | 章礼道 | 可提供全部给水回热抽汽的一次再热汽轮机高压缸 |
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