JP6647922B2 - Thermal energy recovery apparatus and start-up method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、熱エネルギー回収装置及びその起動方法に関するものである。 The present invention relates to a thermal energy recovery device and a method for starting the same.
従来、工場の各種設備から排出される排ガス等の加熱媒体から動力を回収する熱エネルギー回収装置が知られている。例えば、特許文献1には、外部の熱源から供給される加熱媒体により作動媒体を加熱する蒸発器と、蒸発器から流出した加熱媒体により蒸発器に流入する前の作動媒体を加熱する予熱器と、蒸発器から流出した作動媒体を膨張させる膨張機と、膨張機に接続された発電機と、膨張機から流出した作動媒体を凝縮させる凝縮器と、凝縮器で凝縮された作動媒体を予熱器へ送る作動媒体ポンプと、予熱器、蒸発器、膨張機、凝縮器及びポンプを接続する循環流路と、を備える発電装置(熱エネルギー回収装置)が開示されている。 BACKGROUND ART Conventionally, a thermal energy recovery device that recovers power from a heating medium such as exhaust gas discharged from various facilities in a factory is known. For example, Patent Document 1 discloses an evaporator that heats a working medium by a heating medium supplied from an external heat source, a preheater that heats a working medium before flowing into the evaporator by a heating medium that flows out of the evaporator. An expander for expanding the working medium flowing out of the evaporator, a generator connected to the expander, a condenser for condensing the working medium flowing out of the expander, and a preheater for the working medium condensed in the condenser. A power generation device (thermal energy recovery device) that includes a working medium pump that feeds to a pump and a circulation flow path that connects a preheater, an evaporator, an expander, a condenser and a pump is disclosed.
上記特許文献1に記載される熱エネルギー回収装置では、蒸発器に加熱媒体として蒸気(気相の媒体)が供給される場合、当該装置の運転開始時に蒸発器の温度が急上昇し、これにより蒸発器に生じる熱応力が急激に大きくなることが懸念される。具体的に、装置の運転開始前は、蒸発器の温度は比較的低温となっている一方、蒸気等の気相の加熱媒体の有する熱エネルギーは非常に大きいため、運転開始時に蒸発器に対して高温の気相の加熱媒体が流入すると、蒸発器の温度が急上昇するおそれがある。 In the thermal energy recovery device described in Patent Literature 1, when steam (gas phase medium) is supplied to the evaporator as a heating medium, the temperature of the evaporator rises rapidly at the start of operation of the device, thereby causing evaporation. There is a concern that the thermal stress generated in the vessel may increase rapidly. Specifically, before the operation of the apparatus, the temperature of the evaporator is relatively low, while the heat energy of the vapor-phase heating medium such as steam is very large. If a high-temperature gas-phase heating medium flows, the temperature of the evaporator may rise rapidly.
本発明の目的は、運転開始時に蒸発器に生じる熱応力の急激な増大を抑制可能な熱エネルギー回収装置及びその起動方法を提供することである。 An object of the present invention is to provide a thermal energy recovery device capable of suppressing a sudden increase in thermal stress generated in an evaporator at the start of operation, and a method of starting the same.
前記課題を解決する手段として、本発明は、外部から供給される気相の加熱媒体と作動媒体とを熱交換させることによって前記作動媒体を蒸発させる蒸発器と、前記蒸発器から流出した加熱媒体と前記蒸発器に流入する前の作動媒体とを熱交換させることによって作動媒体を加熱する予熱器と、前記蒸発器から流出した作動媒体からエネルギーを回収するエネルギー回収部と、前記予熱器、前記蒸発器及び前記エネルギー回収部を接続するとともに前記作動媒体を流すための循環流路と、前記循環流路に設けられたポンプと、前記蒸発器及び前記予熱器に対し前記加熱媒体を供給する加熱媒体流路と、前記加熱媒体流路のうち前記蒸発器よりも上流側の部位に設けられた流量調整部と、制御部と、を備え、前記制御部は、前記蒸発器の温度が規定値になるまで、前記ポンプを停止させた状態において、前記蒸発器への前記気相の加熱媒体の流入量が次第に増加するように前記流量調整部を制御する、熱エネルギー回収装置を提供する。 As means for solving the above problems, the present invention provides an evaporator for evaporating the working medium by exchanging heat between a working medium and a gaseous heating medium supplied from the outside, and a heating medium flowing out of the evaporator. And a preheater that heats the working medium by exchanging heat with the working medium before flowing into the evaporator, an energy recovery unit that recovers energy from the working medium flowing out of the evaporator, the preheater, A circulation path for connecting the evaporator and the energy recovery unit and for flowing the working medium, a pump provided in the circulation path, and heating for supplying the heating medium to the evaporator and the preheater. A medium flow path, a flow rate adjustment unit provided at a portion of the heating medium flow path upstream of the evaporator, and a control unit, wherein the control unit is configured to control a temperature of the evaporator. Until value, in a state in which the pump is stopped, the inflow amount of the gas phase of the heating medium to the evaporator for controlling the flow rate adjuster so as to increase gradually, to provide a thermal energy recovery device.
本熱エネルギー回収装置では、蒸発器の温度が規定値になるまで、蒸発器への気相の加熱媒体(蒸気等)の流入量が次第に増加するので、蒸発器の温度の急激な上昇が抑制される。さらに、蒸発器の温度が規定値になるまでは、ポンプが停止しているので、蒸発器への加熱媒体の急激な流入、すなわち、蒸発器の温度の急上昇が、より確実に抑制される。具体的に、蒸発器の温度が規定値になる前にポンプが駆動されると、作動媒体が蒸発器へ流入し、当該作動媒体により気相の加熱媒体が冷却されるので、蒸発器での気相の加熱媒体の凝縮が促進される。気相の加熱媒体が凝縮すると、当該加熱媒体の体積(圧力)が小さくなるため、加熱媒体流路から蒸発器への気相の加熱媒体の流入が促進され、これにより蒸発器の温度が急上昇する場合がある。これに対し、本装置では、蒸発器の温度が規定値になるまでポンプが停止しているので、運転開始時における蒸発器の温度の急上昇、すなわち、蒸発器に生じる熱応力の急激な増大が抑制される。 In this thermal energy recovery device, the flow rate of the gaseous heating medium (steam, etc.) into the evaporator gradually increases until the temperature of the evaporator reaches the specified value, so that a rapid rise in the temperature of the evaporator is suppressed. Is done. Furthermore, since the pump is stopped until the temperature of the evaporator reaches the specified value, a rapid inflow of the heating medium into the evaporator, that is, a rapid rise in the temperature of the evaporator is more reliably suppressed. Specifically, if the pump is driven before the temperature of the evaporator reaches the specified value, the working medium flows into the evaporator, and the working medium cools the gas-phase heating medium. Condensation of the gas phase heating medium is promoted. When the gaseous heating medium condenses, the volume (pressure) of the heating medium becomes small, so that the inflow of the gaseous heating medium from the heating medium flow path to the evaporator is promoted, whereby the temperature of the evaporator rises sharply. May be. On the other hand, in the present apparatus, the pump is stopped until the temperature of the evaporator reaches the specified value, so that the temperature of the evaporator rapidly increases at the start of operation, that is, the thermal stress generated in the evaporator rapidly increases. Is suppressed.
この場合において、前記制御部は、前記蒸発器の温度が前記規定値であるときに、前記加熱媒体流路のうち前記流量調整部と前記蒸発器との間の部位の圧力の方が、前記加熱媒体流路のうち前記予熱器よりも下流側の部位の圧力よりも高い状態が維持されるように、前記ポンプの回転数を上げることが好ましい。 In this case, the control unit, when the temperature of the evaporator is the specified value, the pressure of the portion of the heating medium flow path between the flow rate adjustment unit and the evaporator, the It is preferable to increase the number of revolutions of the pump so that a state higher than the pressure of a portion of the heating medium flow path downstream of the preheater is maintained.
このようにすれば、蒸発器でのいわゆるウォータハンマー現象の発生を抑制しながらポンプを駆動すること(エネルギー回収部においてエネルギーを回収する定常運転に移行すること)ができる。例えば、加熱媒体流路のうち流量調整部と蒸発器との間の部位の圧力の方が加熱媒体流路のうち予熱器よりも下流側の部位の圧力よりも小さい場合、蒸発器や予熱器で凝縮した液相の加熱媒体が予熱器から流出しにくくなるため、当該液相の加熱媒体が蒸発器内に溜まりやすくなる。この状態で気相の加熱媒体が蒸発器内に流入すると、この加熱媒体は、蒸発器内の液相の加熱媒体(ドレインもしくはミスト)に冷却されて凝縮することによって急激に体積が小さくなる。そうすると、加熱媒体の凝縮が発生した領域の圧力が相対的に低くなる。この結果、その相対的に圧力の低い領域へ向かって液相の加熱媒体(液滴)が移動することにより、当該液相の加熱媒体が蒸発器の内面に衝突する現象(ウォータハンマー現象)が生じ得る。これに対し、本装置では、加熱媒体流路のうち流量調整部と蒸発器との間の部位の圧力の方が加熱媒体流路のうち予熱器よりも下流側の部位の圧力よりも高い状態が維持されるので、蒸発器でのウォータハンマー現象の発生が抑制される。 By doing so, it is possible to drive the pump while suppressing the occurrence of the so-called water hammer phenomenon in the evaporator (transition to a steady operation in which energy is recovered in the energy recovery unit). For example, when the pressure of the portion of the heating medium flow path between the flow rate adjustment unit and the evaporator is smaller than the pressure of the portion of the heating medium flow path downstream of the preheater, the evaporator or the preheater Since the liquid-phase heating medium condensed in the step becomes difficult to flow out of the preheater, the liquid-phase heating medium easily accumulates in the evaporator. In this state, when the heating medium in the gas phase flows into the evaporator, the heating medium is cooled by the heating medium (drain or mist) in the liquid phase in the evaporator and condensed, so that the volume rapidly decreases. Then, the pressure in the region where the heating medium has condensed becomes relatively low. As a result, the liquid-phase heating medium (droplets) moves toward the relatively low-pressure region, so that the liquid-phase heating medium collides with the inner surface of the evaporator (water hammer phenomenon). Can occur. On the other hand, in the present apparatus, the pressure of the part of the heating medium flow path between the flow rate adjustment unit and the evaporator is higher than the pressure of the part of the heating medium flow path downstream of the preheater. Is maintained, the occurrence of the water hammer phenomenon in the evaporator is suppressed.
また、本発明において、前記加熱媒体流路のうち前記蒸発器よりも下流側でかつ前記予熱器よりも上流側の部位に設けられたスチームトラップをさらに備え、前記スチームトラップは、前記蒸発器から流出した加熱媒体のうち気相の加熱媒体の通過を禁止するとともに液相の加熱媒体の通過を許容することが好ましい。 Also, in the present invention, the heating medium flow path further comprises a steam trap provided downstream of the evaporator and upstream of the preheater, wherein the steam trap is provided from the evaporator. It is preferable to prohibit the passage of the gas phase heating medium among the flowing out heating medium and allow the passage of the liquid phase heating medium.
この態様では、蒸発器から加熱媒体が気相又は気液二相の状態で流出したとしても、スチームトラップにより気相の加熱媒体の通過が禁止されるので、予熱器への気相の加熱媒体の流入が抑制される。よって、予熱器でのウォータハンマー現象の発生が抑制される。 In this aspect, even if the heating medium flows out of the evaporator in a gaseous phase or a gas-liquid two-phase state, the passage of the gaseous heating medium is prohibited by the steam trap. Is suppressed. Therefore, the occurrence of the water hammer phenomenon in the preheater is suppressed.
この場合において、前記加熱媒体流路のうち前記スチームトラップと前記予熱器との間の部位に設けられ、前記蒸発器から流出した加熱媒体のうち気相の加熱媒体を外部に排出させるガス抜流路をさらに備えることが好ましい。 In this case, a gas discharge is provided in the heating medium channel between the steam trap and the preheater, and discharges a gaseous heating medium out of the heating medium flowing out of the evaporator to the outside. Preferably, a road is further provided.
このようにすれば、予熱器への気相の加熱媒体の流入がより確実に抑制される。 With this configuration, the inflow of the gaseous heating medium into the preheater is more reliably suppressed.
また、本発明において、前記流量調整部は、前記加熱媒体流路のうち前記蒸発器よりも上流側の部位に設けられた第1開閉弁と、前記第1開閉弁をバイパスするとともに前記加熱媒体流路の内径よりも小さな内径を有するバイパス流路と、前記バイパス流路に設けられた第2開閉弁と、を有し、前記第2開閉弁は、開度調整可能に構成されていることが好ましい。 Further, in the present invention, the flow rate adjusting unit may further include a first opening / closing valve provided at a portion of the heating medium flow path upstream of the evaporator, and the heating medium may bypass the first opening / closing valve. A bypass passage having an inner diameter smaller than the inner diameter of the passage; and a second on-off valve provided in the bypass passage, wherein the second on-off valve is configured to be adjustable in opening. Is preferred.
この態様では、加熱媒体流路の内径よりも小さな内径を有するバイパス流路と開度調整が可能な第2開閉弁とを設けるという簡単な構造により、気相の加熱媒体の蒸発器への流入量を微調整することが可能となる。 In this aspect, the simple structure of providing the bypass flow path having an inner diameter smaller than the inner diameter of the heating medium flow path and the second on-off valve capable of adjusting the opening degree allows the heating medium in the gas phase to flow into the evaporator. The amount can be fine-tuned.
この場合において、前記制御部は、前記加熱媒体流路のうち前記流量調整部よりも上流側の部位の圧力と、前記加熱媒体流路のうち前記流量調整部と前記蒸発器との間の部位の圧力と、が互いに等しいときに、前記第1開閉弁を開くことが好ましい。 In this case, the control unit is configured to control a pressure of a portion of the heating medium flow path upstream of the flow rate adjustment unit and a portion of the heating medium flow path between the flow rate adjustment unit and the evaporator. It is preferable to open the first on-off valve when the pressures are equal to each other.
このようにすれば、第1開閉弁を開いたときの気相の加熱媒体の蒸発器への急激な流入、すなわち、蒸発器の温度の急上昇を抑制しつつ、気相の加熱媒体の蒸発器への流入量を増やすことができる。 According to this configuration, the abrupt inflow of the vapor-phase heating medium into the evaporator when the first on-off valve is opened, that is, the rapid rise in the temperature of the evaporator is suppressed, and the evaporator of the vapor-phase heating medium is suppressed. The amount of inflow to the can be increased.
また、本発明において、前記加熱媒体流路のうち前記予熱器よりも下流側の部位に圧力損失発生部が設けられており、前記圧力損失発生部は、前記予熱器内が液相の加熱媒体で満たされるように、前記予熱器から流出した加熱媒体に対して圧力損失を与えることが好ましい。 Further, in the present invention, a pressure loss generating section is provided in a portion of the heating medium flow path downstream of the preheater, and the pressure loss generating section includes a heating medium in a liquid phase inside the preheater. It is preferable to apply a pressure loss to the heating medium flowing out of the preheater so as to satisfy
このようにすれば、予熱器内が液相の加熱媒体で満たされるので、予熱器でのウォータハンマーの発生が抑制される。 With this configuration, since the inside of the preheater is filled with the liquid-phase heating medium, the occurrence of water hammer in the preheater is suppressed.
具体的に、前記圧力損失発生部は、前記加熱媒体流路の一部により構成されかつ上方に向かって立ち上がる形状を有する立ち上がり流路からなり、前記立ち上がり流路の下流側の端部の位置は、前記予熱器のうち前記加熱媒体を前記予熱器内に流入させるための流入口の高さ位置と同じかそれ以上の高さ位置に設定されていることが好ましい。 Specifically, the pressure loss generating section is configured by a rising flow path having a shape that is formed by a part of the heating medium flow path and rises upward, and a position of a downstream end of the rising flow path is It is preferable that the height of the preheating device is set to be equal to or higher than the height of an inlet for allowing the heating medium to flow into the preheating device.
このようにすれば、予熱器から流出した加熱媒体に対して簡単に圧力損失を生じさせることができる。 With this configuration, a pressure loss can be easily generated in the heating medium flowing out of the preheater.
また、本発明において、前記加熱媒体流路のうち前記予熱器の下流側の部位に設けられており開度調整が可能な調整弁をさらに備え、前記制御部は、前記加熱媒体流路のうち前記調整弁よりも下流側の部位の温度又は圧力が一定の範囲内に収まるように、前記調整弁の開度を調整することが好ましい。 Further, in the present invention, the heating medium flow path further includes an adjustment valve that is provided at a downstream side of the preheater and is capable of adjusting an opening degree. It is preferable to adjust the opening degree of the control valve so that the temperature or the pressure at a portion downstream of the control valve falls within a certain range.
このようにすれば、予熱器から流出する加熱媒体の温度又は圧力が一定の範囲内に収まるので、当該加熱媒体を有効に利用することができる。 By doing so, the temperature or pressure of the heating medium flowing out of the preheater falls within a certain range, so that the heating medium can be used effectively.
また、本発明は、外部から供給される気相の加熱媒体と作動媒体とを熱交換させることによって前記作動媒体を蒸発させる蒸発器と、前記蒸発器から流出した作動媒体からエネルギーを回収するエネルギー回収部と、前記蒸発器及び前記エネルギー回収部を接続するとともに前記作動媒体を流すための循環流路と、前記循環流路に設けられたポンプと、前記蒸発器に対し前記加熱媒体を供給する加熱媒体流路と、前記加熱媒体流路のうち前記蒸発器よりも上流側の部位に設けられた流量調整部と、制御部と、を備え、前記制御部は、前記蒸発器の温度が規定値になるまで、前記ポンプを停止させた状態において、前記蒸発器への前記気相の加熱媒体の流入量が次第に増加するように前記流量調整部を制御する、熱エネルギー回収装置を提供する。 The present invention also provides an evaporator for evaporating the working medium by exchanging heat between a gaseous heating medium and a working medium supplied from the outside, and an energy for recovering energy from the working medium flowing out of the evaporator. A recovery section, a circulation path for connecting the evaporator and the energy recovery section and for flowing the working medium, a pump provided in the circulation path, and supplying the heating medium to the evaporator; A heating medium flow path; a flow rate adjustment unit provided at a portion of the heating medium flow path upstream of the evaporator; and a control unit, wherein the control unit regulates a temperature of the evaporator. A heat energy recovery device that controls the flow rate adjusting unit such that the flow rate of the gaseous phase heating medium into the evaporator gradually increases in a state where the pump is stopped until the flow rate reaches a value. .
本熱エネルギー回収装置においても、蒸発器の温度が規定値になるまで、蒸発器への気相の加熱媒体(蒸気等)の流入量が次第に増加するので、蒸発器の温度の急激な上昇が抑制される。さらに、蒸発器の温度が規定値になるまでは、ポンプが停止しているので、蒸発器への加熱媒体の急激な流入、すなわち、蒸発器の温度の急上昇が、より確実に抑制される。 Also in this thermal energy recovery device, the flow rate of the gaseous heating medium (steam, etc.) into the evaporator gradually increases until the temperature of the evaporator reaches the specified value. Is suppressed. Furthermore, since the pump is stopped until the temperature of the evaporator reaches the specified value, a rapid inflow of the heating medium into the evaporator, that is, a rapid rise in the temperature of the evaporator is more reliably suppressed.
この場合において、前記流量調整部は、前記加熱媒体流路のうち前記蒸発器よりも上流側の部位に設けられた第1開閉弁と、前記第1開閉弁をバイパスするとともに前記加熱媒体流路の内径よりも小さな内径を有するバイパス流路と、前記バイパス流路に設けられた第2開閉弁と、を有し、前記第2開閉弁は、開度調整可能に構成されていることが好ましい。 In this case, the flow rate adjusting unit includes a first opening / closing valve provided at a portion of the heating medium flow path upstream of the evaporator, and bypasses the first opening / closing valve and the heating medium flow path And a second on-off valve provided in the bypass flow path, and the second on-off valve is preferably configured to be adjustable in opening. .
さらにこの場合において、前記制御部は、前記加熱媒体流路のうち前記流量調整部よりも上流側の部位の圧力と、前記加熱媒体流路のうち前記流量調整部と前記蒸発器との間の部位の圧力と、が互いに等しいときに、前記第1開閉弁を開くことが好ましい。 Furthermore, in this case, the control unit is configured to control the pressure of a portion of the heating medium flow path upstream of the flow rate adjustment unit, between the flow rate adjustment unit and the evaporator in the heating medium flow path. It is preferable that the first on-off valve is opened when the pressures at the portions are equal to each other.
また、本発明は、外部から供給される気相の加熱媒体と作動媒体とを熱交換させることによって前記作動媒体を蒸発させる蒸発器と、前記蒸発器から流出した加熱媒体と前記蒸発器に流入する前の作動媒体とを熱交換させることによって作動媒体を加熱する予熱器と、前記蒸発器から流出した作動媒体からエネルギーを回収するエネルギー回収部と、前記予熱器、前記蒸発器及び前記エネルギー回収部を接続するとともに前記作動媒体を流すための循環流路と、前記循環流路に設けられたポンプと、前記蒸発器及び前記予熱器に対し前記加熱媒体を供給する加熱媒体流路と、を備える熱エネルギー回収装置の起動方法であって、前記蒸発器及び前記予熱器に前記気相の加熱媒体の供給を開始する加熱媒体供給開始工程を含み、前記加熱媒体供給開始工程では、前記蒸発器の温度が規定値になるまで、前記ポンプを停止させた状態において、前記蒸発器への前記気相の加熱媒体の流入量を次第に増加させる、熱エネルギー回収装置の起動方法を提供する。 The present invention also provides an evaporator for evaporating the working medium by exchanging heat with a gaseous heating medium and a working medium supplied from the outside, a heating medium flowing out of the evaporator, and flowing into the evaporator. A preheater that heats the working medium by exchanging heat with the working medium before performing the heat recovery, an energy recovery unit that recovers energy from the working medium flowing out of the evaporator, the preheater, the evaporator, and the energy recovery. A circulation flow path for connecting the parts and flowing the working medium, a pump provided in the circulation flow path, a heating medium flow path for supplying the heating medium to the evaporator and the preheater, A start-up method for starting the supply of the gaseous heating medium to the evaporator and the preheater, the method comprising: In the starting step, a start-up of the thermal energy recovery device, in which the flow rate of the gaseous heating medium into the evaporator is gradually increased while the pump is stopped until the temperature of the evaporator reaches a specified value. Provide a way.
本起動方法では、起動時(運転開始時)における蒸発器の温度の急上昇、すなわち、蒸発器に生じる熱応力の急激な増大が抑制される。 In this starting method, a sudden rise in the temperature of the evaporator at the time of starting (at the start of operation), that is, a sudden increase in thermal stress generated in the evaporator is suppressed.
この場合において、前記加熱媒体流路のうち前記蒸発器よりも上流側の部位に流量調整部が設けられ、前記ポンプの駆動を開始するポンプ駆動開始工程をさらに含み、前記ポンプ駆動開始工程では、前記蒸発器の温度が前記規定値になったときに、前記加熱媒体流路のうち前記流量調整部と前記蒸発器との間の部位の圧力の方が、前記加熱媒体流路のうち前記予熱器よりも下流側の部位の圧力よりも高い状態が維持されるように、前記ポンプの回転数を上げることが好ましい。 In this case, a flow rate adjustment unit is provided at a position on the upstream side of the evaporator in the heating medium flow path, and further includes a pump driving start step of starting driving of the pump, wherein the pump driving start step includes: When the temperature of the evaporator reaches the specified value, the pressure of a portion of the heating medium channel between the flow rate adjustment unit and the evaporator is higher than the preheating of the heating medium channel. It is preferable to increase the rotation speed of the pump so as to maintain a state higher than the pressure at a portion downstream of the vessel.
このようにすれば、蒸発器でのいわゆるウォータハンマー現象の発生を抑制しながらポンプを駆動すること(エネルギー回収部においてエネルギーを回収する定常運転に移行すること)ができる。 By doing so, it is possible to drive the pump while suppressing the occurrence of the so-called water hammer phenomenon in the evaporator (transition to a steady operation in which energy is recovered in the energy recovery unit).
以上のように、本発明によれば、運転開始時に蒸発器に生じる熱応力の急激な増大を抑制可能な熱エネルギー回収装置及びその起動方法を提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a thermal energy recovery device capable of suppressing a rapid increase in thermal stress generated in an evaporator at the start of operation, and a method of starting the same.
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態の熱エネルギー回収装置について、図1及び図2を参照しながら説明する。
(1st Embodiment)
A heat energy recovery device according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図1に示されるように、熱エネルギー回収装置は、蒸発器10と、予熱器12と、エネルギー回収部13と、凝縮器18と、ポンプ20と、循環流路22と、加熱媒体流路30と、流量調整部40と、制御部50と、を備えている。
As shown in FIG. 1, the thermal energy recovery device includes an
蒸発器10は、外部から供給される気相の加熱媒体(工場の排ガス等)と作動媒体(HFC245fa等)とを熱交換させることによって作動媒体を蒸発させる。蒸発器10は、作動媒体が流れる第1流路10aと、加熱媒体が流れる第2流路10bと、を有している。本実施形態では、蒸発器10として、ブレージングプレート式の熱交換器が用いられている。ただし、蒸発器10として、いわゆるシェル&チューブ式の熱交換器が用いられてもよい。
The
予熱器12は、蒸発器10から流出した加熱媒体と蒸発器10に流入する前の作動媒体とを熱交換させることによって作動媒体を加熱する。予熱器12は、作動媒体が流れる第1流路12aと、加熱媒体が流れる第2流路12bと、を有している。本実施形態では、予熱器12としても、ブレージングプレート式の熱交換器が用いられている。ただし、予熱器12として、いわゆるシェル&チューブ式の熱交換器が用いられてもよいことは、蒸発器10の場合と同様である。予熱器12は、加熱媒体を第2流路12b内に流入させるための流入口12cと、加熱媒体を第2流路12bから流出させるための流出口12dと、を有している。予熱器12は、流入口12cの位置が流出口12dの位置よりも高くなる姿勢で設置されている。予熱器12の第2流路12bの上流側の端部の高さ位置は、蒸発器10の第2流路10bの下流側の端部の高さ位置と同じかそれよりも低くなるように設定されている。
The preheater 12 heats the working medium by causing heat exchange between the heating medium flowing out of the
エネルギー回収部13は、膨張機14と、動力回収機16と、を備えている。循環流路22は、予熱器12、蒸発器10、膨張機14、凝縮器18及びポンプ20をこの順に直接に接続している。循環流路22のうち蒸発器10と膨張機14との間の部位には、遮断弁25が設けられている。また、循環流路22には、膨張機14を迂回する迂回流路24が設けられている。迂回流路24には、開閉弁26が設けられている。
The
膨張機14は、循環流路22における蒸発器10の下流側の部位に設けられている。膨張機14は、蒸発器10から流出した気相の作動媒体を膨張させる。本実施形態では、膨張機14として、蒸発器10から流出した気相の作動媒体の膨張エネルギーにより回転駆動されるロータを有する容積式のスクリュー膨張機が用いられている。具体的に、膨張機14は、雌雄一対のスクリュロータを有している。
The
動力回収機16は、膨張機14に接続されている。本実施形態では、動力回収機16として発電機が用いられている。この動力回収機16は、膨張機14の一対のスクリュロータのうちの一方に接続された回転軸を有している。動力回収機16は、前記回転軸が前記スクリュロータの回転に伴って回転することにより電力を発生させる。なお、動力回収機16として、発電機の他、圧縮機等が用いられてもよい。
The
凝縮器18は、循環流路22における膨張機14の下流側の部位に設けられている。凝縮器18は、膨張機14から流出した作動媒体を外部から供給される冷却媒体(冷却水等)で冷却することにより凝縮(液化)させる。
The
ポンプ20は、循環流路22における凝縮器18の下流側の部位(凝縮器18と予熱器12との間の部位)に設けられている。ポンプ20は、液相の作動媒体を所定の圧力まで加圧して予熱器12へ送り出す。ポンプ20としては、インペラをロータとして備える遠心ポンプや、ロータが一対のギアからなるギアポンプ、スクリュポンプ、トロコイドポンプ等が用いられる。
The
加熱媒体流路30は、気相の加熱媒体を生成する外部の熱源から蒸発器10及び予熱器12に対してこの順に加熱媒体を供給する流路である。つまり、加熱媒体流路30は、気相の加熱媒体を蒸発器10に供給する供給流路30aと、蒸発器10の第2流路10bから流出した加熱媒体を予熱器12の第2流路12bに流入させる連結流路30bと、予熱器12から加熱媒体を流出させる排出流路30cと、を有している。
The heating
流量調整部40は、供給流路30a(加熱媒体流路30のうち蒸発器10よりも上流側の部位)に設けられている。流量調整部40は、気相の作動媒体の蒸発器10への流入量を調整可能に構成されている。本実施形態では、流量調整部40は、供給流路30aに設けられた第1開閉弁V1と、第1開閉弁V1をバイパスするバイパス流路32と、バイパス流路32に設けられた第2開閉弁V2と、を有している。バイパス流路32の内径(呼び径)は、供給流路30aの内径(呼び径)よりも小さく設定されている。バイパス流路32の内径は、供給流路30aの内径の半分以下に設定されることが好ましい。第2開閉弁V2は、開度調整可能な電磁弁により構成されている。
The flow
本実施形態では、連結流路30b(加熱媒体流路30のうち蒸発器10と予熱器12との間の部位)には、スチームトラップ38と、ガス抜流路34と、が設けられている。スチームトラップ38は、蒸発器10から流出した加熱媒体のうち気相の加熱媒体の通過を禁止するとともに液相の加熱媒体の通過を許容する。ガス抜流路34は、連結流路30bのうちスチームトラップ38と予熱器12との間の部位に設けられている。ガス抜流路34は、蒸発器10から流出した加熱媒体のうち気相の加熱媒体を外部に排出させるための流路である。ガス抜流路34には、弁35が設けられている。
In the present embodiment, a
排出流路30c(加熱媒体流路30のうち予熱器12よりも下流側の部位)は、予熱器12において作動媒体に熱を与えた後の加熱媒体を外部に排出するための流路である。本実施形態では、排出流路30cは、大気解放されている。排出流路30cには、圧力損失発生部36が設けられている。圧力損失発生部36は、予熱器12の第2流路12b内が液相の加熱媒体で満たされるように、予熱器12から流出した加熱媒体に対して圧力損失を与える。本実施形態では、圧力損失発生部36は、排出流路30cの一部により構成された立ち上がり流路からなる。立ち上がり流路は、上方に向かって立ち上がる形状を有する。立ち上がり流路の下流側の端部36aの位置は、予熱器の流入口12cの高さ位置と同じかそれ以上の高さ位置に設定されている。排出流路30cのうち圧力損失発生部36よりも下流側の部位には、開度調整が可能な調整弁V3が設けられている。
The
制御部50は、本エネルギー回収装置の起動時には、主に、第1開閉弁V1、第2開閉弁V2、ポンプ20、遮断弁25及び開閉弁26を制御する。なお、本装置の起動前(停止時)は、第1開閉弁V1及び第2開閉弁V2はいずれも閉じられており、ポンプ20及びエネルギー回収部13はいずれも停止しており、遮断弁25は閉じられており、開閉弁26は開かれている。以下、図2を参照しながら、制御部50の制御内容について説明する。
The
本装置の運転が開始されると、制御部50は、第2開閉弁V2を開くとともに、第2開閉弁V2の開度を一定の速度で大きくし続ける(ステップS11)。そうすると、バイパス流路32を通じて気相の加熱媒体が徐々に蒸発器10に流入し始める。そして、その流入量は、次第に増加する。この結果、蒸発器10の温度T1が徐々に上昇する。なお、蒸発器10の温度T1は、蒸発器10の代表温度を意味する。本実施形態(ブレージングプレート式の熱交換器)では、前記代表温度は、蒸発器10の表面温度のことであり、当該温度T1は、蒸発器10の表面に設けられた温度センサ51により検出される。なお、蒸発器10としてシェル&チューブ式の熱交換器が採用された場合、前記代表温度は、当該熱交換器のうち加熱媒体が流れる流路の温度を意味する。
When the operation of the present apparatus is started, the
次に、制御部50は、蒸発器10の温度T1が規定値T0よりも大きいか否かを判定する(ステップS12)。この結果、蒸発器10の温度T1が規定値T0未満である場合(ステップS11でNO)、制御部50は、再度、蒸発器10の温度T1が規定値T0よりも大きいか否かを判定する(ステップS12)。一方、蒸発器10の温度T1が規定値T0よりも大きい場合(ステップS11でYES)、制御部50は、ポンプ20の回転数を上げる(ステップS13)。
Next, the
そうすると、作動媒体が予熱器12及び蒸発器10に供給される。ここで、遮断弁25が閉じられており、開閉弁26が開かれているので、作動媒体は、迂回流路24を介して(膨張機14を迂回しながら)循環流路22を循環する。このとき、蒸発器10では、気相の加熱媒体は、作動媒体により冷却される(作動媒体を加熱する)。そして、蒸発器10から液相又は気液二相の状態で流出した加熱媒体は、スチームトラップ38を経て予熱器12に流入する。そして、予熱器12において作動媒体により冷却された(作動媒体に熱を与えた)加熱媒体は、排出流路30cを通じて外部に排出される。
Then, the working medium is supplied to the
続いて、制御部50は、供給流路30aのうち流量調整部40と蒸発器10との間の部位の圧力Ps2が、排出流路30cのうち予熱器12と圧力損失発生部(立ち上がり流路)36との間の部位の圧力Ps4(本実施形態では、大気圧と圧力損失発生部36での圧力損失分との和)よりも大きいか否かを判定する(ステップS14)。前記圧力Ps4が前記圧力Ps2よりも大きい場合、液相の加熱媒体が排出流路30cから排出されにくい状態、つまり、蒸発器10の第2流路10b内に液相の加熱媒体が留まりやすい状態にあるといえる。なお、前記圧力Ps2は、供給流路30aのうち流量調整部40と蒸発器10との間の部位に設けられた圧力センサ62により検出され、前記圧力Ps4は、排出流路30cのうち予熱器12と圧力損失発生部36との間の部位に設けられた圧力センサ64により検出される。
Subsequently, the
上記判定の結果、前記圧力Ps2が前記圧力Ps4よりも大きい場合、制御部50は、ポンプ20の回転数を上げる一方(ステップS15)、前記圧力Ps2が前記圧力Ps4以下である場合、制御部50は、ポンプ20の回転数を下げる(ステップS16)。
As a result of the determination, when the pressure Ps2 is higher than the pressure Ps4, the
その後、制御部50は、第2開閉弁V2の開度が最大であるか否かを判定する(ステップS17)。この結果、第2開閉弁V2の開度が最大でない場合、制御部50は、再度、蒸発器10の温度T1が規定値T0よりも大きいか否かを判定する(ステップS12)。一方、第2開閉弁V2の開度が最大である場合、制御部50は、供給流路30aのうち流量調整部40よりも上流側の部位の圧力Ps1が前記圧力Ps2と等しいか否かを判定する(ステップS18)。なお、前記圧力Ps1は、供給流路30aのうち流量調整部40よりも上流側の部位に設けられた圧力センサ61により検出される。
Thereafter, the
上記判定の結果、前記圧力Ps1が前記圧力Ps2と等しくない場合(ステップS18でNO)、制御部50は、再度、前記圧力Ps1が前記圧力Ps2と等しいか否かを判定する(ステップS18)。一方、前記圧力Ps1が前記圧力Ps2と等しい場合(ステップS18でYES)、制御部50は、第1開閉弁V1を開く(ステップS19)。そうすると、気相の加熱媒体は、第1開閉弁V1及び第2開閉弁V2による制限を受けることなく全量が蒸発器10に流入する。
As a result of the determination, when the pressure Ps1 is not equal to the pressure Ps2 (NO in step S18), the
その後、制御部50は、開閉弁26を閉じるとともに遮断弁25を開き、膨張機14及び動力回収機16を駆動する(動力の回収を開始する)ことにより、暖機運転へ移行する。このとき、制御部50は、供給流路30aのうち流量調整部40と蒸発器10との間の部位の第1飽和温度と、循環流路22のうち蒸発器10と膨張機14との間の部位の第2飽和温度と、の差(ピンチ温度)が目標値となるように、ポンプ20の回転数を上昇させる。なお、前記第1飽和温度は、供給流路30aのうち流量調整部40と蒸発器10との間の部位に設けられた圧力センサ62の検出値に基づいて算出され、前記第2飽和温度は、循環流路22のうち蒸発器10と膨張機14との間の部位に設けられた圧力センサ65の検出値に基づいて算出される。
Thereafter, the
そして、制御部50は、排出流路30cのうち圧力損失発生部36よりも下流側の部位の温度Ts6又は圧力Ps6が一定の範囲内に収まるように、調整弁V3の開度を調整する。なお、前記温度Ts6及び前記圧力Ps6は、それぞれ、排出流路30cのうち圧力損失発生部36よりも下流側の部位に設けられた温度センサ66及び圧力センサ67により検出される。
Then, the
以上に説明したように、本熱エネルギー回収装置では、蒸発器10の温度T1が規定値T0になるまで、蒸発器10への気相の加熱媒体(蒸気等)の流入量が次第に増加するので、蒸発器10の温度T1の急激な上昇が抑制される。さらに、蒸発器10の温度T1が規定値T0になるまでは、ポンプ20が停止しているので、蒸発器10への加熱媒体の急激な流入、すなわち、蒸発器10の温度T1の急上昇が、より確実に抑制される。具体的に、蒸発器10の温度T1が規定値T0になる前にポンプ20が駆動されると、作動媒体が蒸発器10へ流入し、当該作動媒体により気相の加熱媒体が冷却されるので、蒸発器10での気相の加熱媒体の凝縮が促進される。気相の加熱媒体が凝縮すると、当該加熱媒体の体積(圧力)が小さくなるため、加熱媒体流路30から蒸発器10への気相の加熱媒体の流入が促進され、これにより蒸発器10の温度T1が急上昇する場合がある。これに対し、本装置では、蒸発器10の温度T1が規定値T0になるまでポンプ20が停止しているので、運転開始時(起動時)における蒸発器10の温度T1の急上昇、すなわち、蒸発器10に生じる熱応力の急激な増大が抑制される。
As described above, in the present thermal energy recovery apparatus, the flow rate of the gaseous heating medium (such as steam) into the
また、制御部50は、蒸発器10の温度T1が規定値T0であるときに、加熱媒体流路30のうち流量調整部40と蒸発器10との間の部位の圧力Ps2の方が、加熱媒体流路30のうち予熱器12よりも下流側の部位の圧力Ps4よりも高い状態が維持されるように、ポンプ20の回転数を上げる。
Further, when the temperature T1 of the
このため、蒸発器10でのいわゆるウォータハンマー現象の発生を抑制しながらポンプ20を駆動すること(エネルギー回収部13においてエネルギーを回収する定常運転に移行すること)ができる。例えば、前記圧力Ps2の方が前記圧力Ps4よりも小さい場合、蒸発器10や予熱器12で凝縮した液相の加熱媒体が予熱器12から流出しにくくなるため、当該液相の加熱媒体が蒸発器10の第2流路10b内に溜まりやすくなる。この状態で気相の加熱媒体が蒸発器10の第2流路10b内に流入すると、この加熱媒体は、第2流路10b内の液相の加熱媒体(ドレインもしくはミスト)に冷却されて凝縮することによって急激に体積が小さくなる。そうすると、加熱媒体の凝縮が発生した領域の圧力が相対的に低くなる。この結果、その相対的に圧力の低い領域へ向かって液相の加熱媒体(液滴)が移動することにより、当該液相の加熱媒体が蒸発器10の第2流路10bの内面に衝突する現象(ウォータハンマー現象)が生じ得る。これに対し、本実施形態では、前記圧力Ps2の方が前記圧力Ps4よりも高い状態が維持されるので、蒸発器10でのウォータハンマー現象の発生が抑制される。
Therefore, it is possible to drive the
また、本実施形態では、連結流路30bにスチームトラップ38が設けられている。このため、蒸発器10から加熱媒体が気相又は気液二相の状態で流出したとしても、スチームトラップ38により気相の加熱媒体の通過が禁止されるので、予熱器12への気相の加熱媒体の流入が抑制される。よって、予熱器12でのウォータハンマー現象の発生が抑制される。
In the present embodiment, a
さらに、連結流路30bのうちスチームトラップ38と予熱器12との間の部位には、ガス抜流路34が設けられているので、予熱器12への気相の加熱媒体の流入がより確実に抑制される。
Furthermore, since the
また、本実施形態では、流量調整部40は、第1開閉弁V1と、供給流路30aの内径よりも小さな内径を有するバイパス流路32と、第2開閉弁V2と、を有している。この態様では、供給流路30aの内径よりも小さな内径を有するバイパス流路32と開度調整が可能な第2開閉弁V2とを設けるという簡単な構造により、気相の加熱媒体の蒸発器10への流入量を微調整することが可能となる。
In the present embodiment, the
また、本実施形態では、制御部50は、供給流路30aのうち流量調整部40よりも上流側の部位の圧力Ps1と、供給流路30aのうち流量調整部40と蒸発器10との間の部位の圧力Ps2と、が互いに等しくなったときに、第1開閉弁V1を開く。このため、第1開閉弁V1を開いたときの気相の加熱媒体の蒸発器10への急激な流入、すなわち、蒸発器10の温度T1の急上昇を抑制しつつ、気相の加熱媒体の蒸発器10への流入量を増やすことができる。
Further, in the present embodiment, the
また、本実施形態では、排出流路30cに、立ち上がり流路からなる圧力損失発生部36が設けられている。このため、予熱器12の第2流路12b内が液相の加熱媒体で満たされるので、予熱器12でのウォータハンマーの発生が抑制される。仮に、圧力損失発生部36が設けられていない場合、重力の影響により、予熱器12の第2流路12b内からの液相の加熱媒体の流出が促進される。そうすると、連結流路30bのうちスチームトラップ38よりも下流側の部位(予熱器12や排出流路30cを含む)の圧力が比較的小さくなるので、蒸発器10から流出した加熱媒体がスチームトラップ38を通過した後にフラッシュし、これにより気相の加熱媒体が生じる場合がある。この場合、予熱器12において、ウォータハンマー現象が生じ得る。
Further, in the present embodiment, the pressure
加えて、本実施形態では、制御部50は、排出流路30cのうち調整弁V3よりも下流側の部位の温度T6又は圧力Ps6が一定の範囲内に収まるように、調整弁V3の開度を調整する。このため、排出流路30cから排出される加熱媒体を有効に利用することができる。
In addition, in the present embodiment, the
(第2実施形態)
次に、図3を参照しながら、本発明の第2実施形態の熱エネルギー回収装置について説明する。なお、図3には、主に、第1実施形態とは異なる部分が示されている。第2実施形態では、第1実施形態と異なる部分についてのみ説明を行い、第1実施形態と同じ構造、作用及び効果の説明は省略する。
(2nd Embodiment)
Next, a heat energy recovery device according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 3 mainly shows a portion different from the first embodiment. In the second embodiment, only the portions different from the first embodiment will be described, and the description of the same structure, operation, and effects as those in the first embodiment will be omitted.
本実施形態では、圧力損失発生部36として、開度調整が可能な電磁開閉弁が用いられている。換言すれば、本実施形態では、第1実施形態の立ち上がり流路が省略されるとともに、調整弁V3が圧力損失発生部36を兼ねている。
In the present embodiment, an electromagnetic on-off valve capable of adjusting the opening degree is used as the pressure
制御部50は、排出流路30cのうち予熱器12と圧力損失発生部36との間の部位の圧力Ps4が、連結流路30bのうちスチームトラップ38と予熱器12との間の部位の圧力Ps3以上となるように、圧力損失発生部36(調整弁V3)の開度を調整する。なお、前記圧力Ps3は、連結流路30bのうちスチームトラップ38と予熱器12との間の部位に設けられた圧力センサ63により検出される。
The
本実施形態においても、予熱器12から流出した加熱媒体に対して簡単に圧力損失を生じさせることができる。
Also in the present embodiment, a pressure loss can be easily generated in the heating medium flowing out of the
(変形例)
図4に示すように、熱エネルギー回収装置では、必ずしも予熱器が設けられる必要はない。なお、予熱器が省略された場合、加熱媒体流路30のうちスチームトラップ38よりも下流側の部位並びに当該部位に設けられる構成も省略可能である。その他の構造は、図1と同様である。この場合であっても、蒸発器10の温度T1が規定値T0になるまで、蒸発器10への気相の加熱媒体(蒸気等)の流入量が次第に増加するので、蒸発器10の温度T1の急激な上昇が抑制される。さらに、蒸発器10の温度T1が規定値T0になるまでは、ポンプ20が停止しているので、蒸発器10への加熱媒体の急激な流入、すなわち、蒸発器10の温度T1の急上昇が、より確実に抑制される。
(Modification)
As shown in FIG. 4, in the thermal energy recovery device, it is not always necessary to provide a preheater. When the preheater is omitted, a portion of the heating
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。 It should be understood that the embodiments disclosed this time are illustrative in all aspects and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description of the embodiments, and includes all modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
例えば、流量調整部40は、単一の電磁弁により構成されてもよい。すなわち、流量調整部40のうちバイパス流路32及び第2開閉弁V2が省略され、第1開閉弁V1として、開度調整が可能な電磁弁が用いられてもよい。
For example, the flow
10 蒸発器
12 予熱器
13 エネルギー回収部
20 ポンプ
22 循環流路
30 加熱媒体流路
32 バイパス流路
34 ガス抜流路
36 圧力損失発生部
38 スチームトラップ
40 流量調整部
50 制御部
V1 第1開閉弁
V2 第2開閉弁
V3 調整弁
DESCRIPTION OF
Claims (14)
前記蒸発器から流出した加熱媒体と前記蒸発器に流入する前の作動媒体とを熱交換させることによって作動媒体を加熱する予熱器と、
前記蒸発器から流出した作動媒体からエネルギーを回収するエネルギー回収部と、
前記予熱器、前記蒸発器及び前記エネルギー回収部を接続するとともに前記作動媒体を流すための循環流路と、
前記循環流路に設けられたポンプと、
前記蒸発器及び前記予熱器に対し前記加熱媒体を供給する加熱媒体流路と、
前記加熱媒体流路のうち前記蒸発器よりも上流側の部位に設けられた流量調整部と、
制御部と、を備え、
前記制御部は、前記蒸発器の温度が規定値になるまで、前記ポンプを停止させた状態において、前記蒸発器への前記気相の加熱媒体の流入量が次第に増加するように前記流量調整部を制御する、熱エネルギー回収装置。 An evaporator that evaporates the working medium by exchanging heat between the gaseous heating medium and the working medium supplied from the outside,
A preheater that heats the working medium by exchanging heat between the heating medium flowing out of the evaporator and the working medium before flowing into the evaporator,
An energy recovery unit that recovers energy from the working medium flowing out of the evaporator,
A circulation flow path for connecting the preheater, the evaporator, and the energy recovery unit and flowing the working medium,
A pump provided in the circulation channel,
A heating medium flow path for supplying the heating medium to the evaporator and the preheater,
A flow rate adjustment unit provided at a position upstream of the evaporator in the heating medium flow path,
And a control unit,
The controller is configured to stop the pump until the temperature of the evaporator reaches a specified value. To control the heat energy recovery device.
前記制御部は、前記蒸発器の温度が前記規定値であるときに、前記加熱媒体流路のうち前記流量調整部と前記蒸発器との間の部位の圧力の方が、前記加熱媒体流路のうち前記予熱器よりも下流側の部位の圧力よりも高い状態が維持されるように、前記ポンプの回転数を上げる、熱エネルギー回収装置。 The thermal energy recovery device according to claim 1,
The controller is configured such that, when the temperature of the evaporator is the specified value, the pressure of a portion of the heating medium flow path between the flow rate adjusting unit and the evaporator is higher than the pressure of the heating medium flow path. A heat energy recovery device that increases the rotation speed of the pump so that a state that is higher than the pressure at a portion downstream of the preheater is maintained.
前記加熱媒体流路のうち前記蒸発器よりも下流側でかつ前記予熱器よりも上流側の部位に設けられたスチームトラップをさらに備え、
前記スチームトラップは、前記蒸発器から流出した加熱媒体のうち気相の加熱媒体の通過を禁止するとともに液相の加熱媒体の通過を許容する、熱エネルギー回収装置。 The thermal energy recovery device according to claim 2,
The heating medium flow path further comprises a steam trap provided at a position downstream of the evaporator and upstream of the preheater,
The thermal energy recovery device, wherein the steam trap prohibits passage of a gas phase heating medium among the heating medium flowing out of the evaporator and allows passage of a liquid phase heating medium.
前記加熱媒体流路のうち前記スチームトラップと前記予熱器との間の部位に設けられ、前記蒸発器から流出した加熱媒体のうち気相の加熱媒体を外部に排出させるガス抜流路をさらに備える、熱エネルギー回収装置。 The thermal energy recovery device according to claim 3,
A gas vent channel is provided in the heating medium channel between the steam trap and the preheater and configured to discharge a gas phase heating medium out of the heating medium flowing out of the evaporator to the outside. , Thermal energy recovery equipment.
前記流量調整部は、
前記加熱媒体流路のうち前記蒸発器よりも上流側の部位に設けられた第1開閉弁と、
前記第1開閉弁をバイパスするとともに前記加熱媒体流路の内径よりも小さな内径を有するバイパス流路と、
前記バイパス流路に設けられた第2開閉弁と、を有し、
前記第2開閉弁は、開度調整可能に構成されている、熱エネルギー回収装置。 The thermal energy recovery device according to any one of claims 1 to 4,
The flow rate adjusting unit,
A first on-off valve provided at a portion of the heating medium flow path upstream of the evaporator;
A bypass passage that bypasses the first on-off valve and has an inner diameter smaller than the inner diameter of the heating medium passage;
A second on-off valve provided in the bypass flow path,
The thermal energy recovery device, wherein the second on-off valve is configured to be capable of adjusting an opening degree.
前記制御部は、前記加熱媒体流路のうち前記流量調整部よりも上流側の部位の圧力と、前記加熱媒体流路のうち前記流量調整部と前記蒸発器との間の部位の圧力と、が互いに等しいときに、前記第1開閉弁を開く、熱エネルギー回収装置。 The thermal energy recovery device according to claim 5,
The control unit is a pressure of a portion of the heating medium flow path upstream of the flow rate adjustment unit, a pressure of a portion of the heating medium flow path between the flow rate adjustment unit and the evaporator, A heat energy recovery device that opens the first on-off valve when the values are equal to each other.
前記加熱媒体流路のうち前記予熱器よりも下流側の部位に圧力損失発生部が設けられており、
前記圧力損失発生部は、前記予熱器内が液相の加熱媒体で満たされるように、前記予熱器から流出した加熱媒体に対して圧力損失を与える、熱エネルギー回収装置。 The thermal energy recovery device according to any one of claims 1 to 6,
A pressure loss generating section is provided in a portion of the heating medium flow path downstream of the preheater,
The thermal energy recovery device, wherein the pressure loss generating section applies a pressure loss to the heating medium flowing out of the preheater so that the inside of the preheater is filled with a heating medium in a liquid phase.
前記圧力損失発生部は、前記加熱媒体流路の一部により構成されかつ上方に向かって立ち上がる形状を有する立ち上がり流路からなり、
前記立ち上がり流路の下流側の端部の位置は、前記予熱器のうち前記加熱媒体を前記予熱器内に流入させるための流入口の高さ位置と同じかそれ以上の高さ位置に設定されている、熱エネルギー回収装置。 The thermal energy recovery device according to claim 7,
The pressure loss generating section is configured by a rising channel having a shape configured by a part of the heating medium channel and rising upward.
The position of the downstream end of the rising flow path is set to a height position equal to or higher than the height position of an inlet of the preheater for flowing the heating medium into the preheater. Have a thermal energy recovery device.
前記加熱媒体流路のうち前記予熱器の下流側の部位に設けられており開度調整が可能な調整弁をさらに備え、
前記制御部は、前記加熱媒体流路のうち前記調整弁よりも下流側の部位の温度又は圧力が一定の範囲内に収まるように、前記調整弁の開度を調整する、熱エネルギー回収装置。 The thermal energy recovery device according to any one of claims 1 to 8,
The heating medium flow path further includes an adjustment valve that is provided at a downstream side of the preheater and that can adjust an opening degree,
The thermal energy recovery device, wherein the control unit adjusts an opening degree of the adjustment valve such that a temperature or a pressure of a portion of the heating medium flow path downstream of the adjustment valve falls within a certain range.
前記蒸発器から流出した作動媒体からエネルギーを回収するエネルギー回収部と、
前記蒸発器及び前記エネルギー回収部を接続するとともに前記作動媒体を流すための循環流路と、
前記循環流路に設けられたポンプと、
前記蒸発器に対し前記加熱媒体を供給する加熱媒体流路と、
前記加熱媒体流路のうち前記蒸発器よりも上流側の部位に設けられた流量調整部と、
制御部と、を備え、
前記制御部は、前記蒸発器の温度が規定値になるまで、前記ポンプを停止させた状態において、前記蒸発器への前記気相の加熱媒体の流入量が次第に増加するように前記流量調整部を制御する、熱エネルギー回収装置。 An evaporator that evaporates the working medium by exchanging heat between the gaseous heating medium and the working medium supplied from the outside,
An energy recovery unit that recovers energy from the working medium flowing out of the evaporator,
A circulation flow path for connecting the evaporator and the energy recovery unit and flowing the working medium,
A pump provided in the circulation channel,
A heating medium flow path for supplying the heating medium to the evaporator,
A flow rate adjustment unit provided at a position upstream of the evaporator in the heating medium flow path,
And a control unit,
The control unit is configured to stop the pump until the temperature of the evaporator reaches a specified value.In the state where the pump is stopped, the flow rate adjusting unit is configured to gradually increase the flow rate of the gaseous heating medium into the evaporator. To control the heat energy recovery device.
前記流量調整部は、
前記加熱媒体流路のうち前記蒸発器よりも上流側の部位に設けられた第1開閉弁と、
前記第1開閉弁をバイパスするとともに前記加熱媒体流路の内径よりも小さな内径を有するバイパス流路と、
前記バイパス流路に設けられた第2開閉弁と、を有し、
前記第2開閉弁は、開度調整可能に構成されている、熱エネルギー回収装置。 The thermal energy recovery device according to claim 10,
The flow rate adjusting unit,
A first on-off valve provided in a portion of the heating medium flow path upstream of the evaporator,
A bypass flow path that bypasses the first on-off valve and has an inner diameter smaller than the inner diameter of the heating medium flow path;
A second on-off valve provided in the bypass flow path,
The thermal energy recovery device, wherein the second on-off valve is configured to be capable of adjusting an opening degree.
前記制御部は、前記加熱媒体流路のうち前記流量調整部よりも上流側の部位の圧力と、
前記加熱媒体流路のうち前記流量調整部と前記蒸発器との間の部位の圧力と、が互いに等しいときに、前記第1開閉弁を開く、熱エネルギー回収装置。 The thermal energy recovery device according to claim 11,
The control unit is a pressure of a portion of the heating medium flow path upstream of the flow rate adjustment unit,
The thermal energy recovery device, wherein the first on-off valve is opened when a pressure in a portion of the heating medium flow path between the flow rate adjustment unit and the evaporator is equal to each other.
前記蒸発器から流出した加熱媒体と前記蒸発器に流入する前の作動媒体とを熱交換させることによって作動媒体を加熱する予熱器と、
前記蒸発器から流出した作動媒体からエネルギーを回収するエネルギー回収部と、
前記予熱器、前記蒸発器及び前記エネルギー回収部を接続するとともに前記作動媒体を流すための循環流路と、
前記循環流路に設けられたポンプと、
前記蒸発器及び前記予熱器に対し前記加熱媒体を供給する加熱媒体流路と、
を備える熱エネルギー回収装置の起動方法であって、
前記蒸発器及び前記予熱器に前記気相の加熱媒体の供給を開始する加熱媒体供給開始工程を含み、
前記加熱媒体供給開始工程では、前記蒸発器の温度が規定値になるまで、前記ポンプを停止させた状態において、前記蒸発器への前記気相の加熱媒体の流入量を次第に増加させる、熱エネルギー回収装置の起動方法。 An evaporator that evaporates the working medium by exchanging heat between the gaseous heating medium and the working medium supplied from the outside,
A preheater that heats the working medium by exchanging heat between the heating medium flowing out of the evaporator and the working medium before flowing into the evaporator,
An energy recovery unit that recovers energy from the working medium flowing out of the evaporator,
A circulation flow path for connecting the preheater, the evaporator, and the energy recovery unit and flowing the working medium,
A pump provided in the circulation channel,
A heating medium flow path for supplying the heating medium to the evaporator and the preheater,
A method for activating a thermal energy recovery device comprising:
A heating medium supply start step of starting supply of the gas phase heating medium to the evaporator and the preheater,
In the heating medium supply start step, until the temperature of the evaporator reaches a specified value, in a state where the pump is stopped, gradually increase the amount of the gaseous phase heating medium flowing into the evaporator, How to start the collection device.
前記加熱媒体流路のうち前記蒸発器よりも上流側の部位に流量調整部が設けられ、
前記ポンプの駆動を開始するポンプ駆動開始工程をさらに含み、
前記ポンプ駆動開始工程では、前記蒸発器の温度が前記規定値になったときに、前記加熱媒体流路のうち前記流量調整部と前記蒸発器との間の部位の圧力の方が、前記加熱媒体流路のうち前記予熱器よりも下流側の部位の圧力よりも高い状態が維持されるように、前記ポンプの回転数を上げる、熱エネルギー回収装置の起動方法。 The method for activating a thermal energy recovery device according to claim 13,
A flow rate adjustment unit is provided in a portion of the heating medium flow path upstream of the evaporator,
The method further includes a pump driving start step of starting driving of the pump,
In the pump driving start step, when the temperature of the evaporator reaches the specified value, the pressure of a portion of the heating medium flow path between the flow rate adjustment unit and the evaporator is increased by the heating. A method for activating a thermal energy recovery device, comprising: increasing the rotation speed of the pump so that a state higher than the pressure of a portion of the medium flow path downstream of the preheater is maintained.
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