JPS6365807B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6365807B2 JPS6365807B2 JP24928783A JP24928783A JPS6365807B2 JP S6365807 B2 JPS6365807 B2 JP S6365807B2 JP 24928783 A JP24928783 A JP 24928783A JP 24928783 A JP24928783 A JP 24928783A JP S6365807 B2 JPS6365807 B2 JP S6365807B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pressure
- steam
- waste heat
- low
- heat recovery
- Prior art date
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- Expired
Links
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- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 42
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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
- F01K3/00—Plants characterised by the use of steam or heat accumulators, or intermediate steam heaters, therein
- F01K3/18—Plants characterised by the use of steam or heat accumulators, or intermediate steam heaters, therein having heaters
- F01K3/185—Plants characterised by the use of steam or heat accumulators, or intermediate steam heaters, therein having heaters using waste heat from outside the plant
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】
〔発明の分野〕
本発明は複合サイクル廃熱回収方式の発電プラ
ントに係り、特にクリーンな排ガスを排出するガ
スタービンの廃熱を回収して発電を行う発電プラ
ントに関する。
ントに係り、特にクリーンな排ガスを排出するガ
スタービンの廃熱を回収して発電を行う発電プラ
ントに関する。
第1図に廃熱回収方式のガスタービン複合サイ
クル発電プラントの一般的な例を示す。第1図に
おいて、燃焼用空気1がコンプレツサ2に与えら
れ、圧縮された空気は燃焼器3に供給され、燃料
4の燃焼に供される。次いで、燃焼ガスはガスタ
ービン5に与えられて仕事をし、排ガス6として
廃熱回収ボイラ7を介して煙突(図示せず)から
排出される。29は発電機を示している。
クル発電プラントの一般的な例を示す。第1図に
おいて、燃焼用空気1がコンプレツサ2に与えら
れ、圧縮された空気は燃焼器3に供給され、燃料
4の燃焼に供される。次いで、燃焼ガスはガスタ
ービン5に与えられて仕事をし、排ガス6として
廃熱回収ボイラ7を介して煙突(図示せず)から
排出される。29は発電機を示している。
廃熱回収ボイラ7にはガスタービン5からの排
ガス6の保有する廃熱を利用する発電システムが
設けられている。この廃熱回収方式として良く知
られているものに多段圧力式ランキンサイクルが
ある。これは廃熱回収ボイラ7において入口側か
ら出口側に向かつて排ガス温度が徐々に降下する
に応じた圧力で蒸気を発生させ、その発生蒸気を
その圧力に応じたタービンの段階に投入してター
ビンを効率よく駆動させるものである。一般にガ
スタービンの場合には高低の2段圧力式が経済的
にも限度とされている。第1図に示す例において
も高圧側と低圧側の2段で設けられている。
ガス6の保有する廃熱を利用する発電システムが
設けられている。この廃熱回収方式として良く知
られているものに多段圧力式ランキンサイクルが
ある。これは廃熱回収ボイラ7において入口側か
ら出口側に向かつて排ガス温度が徐々に降下する
に応じた圧力で蒸気を発生させ、その発生蒸気を
その圧力に応じたタービンの段階に投入してター
ビンを効率よく駆動させるものである。一般にガ
スタービンの場合には高低の2段圧力式が経済的
にも限度とされている。第1図に示す例において
も高圧側と低圧側の2段で設けられている。
すなわち、システムとしては廃熱回収ボイラ7
内の高温度域の廃熱を利用する発電システム(以
下、高温側システム)8と、低温度域の廃熱を利
用する発電システム(以下、低温側システム)9
とより構成されている。つまり、高温度域ではエ
クセルギー(機械的有効仕事と定義される。)が
高く、低温度域のエクセルギーが低いのでそれぞ
れに応じて有効なエネルギーに変換するようにな
つている。
内の高温度域の廃熱を利用する発電システム(以
下、高温側システム)8と、低温度域の廃熱を利
用する発電システム(以下、低温側システム)9
とより構成されている。つまり、高温度域ではエ
クセルギー(機械的有効仕事と定義される。)が
高く、低温度域のエクセルギーが低いのでそれぞ
れに応じて有効なエネルギーに変換するようにな
つている。
廃熱回収ボイラ7内には入口側から出口側に向
かつて(排ガス6の高温度域から低温度域に向か
つて)高圧蒸気加熱管10、高圧ボイラ水加熱管
11、高圧給水予熱管12、低圧蒸気加熱管1
3、低圧ボイラ水加熱管14、低圧給水予熱管1
5が順次配列されている。なお、低圧給水予熱管
15は後述する低圧給水加熱器16と同等の役目
を果たすもので、低圧給水加熱器16を使用する
場合には不要であり、その場合には低圧給水加熱
器16の出口を低圧蒸気タービン17に配管すれ
ばよい。
かつて(排ガス6の高温度域から低温度域に向か
つて)高圧蒸気加熱管10、高圧ボイラ水加熱管
11、高圧給水予熱管12、低圧蒸気加熱管1
3、低圧ボイラ水加熱管14、低圧給水予熱管1
5が順次配列されている。なお、低圧給水予熱管
15は後述する低圧給水加熱器16と同等の役目
を果たすもので、低圧給水加熱器16を使用する
場合には不要であり、その場合には低圧給水加熱
器16の出口を低圧蒸気タービン17に配管すれ
ばよい。
さて、蒸気タービン18から排出された排気は
復水器19により復水され、復水ポンプ20を介
して脱気器21に送られる。脱気器21において
蒸気タービン18の中段からの抽気により加熱さ
れて脱気された復水は、低圧給水ポンプ22を介
して低圧給水加熱器16に送られる。ここで、上
述の通り低圧給水加熱器16により予熱される
か、あるいは低圧給水予熱管15により予熱され
たのち低圧蒸気ドラム17に給水される。低圧蒸
気ドラム17内のボイラ水は缶水循環ポンプ23
を介して低圧ボイラ水加熱管14により強制循環
加熱される。
復水器19により復水され、復水ポンプ20を介
して脱気器21に送られる。脱気器21において
蒸気タービン18の中段からの抽気により加熱さ
れて脱気された復水は、低圧給水ポンプ22を介
して低圧給水加熱器16に送られる。ここで、上
述の通り低圧給水加熱器16により予熱される
か、あるいは低圧給水予熱管15により予熱され
たのち低圧蒸気ドラム17に給水される。低圧蒸
気ドラム17内のボイラ水は缶水循環ポンプ23
を介して低圧ボイラ水加熱管14により強制循環
加熱される。
低圧蒸気ドラム17で発生された低圧発生蒸気
は、低圧蒸気加熱管13により加熱されたのち配
管24を通じて蒸気タービン18の中段に投入さ
れる。一方、低圧蒸気ドラム17のボイラ水は高
圧給水ポンプ25を介して高圧給水予熱管12に
送られて加熱され、高圧蒸気ドラム26に給水さ
れる。高圧蒸気ドラム26のボイラ水は缶水循環
ポンプ27により、高圧ボイラ水加熱管11に送
られて強制循環加熱される。
は、低圧蒸気加熱管13により加熱されたのち配
管24を通じて蒸気タービン18の中段に投入さ
れる。一方、低圧蒸気ドラム17のボイラ水は高
圧給水ポンプ25を介して高圧給水予熱管12に
送られて加熱され、高圧蒸気ドラム26に給水さ
れる。高圧蒸気ドラム26のボイラ水は缶水循環
ポンプ27により、高圧ボイラ水加熱管11に送
られて強制循環加熱される。
高圧蒸気ドラム26で発生した高圧蒸気は高圧
蒸気加熱管10により加熱されたのち蒸気タービ
ン18の高圧段に投入され、所定の仕事をする。
その仕事が発電機28により電力に変換されて出
力されることとなる。
蒸気加熱管10により加熱されたのち蒸気タービ
ン18の高圧段に投入され、所定の仕事をする。
その仕事が発電機28により電力に変換されて出
力されることとなる。
以上のようなガスタービンの廃熱回収方式の発
電プラントにおいて、クリーンガス(天然ガス
等)な排ガスの顕熱回収の際、ダーテイガス(重
油等)に比べ廃熱回収ボイラ7内のガス出口温度
の制限がない。このことは廃熱回収の点では有利
であるものの、上記従来のように低圧給水加熱器
16あるいは低圧給水予熱管15を設けてボイラ
給水温度を上げても回収熱量は増大せず、また設
けなければサイクル効率は上らない。このような
ことから、クリーンガスであつても必ずしも回収
熱量を増大(すなわち、廃熱回収ボイラ7の出口
ガス温度を下げる)しても発電出力の増大に結び
つかないことがあつた。
電プラントにおいて、クリーンガス(天然ガス
等)な排ガスの顕熱回収の際、ダーテイガス(重
油等)に比べ廃熱回収ボイラ7内のガス出口温度
の制限がない。このことは廃熱回収の点では有利
であるものの、上記従来のように低圧給水加熱器
16あるいは低圧給水予熱管15を設けてボイラ
給水温度を上げても回収熱量は増大せず、また設
けなければサイクル効率は上らない。このような
ことから、クリーンガスであつても必ずしも回収
熱量を増大(すなわち、廃熱回収ボイラ7の出口
ガス温度を下げる)しても発電出力の増大に結び
つかないことがあつた。
そこで、本発明はクリーンガスを使用するガス
タービンの排ガスからの廃熱回収量を増大して発
電出力を増大しうる発電プラントを提供すること
を目的とする。
タービンの排ガスからの廃熱回収量を増大して発
電出力を増大しうる発電プラントを提供すること
を目的とする。
廃熱回収発電プラントは、火力発電等のように
燃料を燃やして蒸気を得るボイラとは違い、所定
の顕熱を有したガスタービンからの排ガスを熱源
として廃熱回収ボイラに導き、その排ガスを流路
に沿つた温度降下に応じたサイクルで構成され
る。そのために、廃熱の保有する熱エネルギーを
機械的仕事に変換する場合のエクセルギー(機械
的有効仕事)の考え方を導入し、温度が高い所は
低い所に比べてエクセルギーが高い点に着目して
高、低の2段階のランキンサイクルで構成される
廃熱回収発電プラントの高温(高圧)側のシステ
ムでの発生蒸気量を増大させればよいことがわか
る。
燃料を燃やして蒸気を得るボイラとは違い、所定
の顕熱を有したガスタービンからの排ガスを熱源
として廃熱回収ボイラに導き、その排ガスを流路
に沿つた温度降下に応じたサイクルで構成され
る。そのために、廃熱の保有する熱エネルギーを
機械的仕事に変換する場合のエクセルギー(機械
的有効仕事)の考え方を導入し、温度が高い所は
低い所に比べてエクセルギーが高い点に着目して
高、低の2段階のランキンサイクルで構成される
廃熱回収発電プラントの高温(高圧)側のシステ
ムでの発生蒸気量を増大させればよいことがわか
る。
そこで、本発明は蒸気タービンの高圧段におけ
る所定の抽気点から高温高圧蒸気を抽気し、この
タービン抽気を加熱源とする高圧給水加熱器によ
り低圧蒸気ドラムから高圧蒸気ドラムへの給水を
加熱するように成し、前記高圧給水加熱器内に生
じたドレンを廃熱回収ボイラ内の所定温度域に設
けられた加熱管に送つて気化させ、その過熱蒸気
を前記抽気点よりも高圧のタービンの段落に投入
するように配管した点に特徴を有する。
る所定の抽気点から高温高圧蒸気を抽気し、この
タービン抽気を加熱源とする高圧給水加熱器によ
り低圧蒸気ドラムから高圧蒸気ドラムへの給水を
加熱するように成し、前記高圧給水加熱器内に生
じたドレンを廃熱回収ボイラ内の所定温度域に設
けられた加熱管に送つて気化させ、その過熱蒸気
を前記抽気点よりも高圧のタービンの段落に投入
するように配管した点に特徴を有する。
以下、本発明による発電プラントの実施例につ
いて図面に基づき説明する。
いて図面に基づき説明する。
第2図に本発明による実施例を示す。第2図に
おいて第1図と重複する部分には同一の符号を附
し説明を省略する。第2図において、高圧給水ポ
ンプ25から高圧蒸気ドラム26への配管100
の途中には高圧給水加熱器101が設けられてい
る。この高圧給水加熱器101は蒸気タービン1
8の高圧段における所定の抽気点Aから抽気した
タービン蒸気の保有する熱を熱源として高圧蒸気
ドラム26への給水を加熱するものである。高圧
給水加熱器101内に生じたドレン102はドレ
ン移送ポンプ103を介して加熱器104に送ら
れて気化され、気液分離器105に送られる。こ
こに気液分離器105を設けたのは蒸気タービン
18内に水分を含んだ蒸気が混入するのを防止す
るためである。気液分離器105を出た蒸気は先
の抽気点Aよりも高圧側の抽気点Bに配管108
を通じて投入される。一方、気液分離器105に
生じたドレン106は配管107を通じて高圧給
水加熱器101からのドレン102と合流され、
ドレン移送ポンプ103により循環される。
おいて第1図と重複する部分には同一の符号を附
し説明を省略する。第2図において、高圧給水ポ
ンプ25から高圧蒸気ドラム26への配管100
の途中には高圧給水加熱器101が設けられてい
る。この高圧給水加熱器101は蒸気タービン1
8の高圧段における所定の抽気点Aから抽気した
タービン蒸気の保有する熱を熱源として高圧蒸気
ドラム26への給水を加熱するものである。高圧
給水加熱器101内に生じたドレン102はドレ
ン移送ポンプ103を介して加熱器104に送ら
れて気化され、気液分離器105に送られる。こ
こに気液分離器105を設けたのは蒸気タービン
18内に水分を含んだ蒸気が混入するのを防止す
るためである。気液分離器105を出た蒸気は先
の抽気点Aよりも高圧側の抽気点Bに配管108
を通じて投入される。一方、気液分離器105に
生じたドレン106は配管107を通じて高圧給
水加熱器101からのドレン102と合流され、
ドレン移送ポンプ103により循環される。
このように、高圧蒸気ドラム26への給水を高
圧給水加熱器101においてタービン抽気の保有
熱により加熱する。一方では、高圧給水加熱器1
01のドレン102を廃熱回収ボイラ7内の加熱
管104により気化して高温高圧蒸気を作り、気
液分離したのち(通常は過熱蒸気が通過する)高
圧段の抽気点Bに投入することにより、高圧側シ
ステム9での蒸気発生量を増大することができ、
したがつて廃熱回収ボイラ7内の高温度域のエネ
ルギーを有効に機械的エネルギーに変換すること
が可能となる。
圧給水加熱器101においてタービン抽気の保有
熱により加熱する。一方では、高圧給水加熱器1
01のドレン102を廃熱回収ボイラ7内の加熱
管104により気化して高温高圧蒸気を作り、気
液分離したのち(通常は過熱蒸気が通過する)高
圧段の抽気点Bに投入することにより、高圧側シ
ステム9での蒸気発生量を増大することができ、
したがつて廃熱回収ボイラ7内の高温度域のエネ
ルギーを有効に機械的エネルギーに変換すること
が可能となる。
第3図に従来の場合X(破線)と本発明Y(実
線)の廃熱回収ボイラ内の熱流線図を示す。ここ
に、Tiは廃熱回収ボイラの入口排ガス温度、To
は従来の場合の出口排ガス温度、To′は本発明の
場合の出口排ガス温度、Tnは高圧蒸気ドラムの
入口蒸気温度、TLは低圧蒸気ドラムの出口蒸気
温度、Trは加熱管104による再熱蒸気温度を
それぞれ示している。この第3図からわかるよう
に、本発明の場合の温度降下線Xの勾配が急であ
り、したがつて出口温度To′とToの相対比較で
も本発明の方が廃熱回収率がよい。また、直線
X,Yは加熱側としての廃熱回収ボイラの温度降
下を示すものであるのに対し、直線Zは被加熱側
としての蒸気ドラム等の温度降下線を示すもので
ある。この直線Z中のZ1の部分は従来の場合(破
線)が急勾配で低下するのに対し、本発明によれ
ば(実線)低下しないことを示しており、したが
つて回収エクセルギー量が多いことを示してい
る。
線)の廃熱回収ボイラ内の熱流線図を示す。ここ
に、Tiは廃熱回収ボイラの入口排ガス温度、To
は従来の場合の出口排ガス温度、To′は本発明の
場合の出口排ガス温度、Tnは高圧蒸気ドラムの
入口蒸気温度、TLは低圧蒸気ドラムの出口蒸気
温度、Trは加熱管104による再熱蒸気温度を
それぞれ示している。この第3図からわかるよう
に、本発明の場合の温度降下線Xの勾配が急であ
り、したがつて出口温度To′とToの相対比較で
も本発明の方が廃熱回収率がよい。また、直線
X,Yは加熱側としての廃熱回収ボイラの温度降
下を示すものであるのに対し、直線Zは被加熱側
としての蒸気ドラム等の温度降下線を示すもので
ある。この直線Z中のZ1の部分は従来の場合(破
線)が急勾配で低下するのに対し、本発明によれ
ば(実線)低下しないことを示しており、したが
つて回収エクセルギー量が多いことを示してい
る。
以上の実施例ではガスタービンの排ガスの廃熱
回収発電プラントの場合について説明したが、一
般の火力発電プラント等における再生再熱サイク
ル等に適用することが可能であることはいうまで
もない。
回収発電プラントの場合について説明したが、一
般の火力発電プラント等における再生再熱サイク
ル等に適用することが可能であることはいうまで
もない。
以上の通り、本発明によれば、蒸気タービンの
高圧段における所定の抽気点から高温高圧蒸気を
抽気し、このタービン抽気を加熱源として高圧給
水加熱器により低圧蒸気ドラムから高圧蒸気ドラ
ムへの給水を加熱し、一方では、高圧給水加熱器
内に生じたドレンを廃熱回収ボイラ内に設けられ
た加熱器により気化して過熱高圧蒸気を作り前記
抽気点よりも高圧のタービンの段落に投入するよ
うにしたことにより、高温側の発電システムの発
生蒸気量を増すことができ、それによつて発電出
力の増大を図ることができる。
高圧段における所定の抽気点から高温高圧蒸気を
抽気し、このタービン抽気を加熱源として高圧給
水加熱器により低圧蒸気ドラムから高圧蒸気ドラ
ムへの給水を加熱し、一方では、高圧給水加熱器
内に生じたドレンを廃熱回収ボイラ内に設けられ
た加熱器により気化して過熱高圧蒸気を作り前記
抽気点よりも高圧のタービンの段落に投入するよ
うにしたことにより、高温側の発電システムの発
生蒸気量を増すことができ、それによつて発電出
力の増大を図ることができる。
第1図は従来のガスタービン複合サイクル廃熱
回収プラントの系統図、第2図は本発明による発
電プラントの実施例を示す系統図、第3図は本発
明と従来の場合の廃熱回収状態を示す熱流線図で
ある。 1……燃焼用空気、2……コンプレツサ、3…
…燃焼器、4……燃料、5……ガスタービン、6
……排ガス、7……廃熱回収ボイラ、8……高温
側システム、9……低温側システム、10……高
圧蒸気加熱管、17……低圧蒸気ドラム、18…
…蒸気タービン、19……復水器、25……高圧
給水ポンプ、26……高圧蒸気ドラム、28……
発電機、101……高圧給水加熱器、102……
ドレン、104……加熱管、108……配管、A
……抽気点、B……高圧側抽気点、To……廃熱
回収ボイラの出口排ガス温度(従来)、To′……
廃熱回収ボイラの出口排ガス温度(本発明)。
回収プラントの系統図、第2図は本発明による発
電プラントの実施例を示す系統図、第3図は本発
明と従来の場合の廃熱回収状態を示す熱流線図で
ある。 1……燃焼用空気、2……コンプレツサ、3…
…燃焼器、4……燃料、5……ガスタービン、6
……排ガス、7……廃熱回収ボイラ、8……高温
側システム、9……低温側システム、10……高
圧蒸気加熱管、17……低圧蒸気ドラム、18…
…蒸気タービン、19……復水器、25……高圧
給水ポンプ、26……高圧蒸気ドラム、28……
発電機、101……高圧給水加熱器、102……
ドレン、104……加熱管、108……配管、A
……抽気点、B……高圧側抽気点、To……廃熱
回収ボイラの出口排ガス温度(従来)、To′……
廃熱回収ボイラの出口排ガス温度(本発明)。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 高圧蒸気ドラムからの高圧発生蒸気を廃熱回
収ボイラ内の高温域を経由して加熱した後蒸気タ
ービンの高圧段に供給するようにした高温側廃熱
回収発電システムと、 前記蒸気タービンの排気を復水し、その復水か
ら前記高圧発生蒸気より相対的に低圧の発生蒸気
を低圧蒸気ドラムから発生させ、その低圧発生蒸
気を前記廃熱回収ボイラ内の低温域を経由して加
熱した後蒸気タービンの低圧段に供給するととも
に、低圧蒸気ドラム内のボイラ水を前記高圧蒸気
ドラムに供給するようにした低温側廃熱回収発電
システムと、を備えた複合サイクル廃熱回収発電
プラントにおいて、 前記蒸気タービンの高圧段における所定の抽気
点から抽気した高圧蒸気を加熱源として前記低圧
蒸気ドラムから高圧蒸気ドラムへの給水を加熱す
る高圧給水加熱器と、前記高圧給水加熱器内に生
じたドレンを加熱して気化するために前記廃熱回
収ボイラ内の所定温度域に設けられた加熱管と、
前記気化蒸気を前記蒸気タービンの抽気点よりも
高圧の段落に供給する配管系と、を備えたことを
特徴とする複合サイクル廃熱回収発電プラント。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24928783A JPS60138213A (ja) | 1983-12-26 | 1983-12-26 | 複合サイクル廃熱回収発電プラント |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24928783A JPS60138213A (ja) | 1983-12-26 | 1983-12-26 | 複合サイクル廃熱回収発電プラント |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60138213A JPS60138213A (ja) | 1985-07-22 |
JPS6365807B2 true JPS6365807B2 (ja) | 1988-12-16 |
Family
ID=17190720
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP24928783A Granted JPS60138213A (ja) | 1983-12-26 | 1983-12-26 | 複合サイクル廃熱回収発電プラント |
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JP (1) | JPS60138213A (ja) |
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ES2298807T3 (es) * | 2004-01-20 | 2008-05-16 | Siemens Aktiengesellschaft | Procedimiento y dispositivo para el tratamiento de agua impurificada. |
CN106050337A (zh) * | 2016-07-29 | 2016-10-26 | 南京电力设备质量性能检验中心 | 一种提高汽轮机组中低负荷给水温度的方法及装置 |
CN106642053B (zh) * | 2016-11-29 | 2020-02-14 | 中冶南方都市环保工程技术股份有限公司 | 采用低热值煤气进行发电的*** |
-
1983
- 1983-12-26 JP JP24928783A patent/JPS60138213A/ja active Granted
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Also Published As
Publication number | Publication date |
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JPS60138213A (ja) | 1985-07-22 |
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