專利名稱：發(fā)電設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及與以往相比更活用低溫熱源來增加發(fā)電量的汽輪機發(fā)電系統(tǒng)(發(fā)電設(shè)備)。
背景技術(shù)：
在水泥窯、煉鋼廠、金屬精煉廠、化工廠、垃圾焚燒爐、地熱發(fā)電站等、產(chǎn)生余熱等比較低溫的熱的設(shè)施中，具備將排氣等的熱用余熱鍋爐等回收或用生成的蒸汽驅(qū)動汽輪機來發(fā)電的汽輪機發(fā)電設(shè)備，以實現(xiàn)能量資源(能源)的有效活用。在專利文獻I中，記載了利用水泥燒結(jié)設(shè)備(plant)的余熱的發(fā)電系統(tǒng)。在水泥燒結(jié)設(shè)備中，例如，從懸掛預(yù)熱器(以下也簡稱為“預(yù)熱器”或“PH”)大量放出30(T400°C的排氣，另外從氣淬冷卻器(以下也簡稱為“淬火冷卻器”或“AQC”)大量放出大約25(T300°C的排氣。這些來自于PH的排氣和來自于AQC的排氣，與設(shè)備的運轉(zhuǎn)狀況相應(yīng)地，溫度和/或余熱量大不相同。特別地，來自于AQC的排氣溫度反復(fù)發(fā)生周期性的大幅變化。在現(xiàn)有的水泥燒結(jié)設(shè)備余熱回收發(fā)電系統(tǒng)中，例如，設(shè)置以PH的排氣為熱媒的PH鍋爐和以AQC的排氣為熱媒的AQC鍋爐，由兩鍋爐產(chǎn)生高壓蒸汽并將其投入汽輪機的高壓級，另外將用閃蒸器(flasher)對在AQC鍋爐的加熱器部得到的剩余熱水進行氣液分離而產(chǎn)生的低壓蒸汽投入低壓級，并驅(qū)動汽輪機。AQC鍋爐的加熱器部的排氣出口溫度約為IOO0C，而PH鍋爐的排氣出口溫度為20(T250°C。但是，在設(shè)置AQC鍋爐后的水泥燒結(jié)設(shè)備中，存在來自于AQC低溫部的排氣和/或余熱回收后的排氣等更低溫的熱源，但是，就來自于低溫熱源的低溫介質(zhì)而言，難以生成能夠供給到汽輪機的適當級的蒸汽，沒有成為熱回收的對象。即使在煉鋼廠的燒結(jié)冷卻器中，也使用了對25(T450°C的高溫排氣進行余熱回收的發(fā)電系統(tǒng)，而燒結(jié)冷卻器的低溫側(cè)排氣的余熱仍沒有成為回收對象。這樣，以往，例如關(guān)于工廠中的150°C以下的低溫熱源，難以生成能夠供給到汽輪機的蒸汽，沒有成為利用對象。但是，近來還出現(xiàn)了環(huán)境問題、節(jié)約費用、特別是以東日本大地震為契機要求選擇安全發(fā)電方法等情況，要求更高度的余熱利用，期望也從在工廠等產(chǎn)生的更低溫的排氣等高效地進行熱利用。作為從低溫熱源進行熱回收而得到電力的方法，有例如如專利文獻2所公開那樣的雙循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)。雙循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)是閉合的蘭金循環(huán)式渦輪發(fā)電系統(tǒng)，其以戊烷和/或三氟乙醇等沸點比水低的介質(zhì)作為工作介質(zhì)，使用通過來自于低溫熱源的熱而蒸發(fā)的介質(zhì)蒸汽來驅(qū)動汽輪機發(fā)電，能夠從以往無法利用的低溫的蒸汽和/或熱水進行熱回收。但是，雙循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)是適于低溫熱源的發(fā)電系統(tǒng)，在高溫熱源共存的狀況下，在具備使用高溫蒸汽的高效汽輪機系統(tǒng)的基礎(chǔ)上還要追加使用高價的熱介質(zhì)的雙循環(huán)用的汽輪機系統(tǒng)，從性價比的觀點來看也不能令人滿足。
現(xiàn)有技術(shù)文獻專利文獻1:特開2008 - 157183號公報專利文獻2:特開2004 - 353571號公報

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明要解決的課題是提供能夠活用現(xiàn)有汽輪機發(fā)電設(shè)備的構(gòu)成、不施以大的變化且廉價地從低溫熱源進行更高度的熱利用的發(fā)電設(shè)備。本發(fā)明的發(fā)電設(shè)備，向汽輪機供給具有大氣壓以上的壓力的高溫水蒸汽來發(fā)電，其特征在于，還具備與汽輪機的真空級連接的真空閃蒸器，將向真空閃蒸器供給溫水并進行閃蒸而生成的大氣壓以下的水蒸汽投入汽輪機的真空級。也可以，還具備加熱器，該加熱器利用設(shè)備等的低溫熱源供給的熱媒進行加熱而生成溫水，并將該溫水供給到真空閃蒸器。也可以，使用換熱器作為加熱器，將具有150°C以下常溫以上的溫度的水或氣體等熱媒作為加熱側(cè)流體供給到換熱器，生成供給至真空閃蒸器的溫水。只要以大氣壓以下的真空產(chǎn)生水蒸汽即可，所以供給到換熱器的加熱側(cè)流體也可以是150°C以下的溫度。本發(fā)明的發(fā)電設(shè)備，將來自于低溫熱源的低溫熱媒與工作介質(zhì)的水進行換熱而生成100°C以下的溫水，將該溫水供給到真空閃蒸器在真空下閃蒸而生成水蒸汽，將該蒸汽供給到汽輪機的真空級，基于此增大汽輪機輸出，因此能夠有效地利用低溫熱源。本發(fā)明的發(fā)電設(shè)備，能夠通過對現(xiàn)有的發(fā)電設(shè)備增設(shè)真空閃蒸器或還增設(shè)加熱器來構(gòu)成。作為工作介質(zhì)，不是在雙循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)中使用的高價熱介質(zhì)，而能夠使用廉價且具有優(yōu)良熱媒特性的水，因此能夠抑制制造成本和運轉(zhuǎn)成本。特別是在發(fā)電設(shè)備已存在的情況下，追加投資很小即可，很經(jīng)濟。此外，如果將換熱器設(shè)置于低溫熱源附近并將真空閃蒸器設(shè)置于汽輪機附近，則用熱輸送能力高的水來傳遞排氣等余熱，在汽輪機附近成為蒸汽而進行供給，所以能夠用比較細的配管來進行兩者之間的熱能輸送，能夠抑制設(shè)備費用。在將本發(fā)明的發(fā)電設(shè)備適用于水泥燒結(jié)設(shè)備的情況下，作為導(dǎo)入換熱器的低溫介質(zhì)，能夠利用:由水泥燒結(jié)設(shè)備中的懸掛預(yù)熱器(PH)產(chǎn)生而由PH鍋爐進行熱回收后的低溫排氣、由氣淬冷卻器(AQC)產(chǎn)生而由AQC鍋爐進行熱回收后的低溫排氣，以及從AQC的低溫部排出的排氣等。根據(jù)本發(fā)明的發(fā)電設(shè)備，利用以水為工作介質(zhì)的汽輪機發(fā)電裝置，除來自于高溫熱源的熱回收外、還有效地回收從低溫熱源放出的熱能，能夠經(jīng)濟地進行高效的熱利用。


圖1是本發(fā)明的一個實施例涉及的發(fā)電設(shè)備的框圖。圖2是表示適用本實施例的余熱回收發(fā)電設(shè)備的例子的框圖。圖3是表示適用本實施例的水泥燒結(jié)設(shè)備的排氣處理設(shè)備的框圖。圖4是本發(fā)明的另一實施例涉及的發(fā)電設(shè)備的框圖。圖5是本發(fā)明的又一實施例涉及的發(fā)電設(shè)備的框圖。
具體實施例方式下面使用實施例來詳細說明本發(fā)明的發(fā)電設(shè)備。實施例1圖1是第一實施例的發(fā)電設(shè)備的框圖，圖2是適用本實施例的余熱回收發(fā)電設(shè)備的框圖，圖3是適用本實施例的水泥燒結(jié)設(shè)備的排氣處理設(shè)備的框圖。此外，在附圖中，有時對表示相同功能的部件標注相同的附圖標記而省略說明。如圖1所示，本實施例的發(fā)電設(shè)備表示將本發(fā)明的發(fā)電設(shè)備適用于圖3所示的水泥燒結(jié)設(shè)備的排氣處理設(shè)備的例子。在圖3所示的水泥燒結(jié)設(shè)備中，從窯I的預(yù)熱器(PH)2產(chǎn)生30(T40(TC的排氣，該排氣在原料粉碎工序6的原料碾磨機7中用于將原料預(yù)熱后，通過電力集塵機(EP)IO從煙囪12被放出到大氣中。另外，從窯I的淬火冷卻器(AQC) 3開始，如果沒有途中的抽取，將產(chǎn)生平均溫度為25(T300°C的尾氣。另一方面，在本實施例中，如后述那樣，在AQC3產(chǎn)生的尾氣中從高溫區(qū)域抽取360°左右的氣體，由AQC鍋爐31熱回收。而且，剩余的尾氣作為110°C左右的尾氣從AQC3被排出。由AQC31進行熱回收后的排氣和從AQC3排出的尾氣合流，經(jīng)由電力集塵機(EP) 16從煙囪18被放出到大氣中。此外，圖中，附圖標記5、9、11、17表示風扇，附圖標記8表示旋風分離器，附圖標記14表示除塵槽。這樣，從水泥燒結(jié)設(shè)備，大量的熱被排氣輸送而被放棄。因此，以往，基于裝備例如圖2所示那樣的余熱回收發(fā)電設(shè)備，從高溫的排氣回收了大部分余熱。圖2所示的現(xiàn)有技術(shù)的余熱回收發(fā)電設(shè)備適用于某一條件下的水泥燒結(jié)設(shè)備的排氣處理設(shè)備，其具備以PH的排氣為加熱介質(zhì)的PH鍋爐21和以來自AQC的高溫部的排氣為加熱介質(zhì)的AQC鍋爐31，還具備從AQC31接受溫水的供給而進行氣水分離的閃蒸器51。而且，使在PH鍋爐21和AQC鍋爐31產(chǎn)生的高壓蒸汽投入汽輪機41的高壓級、使在閃蒸器51產(chǎn)生的低壓蒸汽投入汽輪機41的低壓級而驅(qū)動汽輪機41，使用發(fā)電機42將余熱的能量作為電力高效地回收。在PH鍋爐21，在內(nèi)部設(shè)置有過熱器22和蒸發(fā)器23，在外部設(shè)置有汽水鼓24、泵25和調(diào)節(jié)閥26。將來自于PH的溫度325°C、流量389000Nm3/h的排氣作為加熱側(cè)流體供給到PH鍋爐21。汽水鼓24的水由泵25供給到蒸發(fā)器23，并成為含有蒸汽的混合水而回到汽水鼓24、分離為蒸汽和熱水。汽水鼓24的蒸汽在過熱器22成為過熱蒸汽，被供給到配管27。調(diào)節(jié)閥26調(diào)節(jié)供給水量以確保汽水鼓24的水頭。如圖3所示，從PH鍋爐21排出的排氣用作在原料粉碎工序6中預(yù)熱原料的熱源之后，通過電力集塵機10從煙囪12被放出到大氣中。在AQC鍋爐31，在內(nèi)部設(shè)有過熱器32、蒸發(fā)器33、預(yù)熱器34，在外部設(shè)有汽水鼓35和調(diào)節(jié)閥36。在AQC產(chǎn)生的尾氣中從高溫區(qū)域以206250Nm3/h抽取平均360°C的排氣，將其作為加熱側(cè)流體供給到AQC鍋爐31。從鍋爐供水泵38供給到AQC鍋爐31的溫水由預(yù)熱器34加熱，從而生成熱水。由預(yù)熱器34生成的熱水的一部分經(jīng)由調(diào)節(jié)閥36被供給到汽水鼓35，經(jīng)由蒸發(fā)器33和過熱器32而成為過熱蒸汽，被供給到配管37。此外，由預(yù)熱器34生成的熱水的剩余部分，一部分被供給到PH鍋爐21，其剩余部分被供給到閃蒸器51。配管27的過熱蒸汽和配管37的過熱蒸汽在蒸汽配管28合流，被供給到汽輪機41的聞壓級。
閃蒸器51具備調(diào)節(jié)閥52，經(jīng)由配管53對汽輪機41的低壓級供給將用從AQC鍋爐31供給的熱水在槽內(nèi)閃蒸使其氣液分離而產(chǎn)生的大氣壓以上的蒸汽，將分離出的溫水經(jīng)由配管54與汽輪機41的回水合流，用鍋爐供水泵38使其返回到AQC鍋爐31。汽輪發(fā)電機以汽輪機41和發(fā)電機42為主機而構(gòu)成。汽輪機41由被投入高壓級的高壓蒸汽和被投入低壓級的低壓蒸汽驅(qū)動，驅(qū)動旋轉(zhuǎn)軸彼此經(jīng)由變速機構(gòu)相連的發(fā)電機42而使其產(chǎn)生電力。在該條件下，能夠從發(fā)電機42得到9IOOkW的電力。汽輪機41的末端連接于回水器43。汽輪機41的蒸汽由回水器43冷卻、凝結(jié)而成為低溫的回水，因此汽輪機41的末端部減壓而成為真空狀態(tài)，關(guān)于從汽輪機41的最末級到上游側(cè)的幾級，成為真空狀態(tài)的真空級。此外，汽輪機41的末端部的真空度越高汽輪機輸出越大。在回水器43的冷卻中，使用由冷卻塔46制造且由冷水泵47供給的冷卻水。此外，將取出一部分冷卻水在汽輪機和/或發(fā)電機等的輔機48中使用。使用回水泵44將由回水器43生成的回水經(jīng)由基礎(chǔ)蒸汽回水器45送水至AQC鍋爐31的預(yù)熱器34。汽輪機41的軸封部密封用蒸汽在基礎(chǔ)蒸汽回水器45與汽輪機41的回水換熱而凝結(jié)并被返回到回水器43。另外，補給水能夠從補給水箱49補給到回水器43。但是，如圖3所示，在水泥燒結(jié)設(shè)備中，除了以往也實現(xiàn)了有效回收的從PH2或從AQC3的高溫部放出的比較高溫的排氣之外，還存在難以熱回收的150°C以下的低溫熱源。例如，使用現(xiàn)有方法從PH2的排氣熱回收后的氣體在通過電力集塵機10前后保持100°C的溫度，另外，從AQC3的高溫區(qū)域抽取后剩余的排氣的平均溫度也為110°C左右，另外在從來自于AQC3高溫部的排氣進行熱回收后的氣體合流后、通過電力集塵機16前后的排氣也為90。。。圖1所示的本實施例的發(fā)電設(shè)備是為了進一步回收上述那樣的150°C以下的低溫熱源的熱而對圖2所示的現(xiàn)有技術(shù)涉及的余熱回收發(fā)電設(shè)備附加必要的部件而構(gòu)成的。本發(fā)明的發(fā)電設(shè)備，著眼于在汽輪機存在真空級，基于從溫水生成與該真空相對應(yīng)的水蒸汽而將其投入真空級以助力汽輪機的旋轉(zhuǎn)，能夠不使用高價熱介質(zhì)地增加發(fā)電機輸出。本實施例的上述附加部件，在圖1中如粗線所示，是PH換熱器61、AQC換熱器62、真空閃蒸器63、換熱供水泵64及這些部件所附帶的配管。如圖3所示，PH換熱器61設(shè)置于懸掛預(yù)熱器(PH) 2的排氣處理設(shè)備中的電力集塵機10與煙囪12之間，接受100°C的排氣的供給。而且，PH換熱器61將汽輪機41的回水的一部分加熱，由此回收PH2的排氣的熱。另外，AQC換熱器62設(shè)置于氣淬冷卻器(AQC) 3的排氣處理設(shè)備中的電力集塵機16與煙囪18之間，接受90°C的排氣的供給。而且，AQC換熱器62將汽輪機41的回水的一部分加熱，由此回收AQC3的排氣的熱。由PH換熱器61和AQC換熱器62得到的溫水，被輸送到真空閃蒸器63，在這里以低真空被閃蒸而成為水蒸汽。水蒸汽經(jīng)由蒸汽配管65被投入汽輪機41的真空級，由此使發(fā)電機42的輸出增大。之后，水蒸汽在回水器43回水?；厮谕ㄟ^了基礎(chǔ)蒸汽回水器45后，其一部分回到PH換熱器61與AQC換熱器62的換熱回路，剩余部分被供給到AQC鍋爐31。換熱供水泵64具有使由真空閃蒸器63分離出的溫水和經(jīng)由基礎(chǔ)蒸汽回水器45返回的溫水在換熱回路中循環(huán)的功能。由真空閃蒸器63產(chǎn)生的真空下的蒸汽，相對于汽輪機41的投入級的真空氣氛沒有大的壓力差，因此要求輸送蒸汽的蒸汽配管65是具有大管徑的、盡可能短的配管。另外，作為輸送能量的介質(zhì)，液體比蒸汽優(yōu)良，因此即使延長從PH換熱器61和AQC換熱器62到真空閃蒸器63的溫水配管，通過縮短蒸汽配管65、效率仍會變高。因此，優(yōu)選，真空產(chǎn)生器63配置于汽輪機41的機側(cè)。當用與圖2所示的運轉(zhuǎn)條件相同的條件來研究時，在PH換熱器61中，從電力集塵機10的下游以340000Nm3/h取得100°C的排氣，利用換熱將其冷卻到82°C后使其從煙囪12放出。另一方面，PH換熱器61使從換熱供水泵64供給的73°C的溫水升溫到85°C以供給到真空閃蒸器63。另外，在AQC換熱器62中，從電力集塵機16的下游以200000Nm3/h取得90°C的排氣，利用換熱將其冷卻到82°C而從煙囪18放出。在AQC換熱器62中，能夠使73°C的溫水升溫到80°C以供給到真空閃蒸器63。在真空閃蒸器63，能夠從溫水以4.37t/h生成0.35barA的真空蒸汽，通過蒸汽配管65將其投入到汽輪機41的真空級。這樣，基于使用本實施例的發(fā)電設(shè)備，能夠從現(xiàn)有技術(shù)中無法利用的低溫熱源回收熱能，增加260kW的電力，使余熱回收設(shè)備的輸出變?yōu)?360kW。本實施例的發(fā)電設(shè)備，不使用戊烷和/或三氟乙醇等高價低沸點熱介質(zhì)，而原樣地活用一直以來使用的用水蒸汽的汽輪發(fā)電機的構(gòu)成，利用真空閃蒸器從低溫熱源產(chǎn)生低壓蒸汽并將其投入到適當?shù)恼婵占壱栽黾影l(fā)電量，回收熱能，因此還能夠節(jié)約設(shè)備費用和運轉(zhuǎn)費用，能夠進行性價比優(yōu)良的余熱回收發(fā)電。此外，在已設(shè)置有余熱回收汽輪機發(fā)電裝置的情況下，通過施以微小的改造就能夠從更低溫的熱源進行熱回收。實施例2圖4是本發(fā)明的第二實施例涉及的發(fā)電設(shè)備的框圖。圖中的粗線部分表示與圖2所示的現(xiàn)有技術(shù)的余熱回收發(fā)電設(shè)備不同的部分。在本實施例中，使用與第一實施例的構(gòu)成設(shè)備相同的設(shè)備，但是連接設(shè)備彼此的配管不同。即，當將本實施例的發(fā)電設(shè)備與第一實施例進行對比時，從PH的低溫熱源進行熱回收的PH換熱器61與真空閃蒸器63的關(guān)系沒有變化，但是，從AQC的低溫熱源進行熱回收的AQC換熱器62涉及的配管及真空閃蒸器63涉及的配管不同，因此下面主要對不同點詳細地進行說明。在第一實施例中，回水直接被供給至對高溫熱源進行熱回收的AQC鍋爐31的預(yù)熱器34。而在本實施例的發(fā)電設(shè)備中，如圖4所示，回水是經(jīng)由AQC換熱器62被供給至AQC鍋爐31的預(yù)熱器34的。并且，在本實施例的發(fā)電設(shè)備中，閃蒸器51的分離水被供給至真空閃蒸器63。S卩，汽輪機41的回水的全部被供給到PH換熱器61及AQC換熱器62，通過用AQC換熱器62加熱回水而生成的溫水被供給到AQC鍋爐31的預(yù)熱器34而不是真空閃蒸器63，進而，閃蒸器51的分離水被供給到真空閃蒸器63，沒有直接返回預(yù)熱器34。真空閃蒸器63的分離水在與在回水器43生成的低溫回水合流后、被分配到PH換熱器61和AQC換熱器62。根據(jù)本實施例的構(gòu)成，供給到PH換熱器61和AQC換熱器62的水介質(zhì)的溫度低溫化，換熱器的熱媒入口與熱媒出口的溫度差變大，因此來自于低溫熱源的熱回收效率提高。SP，在第一實施例的條件下?lián)Q熱器61、62的水的入口溫度為73°C，但是，在本實施例中在相同條件下為55°C。因此，發(fā)電機42的輸出也將增加。此外，在上述實施例1、2中，示出了 PH鍋爐及AQC鍋爐回收來自于PH及AQC的排氣的熱而生成蒸汽及熱水、所生成的蒸汽被供給到汽輪機的例子。但是，只要PH鍋爐及AQC鍋爐回收來自于PH及AQC的排氣的熱而實施加熱，在PH鍋爐及AQC鍋爐中生成的不限于蒸汽及熱水。例如，PH鍋爐及AQC鍋爐也可以回收來自于PH及AQC的排氣的熱而僅生成熱水。實施例3圖5是本發(fā)明的第三實施例涉及的發(fā)電設(shè)備的框圖。本實施例基于在現(xiàn)有發(fā)電設(shè)備附設(shè)真空閃蒸器，從以往無法利用的系統(tǒng)內(nèi)的低溫熱源進行熱回收以提高效率。在本實施例的發(fā)電設(shè)備中，由鍋爐等熱源71生成熱水及蒸汽并將它們供給到氣水分離器72，將在氣水分離器72生成的高壓蒸汽送入汽輪機75的高壓級。另外，由氣水分離器72分離出的水被供給到閃蒸器73進行閃蒸以生成低壓蒸汽和溫水，低壓蒸汽被送入汽輪機75的低壓級。汽輪機75驅(qū)動發(fā)電機76使其發(fā)電。汽輪機75的最末級與回水器77相連，使其中的水蒸汽由冷水冷卻、凝結(jié)而減壓為真空。在回水器77凝結(jié)出的回水，由回水泵送至熱源71并成為熱水，作為汽輪機75的工作介質(zhì)而被再次利用。在閃蒸器73生成的溫水，以往由于低溫而被認為是難以熱回收的，因此，原樣地作為工作介質(zhì)進行循環(huán)，接著再次由鍋爐等熱源71加熱。另一方面，在本實施例中，被供給到在真空下進行閃蒸的真空閃蒸器74。由真空閃蒸器74分離出的溫水與從汽輪機75的回水器77回流的回水混合，作為工作介質(zhì)由熱源71再次加熱而被利用。真空閃蒸器74的蒸汽配管與汽輪機75的真空級相連，將在真空閃蒸器74產(chǎn)生的真空蒸汽供給到真空級，以增大發(fā)電機76的輸出。在本實施例的發(fā)電設(shè)備中，著眼于在大氣壓以下的真空狀態(tài)下沸點比100°C低，設(shè)置真空閃蒸器74利用在對象設(shè)施內(nèi)存在的低溫熱源，能夠增大發(fā)電能力。此外，本實施例的熱源71也可以是在發(fā)電設(shè)備外部存在的各種熱源自身，另外也可以是從自外部熱源供給的熱介質(zhì)被賦予熱而產(chǎn)生熱水的加熱器和/或換熱器等。另外，例如，也可以是在地下存在的熱水源等。在本發(fā)明的發(fā)電設(shè)備中，利用汽輪機的真空級，投入在真空閃蒸器生成的低溫水蒸汽以增大發(fā)電量，因此能夠從以往無法利用盡的各種設(shè)備的低溫余熱和/或來自自然界的低溫熱源進行熱回收。
在上述實施例中，主要說明了適用于水泥燒結(jié)設(shè)備的懸掛預(yù)熱器和氣淬冷卻器而從通過排氣處理裝置的電力集塵機后的、比較低溫的排氣進行熱回收的情況，但是，當然并不限于這些。例如，也能夠從自氣淬冷卻器的低溫部排出的排氣直接進行熱回收。另外，根據(jù)情況，還能夠適用于懸掛預(yù)熱器和氣淬冷卻器中的任一個。另外，相同的技術(shù)思想還能夠適用于例如以垃圾焚燒廠的焚燒爐和/或煉鋼廠的燒結(jié)冷卻器等其他設(shè)備中的、更低溫的余熱源為對象的情況。進而，在地熱發(fā)電設(shè)備等中，也能夠適用于活用以往難以利用的低溫熱源。本發(fā)明的發(fā)電設(shè)備在各種設(shè)備或自然界中，能夠從以前難以利用的低溫熱源進行熱回收而使其電力化。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)電設(shè)備，向汽輪機供給具有大氣壓以上的壓力的高溫水蒸汽來發(fā)電，其特征在于， 還具備與該汽輪機的真空級連接的真空閃蒸器， 將向該真空閃蒸器供給溫水進行閃蒸而生成的大氣壓以下的水蒸汽投入所述汽輪機的真空級。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)電設(shè)備，其特征在于， 還具備加熱器， 該加熱器利用低溫熱源供給的熱媒進行加熱，生成供給至所述真空閃蒸器的溫水。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)電設(shè)備，其特征在于， 所述加熱器是換熱器， 所述換熱器將從所述低溫熱源供給的、具有150°C以下常溫以上的溫度的熱媒用作加熱側(cè)流體，生成供給至所述真空閃蒸器的溫水。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)電設(shè)備，其特征在于， 作為所述換熱器的加熱側(cè)流體使用的熱媒包括:由水泥燒結(jié)設(shè)備中的懸掛預(yù)熱器(PH)產(chǎn)生而由PH鍋爐進行熱回收后的排氣、由氣淬冷卻器(AQC)產(chǎn)生而由AQC鍋爐進行熱回收后的排氣或由AQC的低溫部產(chǎn)生的排氣中的任一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)電設(shè)備，其特征在于， 所述發(fā)電設(shè)備還具備:PH鍋爐，其利用由水泥燒結(jié)設(shè)備中的懸掛預(yù)熱器(PH)產(chǎn)生的排氣生成高壓蒸汽；和AQC鍋爐，其利用由水泥燒結(jié)設(shè)備中的氣淬冷卻器(AQC)產(chǎn)生的排氣生成高壓蒸汽， 所述汽輪機還具有高壓級，該高壓級被供給由所述PH鍋爐生成的高壓蒸汽及由所述AQC鍋爐生成的高壓蒸汽， 所述加熱器包括:PH換熱器，其將由所述PH鍋爐進行熱回收后的排氣作為加熱側(cè)流體使用而生成供給至所述真空閃蒸器的溫水；和AQC換熱器，其將由所述AQC鍋爐進行熱回收后的排氣作為加熱側(cè)流體使用而生成供給至所述真空閃蒸器的溫水。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的發(fā)電設(shè)備，其特征在于， 從所述真空閃蒸器到所述汽輪機的配管，比從所述PH換熱器到所述真空閃蒸器的配管、以及從所述AQC換熱器到所述真空閃蒸器的配管短。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的發(fā)電設(shè)備，其特征在于， 由所述AQC鍋爐生成的熱水的至少一部分被供給到所述PH鍋爐。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)電設(shè)備，其特征在于， 所述發(fā)電設(shè)備還具備:PH鍋爐，其利用由水泥燒結(jié)設(shè)備中的懸掛預(yù)熱器(PH)產(chǎn)生的排氣生成高壓蒸汽；AQC鍋爐，其利用由水泥燒結(jié)設(shè)備中的氣淬冷卻器(AQC)產(chǎn)生的排氣生成高壓蒸汽及熱水；和閃蒸器，其閃蒸由所述AQC鍋爐生成的熱水而生成低壓蒸汽及溫水，所述汽輪機還具有:被供給由所述PH鍋爐生成的高壓蒸汽及由所述AQC鍋爐生成的高壓蒸汽的高壓級；和被供給由所述閃蒸器生成的低壓蒸汽的低壓級， 除由所述加熱器生成的溫水外，由所述閃蒸器生成的溫水也被供給到所述真空閃蒸器。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的發(fā)電設(shè)備，其特征在于，所述加熱器包括PH換熱器，該PH換熱器將由所述PH鍋爐進行熱回收后的排氣作為加熱側(cè)流體使用而生成供給至所述真空閃蒸器的溫水。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的發(fā)電設(shè)備，其特征在于， 所述發(fā)電設(shè)備還具備AQC加熱器，該AQC加熱器將由所述AQC鍋爐進行熱回收后的排氣作為加熱側(cè)流體使用進行加熱所述汽輪機的回水， 由所述AQC加熱器加熱了的回水被供給到所述AQC鍋爐。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的發(fā)電設(shè)備，其特征在于， 由所述AQC鍋爐生成的熱水的一部分被供給到所述PH鍋爐。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)電設(shè)備，其特征在于， 所述發(fā)電設(shè)備還具備:氣水分離器，其將利用來自于高溫熱源的熱媒生成的熱水及蒸汽分離為高壓蒸汽和熱水；和閃蒸器，其閃蒸由所述氣水分離器分離出的熱水而生成低壓蒸汽及溫水， 所述汽輪機還具有:被供給由所述氣水分離器分離出的高壓蒸汽的高壓級；和被供給由所述閃蒸器生成的低壓蒸汽的低壓級， 由所述閃蒸器生成 的溫水被供給到所述真空閃蒸器。
全文摘要
本發(fā)明提供從150℃以下的低溫排氣回收利用熱，用于增加汽輪機發(fā)電來提高熱利用效率的發(fā)電設(shè)備。在發(fā)電設(shè)備中，具備通過熱介質(zhì)和水進行換熱的換熱器(61、62)和對汽輪機(41)的真空級供給蒸汽的真空閃蒸器(63)，向換熱器(61、62)供給熱介質(zhì)而生成具有超過真空級的真空下的水沸點溫度的水流體，將其供給到真空閃蒸器(63)在真空級的真空下產(chǎn)生蒸汽，并將該蒸氣投入汽輪機(41)的真空級，基于此來增加發(fā)電量。
文檔編號F22D1/00GK103089341SQ20121041308
公開日2013年5月8日 申請日期2012年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月28日
發(fā)明者反田克史, 井野辰夫, 高橋良壽 申請人:川崎重工業(yè)株式會社