本发明专利技术提供从150℃以下的低温排气回收利用热，用于增加汽轮机发电来提高热利用效率的发电设备。在发电设备中，具备通过热介质和水进行换热的换热器（61、62）和对汽轮机（41）的真空级供给蒸汽的真空闪蒸器（63），向换热器（61、62）供给热介质而生成具有超过真空级的真空下的水沸点温度的水流体，将其供给到真空闪蒸器（63）在真空级的真空下产生蒸汽，并将该蒸气投入汽轮机（41）的真空级，基于此来增加发电量。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及与以往相比更活用低温热源来增加发电量的汽轮机发电系统(发电设备)。
技术介绍
在水泥窑、炼钢厂、金属精炼厂、化工厂、垃圾焚烧炉、地热发电站等、产生余热等比较低温的热的设施中，具备将排气等的热用余热锅炉等回收或用生成的蒸汽驱动汽轮机来发电的汽轮机发电设备，以实现能量资源(能源)的有效活用。在专利文献I中，记载了利用水泥烧结设备(plant)的余热的发电系统。在水泥烧结设备中，例如，从悬挂预热器(以下也简称为“预热器”或“PH”)大量放出30(T400°C的排气，另外从气淬冷却器(以下也简称为“淬火冷却器”或“AQC”)大量放出大约25(T300°C的排气。这些来自于PH的排气和来自于AQC的排气，与设备的运转状况相应地，温度和/或余热量大不相同。特别地，来自于AQC的排气温度反复发生周期性的大幅变化。在现有的水泥烧结设备余热回收发电系统中，例如，设置以PH的排气为热媒的PH锅炉和以AQC的排气为热媒的AQC锅炉，由两锅炉产生高压蒸汽并将其投入汽轮机的高压级，另外将用闪蒸器(flasher)对在AQC锅炉的加热器部得到的剩余热水进行气液分离而产生的低压蒸汽投入低压级，并驱动汽轮机。AQC锅炉的加热器部的排气出口温度约为IOO0C，而PH锅炉的排气出口温度为20(T250°C。但是，在设置AQC锅炉后的水泥烧结设备中，存在来自于AQC低温部的排气和/或余热回收后的排气等更低温的热源，但是，就来自于低温热源的低温介质而言，难以生成能够供给到汽轮机的适当级的蒸汽，没有成为热回收的对象。即使在炼钢厂的烧结冷却器中，也使用了对25(T450°C的高温排气进行余热回收的发电系统，而烧结冷却器的低温侧排气的余热仍没有成为回收对象。这样，以往，例如关于工厂中的150°C以下的低温热源，难以生成能够供给到汽轮机的蒸汽，没有成为利用对象。但是，近来还出现了环境问题、节约费用、特别是以东日本大地震为契机要求选择安全发电方法等情况，要求更高度的余热利用，期望也从在工厂等产生的更低温的排气等高效地进行热利用。作为从低温热源进行热回收而得到电力的方法，有例如如专利文献2所公开那样的双循环发电系统。双循环发电系统是闭合的兰金循环式涡轮发电系统，其以戊烷和/或三氟乙醇等沸点比水低的介质作为工作介质，使用通过来自于低温热源的热而蒸发的介质蒸汽来驱动汽轮机发电，能够从以往无法利用的低温的蒸汽和/或热水进行热回收。但是，双循环发电系统是适于低温热源的发电系统，在高温热源共存的状况下，在具备使用高温蒸汽的高效汽轮机系统的基础上还要追加使用高价的热介质的双循环用的汽轮机系统，从性价比的观点来看也不能令人满足。现有技术文献专利文献1:特开2008 - 157183号公报专利文献2:特开2004 - 353571号公报
技术实现思路
因此，本专利技术要解决的课题是提供能够活用现有汽轮机发电设备的构成、不施以大的变化且廉价地从低温热源进行更高度的热利用的发电设备。本专利技术的发电设备，向汽轮机供给具有大气压以上的压力的高温水蒸汽来发电，其特征在于，还具备与汽轮机的真空级连接的真空闪蒸器，将向真空闪蒸器供给温水并进行闪蒸而生成的大气压以下的水蒸汽投入汽轮机的真空级。也可以，还具备加热器，该加热器利用设备等的低温热源供给的热媒进行加热而生成温水，并将该温水供给到真空闪蒸器。也可以，使用换热器作为加热器，将具有150°C以下常温以上的温度的水或气体等热媒作为加热侧流体供给到换热器，生成供给至真空闪蒸器的温水。只要以大气压以下的真空产生水蒸汽即可，所以供给到换热器的加热侧流体也可以是150°C以下的温度。本专利技术的发电设备，将来自于低温热源的低温热媒与工作介质的水进行换热而生成100°C以下的温水，将该温水供给到真空闪蒸器在真空下闪蒸而生成水蒸汽，将该蒸汽供给到汽轮机的真空级，基于此增大汽轮机输出，因此能够有效地利用低温热源。本专利技术的发电设备，能够通过对现有的发电设备增设真空闪蒸器或还增设加热器来构成。作为工作介质，不是在双循环发电系统中使用的高价热介质，而能够使用廉价且具有优良热媒特性的水，因此能够抑制制造成本和运转成本。特别是在发电设备已存在的情况下，追加投资很小即可，很经济。此外，如果将换热器设置于低温热源附近并将真空闪蒸器设置于汽轮机附近，则用热输送能力高的水来传递排气等余热，在汽轮机附近成为蒸汽而进行供给，所以能够用比较细的配管来进行两者之间的热能输送，能够抑制设备费用。在将本专利技术的发电设备适用于水泥烧结设备的情况下，作为导入换热器的低温介质，能够利用:由水泥烧结设备中的悬挂预热器(PH)产生而由PH锅炉进行热回收后的低温排气、由气淬冷却器(AQC)产生而由AQC锅炉进行热回收后的低温排气，以及从AQC的低温部排出的排气等。根据本专利技术的发电设备，利用以水为工作介质的汽轮机发电装置，除来自于高温热源的热回收外、还有效地回收从低温热源放出的热能，能够经济地进行高效的热利用。附图说明图1是本专利技术的一个实施例涉及的发电设备的框图。图2是表示适用本实施例的余热回收发电设备的例子的框图。图3是表示适用本实施例的水泥烧结设备的排气处理设备的框图。图4是本专利技术的另一实施例涉及的发电设备的框图。图5是本专利技术的又一实施例涉及的发电设备的框图。具体实施例方式下面使用实施例来详细说明本专利技术的发电设备。实施例1图1是第一实施例的发电设备的框图，图2是适用本实施例的余热回收发电设备的框图，图3是适用本实施例的水泥烧结设备的排气处理设备的框图。此外，在附图中，有时对表示相同功能的部件标注相同的附图标记而省略说明。如图1所示，本实施例的发电设备表示将本专利技术的发电设备适用于图3所示的水泥烧结设备的排气处理设备的例子。在图3所示的水泥烧结设备中，从窑I的预热器(PH)2产生30(T40(TC的排气，该排气在原料粉碎工序6的原料碾磨机7中用于将原料预热后，通过电力集尘机(EP)IO从烟囱12被放出到大气中。另外，从窑I的淬火冷却器(AQC) 3开始，如果没有途中的抽取，将产生平均温度为25(T300°C的尾气。另一方面，在本实施例中，如后述那样，在AQC3产生的尾气中从高温区域抽取360°左右的气体，由AQC锅炉31热回收。而且，剩余的尾气作为110°C左右的尾气从AQC3被排出。由AQC31进行热回收后的排气和从AQC3排出的尾气合流，经由电力集尘机(EP) 16从烟囱18被放出到大气中。此外，图中，附图标记5、9、11、17表示风扇，附图标记8表示旋风分离器，附图标记14表示除尘槽。这样，从水泥烧结设备，大量的热被排气输送而被放弃。因此，以往，基于装备例如图2所示那样的余热回收发电设备，从高温的排气回收了大部分余热。图2所示的现有技术的余热回收发电设备适用于某一条件下的水泥烧结设备的排气处理设备，其具备以PH的排气为加热介质的PH锅炉21和以来自AQC的高温部的排气为加热介质的AQC锅炉31，还具备从AQC31接受温水的供给而进行气水分离的闪蒸器51。而且，使在PH锅炉21和AQC锅炉31产生的高压蒸汽投入汽轮机41的高压级、使在闪蒸器51产生的低压蒸汽投入汽轮机41的低压级而驱动汽轮机41，使用发电机42将余热的能量作为电力高效地回收。在PH锅炉21，在内部设置有过热器本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种发电设备，向汽轮机供给具有大气压以上的压力的高温水蒸汽来发电，其特征在于，还具备与该汽轮机的真空级连接的真空闪蒸器，将向该真空闪蒸器供给温水进行闪蒸而生成的大气压以下的水蒸汽投入所述汽轮机的真空级。
【技术特征摘要】
2011.10.28 JP 237185/20111.一种发电设备，向汽轮机供给具有大气压以上的压力的高温水蒸汽来发电，其特征在于， 还具备与该汽轮机的真空级连接的真空闪蒸器， 将向该真空闪蒸器供给温水进行闪蒸而生成的大气压以下的水蒸汽投入所述汽轮机的真空级。2.根据权利要求1所述的发电设备，其特征在于， 还具备加热器， 该加热器利用低温热源供给的热媒进行加热，生成供给至所述真空闪蒸器的温水。3.根据权利要求2所述的发电设备，其特征在于， 所述加热器是换热器， 所述换热器将从所述低温热源供给的、具有150°C以下常温以上的温度的热媒用作加热侧流体，生成供给至所述真空闪蒸器的温水。4.根据权利要求3所述的发电设备，其特征在于， 作为所述换热器的加热侧流体使用的热媒包括:由水泥烧结设备中的悬挂预热器(PH)产生而由PH锅炉进行热回收后的排气、由气淬冷却器(AQC)产生而由AQC锅炉进行热回收后的排气或由AQC的低温部产生的排气中的任一种。5.根据权利要求2所述的发电设备，其特征在于， 所述发电设备还具备:PH锅炉，其利用由水泥烧结设备中的悬挂预热器(PH)产生的排气生成高压蒸汽；和AQC锅炉，其利用由水泥烧结设备中的气淬冷却器(AQC)产生的排气生成高压蒸汽， 所述汽轮机还具有高压级，该高压级被供给由所述PH锅炉生成的高压蒸汽及由所述AQC锅炉生成的高压蒸汽， 所述加热器包括:PH换热器，其将由所述PH锅炉进行热回收后的排气作为加热侧流体使用而生成供给至所述真空闪蒸器的温水；和AQC换热器，其将由所述AQC锅炉进行热回收后的排气作为加热侧流体使用而生成供给至所述真空闪蒸器的温水。6.根据权利要求5所述的发电设备，其特征在于， 从所述真空闪蒸器到所述汽轮机的配管，比从所述PH换热器到所述真空...
【专利技术属性】
技术研发人员：反田克史，井野辰夫，高桥良寿，
申请(专利权)人：川崎重工业株式会社，
类型：发明
国别省市：
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