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特開2024-114149水回収システム、水回収システムの運転方法、および、水回収システムの改造方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024114149
(43)【公開日】2024-08-23
(54)【発明の名称】水回収システム、水回収システムの運転方法、および、水回収システムの改造方法
(51)【国際特許分類】
F01K 23/10 20060101AFI20240816BHJP
F01K 25/10 20060101ALI20240816BHJP
F01D 25/32 20060101ALI20240816BHJP
F02C 6/18 20060101ALI20240816BHJP
【ＦＩ】
F01K23/10 U
F01K25/10 P
F01D25/32 C
F01K23/10 D
F02C6/18 A
【審査請求】有
【請求項の数】15
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023019707
(22)【出願日】2023-02-13
(71)【出願人】
【識別番号】000006208
【氏名又は名称】三菱重工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000785
【氏名又は名称】ＳＳＩＰ弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】麻尾 孝志
(72)【発明者】
【氏名】佐藤 和彦
(72)【発明者】
【氏名】吉田 正平
(72)【発明者】
【氏名】秋山 陵
【テーマコード（参考）】
3G081
【Ｆターム（参考）】
3G081BA02
3G081BA11
3G081BB04
3G081BC07
3G081BD00
(57)【要約】
【課題】ガスタービンコジェネシステムの発電効率を向上させた水回収システム、水回収システムの運転方法、および、水回収システムの改造方法を提供する。
【解決手段】水回収システムは、第１の有機媒体である第１循環低沸点作動媒体を蒸発させるための第１蒸発器と、蒸発した第１循環低沸点作動媒体から回転動力を得るように構成される第１タービンと、第１タービンに連結される第１発電機とを含む第１バイナリー発電系統を備える。第１蒸発器は、排熱回収ボイラから水回収装置に向かって流れる排ガスの少なくとも一部を熱源として、第１循環低沸点作動媒体を蒸発させるように構成される。
【選択図】図２
【解決手段】水回収システムは、第１の有機媒体である第１循環低沸点作動媒体を蒸発させるための第１蒸発器と、蒸発した第１循環低沸点作動媒体から回転動力を得るように構成される第１タービンと、第１タービンに連結される第１発電機とを含む第１バイナリー発電系統を備える。第１蒸発器は、排熱回収ボイラから水回収装置に向かって流れる排ガスの少なくとも一部を熱源として、第１循環低沸点作動媒体を蒸発させるように構成される。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ガスタービンコジェネシステムの排熱回収ボイラから排出される排ガスと冷媒水との熱交換によって前記排ガスから水分を回収するための水回収装置と、
前記水回収装置によって回収された前記水分を含む回収水を冷却するための回収水冷却器を含む回収水冷却系統と、
前記水回収装置から排出される前記回収水を前記回収水冷却器に導くと共に、前記回収水冷却器によって冷却された前記回収水を前記冷媒水として前記水回収装置に導くための回収水循環ラインと、
前記回収水循環ラインに配置される回収水循環ポンプと
を備える水回収システムであって、
第１の有機媒体である第１循環低沸点作動媒体を蒸発させるための第１蒸発器と、蒸発した前記第１循環低沸点作動媒体から回転動力を得るように構成される第１タービンと、前記第１タービンに連結される第１発電機とを含む第１バイナリー発電系統をさらに備え、
前記第１蒸発器は、前記排熱回収ボイラから前記水回収装置に向かって流れる前記排ガスの少なくとも一部を熱源として、前記第１循環低沸点作動媒体を蒸発させるように構成される
水回収システム。
前記水回収装置によって回収された前記水分を含む回収水を冷却するための回収水冷却器を含む回収水冷却系統と、
前記水回収装置から排出される前記回収水を前記回収水冷却器に導くと共に、前記回収水冷却器によって冷却された前記回収水を前記冷媒水として前記水回収装置に導くための回収水循環ラインと、
前記回収水循環ラインに配置される回収水循環ポンプと
を備える水回収システムであって、
第１の有機媒体である第１循環低沸点作動媒体を蒸発させるための第１蒸発器と、蒸発した前記第１循環低沸点作動媒体から回転動力を得るように構成される第１タービンと、前記第１タービンに連結される第１発電機とを含む第１バイナリー発電系統をさらに備え、
前記第１蒸発器は、前記排熱回収ボイラから前記水回収装置に向かって流れる前記排ガスの少なくとも一部を熱源として、前記第１循環低沸点作動媒体を蒸発させるように構成される
水回収システム。
【請求項2】
前記排熱回収ボイラから排出される前記排ガスを前記第１蒸発器に導くための第１排ガスラインと、
前記第１蒸発器から排出される前記排ガスを前記水回収装置に導くための第２排ガスラインと、
前記第１蒸発器をバイパスするように前記第１排ガスラインと前記第２排ガスラインに接続されるバイパス排ガスラインと、
前記第１蒸発器に流入する前記排ガスの流量と前記バイパス排ガスラインを流れる前記排ガスの流量の比率を変更するための排ガスダンパと
をさらに備える
請求項１に記載の水回収システム。
前記第１蒸発器から排出される前記排ガスを前記水回収装置に導くための第２排ガスラインと、
前記第１蒸発器をバイパスするように前記第１排ガスラインと前記第２排ガスラインに接続されるバイパス排ガスラインと、
前記第１蒸発器に流入する前記排ガスの流量と前記バイパス排ガスラインを流れる前記排ガスの流量の比率を変更するための排ガスダンパと
をさらに備える
請求項１に記載の水回収システム。
【請求項3】
前記第２排ガスラインが前記バイパス排ガスラインに接続される位置から前記水回収装置に向かって流れる前記排ガスの温度を計測するための水回収装置排ガス入口温度センサと、
前記水回収装置排ガス入口温度センサによって計測される前記温度が第１規定温度になるよう前記排ガスダンパを制御するためのコントローラと
をさらに備える
請求項２に記載の水回収システム。
前記水回収装置排ガス入口温度センサによって計測される前記温度が第１規定温度になるよう前記排ガスダンパを制御するためのコントローラと
をさらに備える
請求項２に記載の水回収システム。
【請求項4】
前記第１バイナリー発電系統は、
前記第１蒸発器と前記第１タービンの間で前記第１循環低沸点作動媒体が循環するための第１循環ラインと、
前記第１循環ラインに配置される第１循環ポンプを含む第１ポンプ装置と、
をさらに含み、
前記水回収システムは、
前記第２排ガスラインが前記バイパス排ガスラインに接続される位置から前記水回収装置に向かって流れる前記排ガスの温度を計測するための水回収装置排ガス入口温度センサと、
前記水回収装置排ガス入口温度センサによって計測される前記温度が第１規定温度になるよう、前記第１ポンプ装置から吐出される前記第１循環低沸点作動媒体の流量を制御するためのコントローラと
をさらに備える
請求項２または３に記載の水回収システム。
前記第１蒸発器と前記第１タービンの間で前記第１循環低沸点作動媒体が循環するための第１循環ラインと、
前記第１循環ラインに配置される第１循環ポンプを含む第１ポンプ装置と、
をさらに含み、
前記水回収システムは、
前記第２排ガスラインが前記バイパス排ガスラインに接続される位置から前記水回収装置に向かって流れる前記排ガスの温度を計測するための水回収装置排ガス入口温度センサと、
前記水回収装置排ガス入口温度センサによって計測される前記温度が第１規定温度になるよう、前記第１ポンプ装置から吐出される前記第１循環低沸点作動媒体の流量を制御するためのコントローラと
をさらに備える
請求項２または３に記載の水回収システム。
【請求項5】
前記第１循環低沸点作動媒体は、Ｒ－２４５ｆａ（ＨＦＣ－２４５ｆａ）である
請求項１乃至３の何れか１項に記載の水回収システム。
請求項１乃至３の何れか１項に記載の水回収システム。
【請求項6】
前記回収水冷却系統は、
第２の有機媒体である第２循環低沸点作動媒体を蒸発させるための第２蒸発器と、蒸発した前記第２循環低沸点作動媒体から回転動力を得るように構成される第２タービンと、前記第２タービンに連結される第２発電機とを有する第２バイナリー発電系統を含み、
前記第２蒸発器は、前記回収水循環ラインを流れる前記回収水の少なくとも一部を熱源として、前記第２循環低沸点作動媒体を蒸発させるように構成され、
前記回収水冷却器は、前記第２蒸発器を有する
請求項１乃至３の何れか１項に記載の水回収システム。
第２の有機媒体である第２循環低沸点作動媒体を蒸発させるための第２蒸発器と、蒸発した前記第２循環低沸点作動媒体から回転動力を得るように構成される第２タービンと、前記第２タービンに連結される第２発電機とを有する第２バイナリー発電系統を含み、
前記第２蒸発器は、前記回収水循環ラインを流れる前記回収水の少なくとも一部を熱源として、前記第２循環低沸点作動媒体を蒸発させるように構成され、
前記回収水冷却器は、前記第２蒸発器を有する
請求項１乃至３の何れか１項に記載の水回収システム。
【請求項7】
前記回収水循環ラインは、
前記水回収装置から排出される前記回収水を前記第２蒸発器に導くための発電用回収水供給ラインと、
前記第２蒸発器から排出される前記回収水を前記水回収装置に導くための発電用回収水排出ラインと、
前記第２蒸発器をバイパスするように、前記発電用回収水供給ラインと前記発電用回収水排出ラインとに接続する回収水バイパスラインと、
前記第２蒸発器に流入する前記回収水の流量と、前記回収水バイパスラインを流れる前記回収水の流量との比率を変更するための回収水流調弁と
をさらに含む
請求項６に記載の水回収システム。
前記水回収装置から排出される前記回収水を前記第２蒸発器に導くための発電用回収水供給ラインと、
前記第２蒸発器から排出される前記回収水を前記水回収装置に導くための発電用回収水排出ラインと、
前記第２蒸発器をバイパスするように、前記発電用回収水供給ラインと前記発電用回収水排出ラインとに接続する回収水バイパスラインと、
前記第２蒸発器に流入する前記回収水の流量と、前記回収水バイパスラインを流れる前記回収水の流量との比率を変更するための回収水流調弁と
をさらに含む
請求項６に記載の水回収システム。
【請求項8】
前記回収水循環ラインにおいて前記発電用回収水排出ラインが前記回収水バイパスラインに接続される位置から前記水回収装置に向かって流れる前記回収水の温度を計測するための水回収装置入口冷媒水温度センサと、
前記水回収装置入口冷媒水温度センサによって計測される前記温度が第２規定温度になるよう前記回収水流調弁を制御するためのコントローラと
をさらに備える
請求項７に記載の水回収システム。
前記水回収装置入口冷媒水温度センサによって計測される前記温度が第２規定温度になるよう前記回収水流調弁を制御するためのコントローラと
をさらに備える
請求項７に記載の水回収システム。
【請求項9】
前記回収水冷却器は、外部水と前記回収水との熱交換によって前記回収水を冷却するように構成される外部水利用型冷却器をさらに有し、
前記外部水利用型冷却器に流入する前記回収水は、前記第２蒸発器に流入する前記回収水と前記回収水バイパスラインを流れる前記回収水とを有する
請求項７に記載の水回収システム。
前記外部水利用型冷却器に流入する前記回収水は、前記第２蒸発器に流入する前記回収水と前記回収水バイパスラインを流れる前記回収水とを有する
請求項７に記載の水回収システム。
【請求項10】
前記第２バイナリー発電系統は、
前記第２蒸発器と前記第２タービンの間で前記第２循環低沸点作動媒体が循環するための第２循環ラインと、
前記第２循環ラインに配置される第２循環ポンプを含む第２ポンプ装置と、
をさらに含み、
前記水回収システムは、
前記回収水循環ラインにおいて前記発電用回収水排出ラインが前記回収水バイパスラインに接続される位置から前記水回収装置に流れる前記回収水の温度を計測するための水回収装置入口冷媒水温度センサと、
前記水回収装置入口冷媒水温度センサによって計測される前記温度が第２規定温度になるよう前記第２ポンプ装置を制御するためのコントローラと
をさらに備える
請求項７に記載の水回収システム。
前記第２蒸発器と前記第２タービンの間で前記第２循環低沸点作動媒体が循環するための第２循環ラインと、
前記第２循環ラインに配置される第２循環ポンプを含む第２ポンプ装置と、
をさらに含み、
前記水回収システムは、
前記回収水循環ラインにおいて前記発電用回収水排出ラインが前記回収水バイパスラインに接続される位置から前記水回収装置に流れる前記回収水の温度を計測するための水回収装置入口冷媒水温度センサと、
前記水回収装置入口冷媒水温度センサによって計測される前記温度が第２規定温度になるよう前記第２ポンプ装置を制御するためのコントローラと
をさらに備える
請求項７に記載の水回収システム。
【請求項11】
前記第２循環低沸点作動媒体は、Ｒ－２４５ｆａ（ＨＦＣ－２４５ｆａ）である
請求項６に記載の水回収システム。
請求項６に記載の水回収システム。
【請求項12】
前記回収水循環ラインは、
前記水回収装置から排出される前記回収水を前記回収水冷却器に導くための回収水排出ラインと、
前記回収水冷却器によって冷却された前記回収水を前記冷媒水として前記水回収装置に導くための回収水供給ラインと、
前記回収水排出ラインに接続される高温給水ラインであって、前記回収水排出ラインから取り出された前記回収水を、前記排熱回収ボイラに供給するためのボイラ給水を貯める補給水タンクに導くための高温給水ラインと、
前記回収水供給ラインに接続される低温給水ラインであって、前記回収水供給ラインから取り出された前記回収水を前記補給水タンクに導くための低温給水ラインと、
前記低温給水ラインを流れる前記回収水に対して、不純物を除去する処理を施すための水処理装置と
をさらに備える
請求項１乃至３の何れか１項に記載の水回収システム。
前記水回収装置から排出される前記回収水を前記回収水冷却器に導くための回収水排出ラインと、
前記回収水冷却器によって冷却された前記回収水を前記冷媒水として前記水回収装置に導くための回収水供給ラインと、
前記回収水排出ラインに接続される高温給水ラインであって、前記回収水排出ラインから取り出された前記回収水を、前記排熱回収ボイラに供給するためのボイラ給水を貯める補給水タンクに導くための高温給水ラインと、
前記回収水供給ラインに接続される低温給水ラインであって、前記回収水供給ラインから取り出された前記回収水を前記補給水タンクに導くための低温給水ラインと、
前記低温給水ラインを流れる前記回収水に対して、不純物を除去する処理を施すための水処理装置と
をさらに備える
請求項１乃至３の何れか１項に記載の水回収システム。
【請求項13】
ガスタービンコジェネシステムの排熱回収ボイラから排出される排ガスと冷媒水との熱交換によって前記排ガスから水分を回収するための水回収装置と、
前記水回収装置によって回収された前記水分を含む回収水を冷却するための回収水冷却器を含む回収水冷却系統と、
前記水回収装置から排出される前記回収水を前記回収水冷却器に導くと共に、前記回収水冷却器によって冷却された前記回収水を前記冷媒水として前記水回収装置に導くための回収水循環ラインと、
前記回収水循環ラインに配置される回収水循環ポンプと
を備える水回収システムの運転方法であって、
前記水回収システムは、
第１の有機媒体である第１循環低沸点作動媒体を蒸発させるための第１蒸発器と、蒸発した前記第１循環低沸点作動媒体から回転動力を得るように構成される第１タービンと、前記第１タービンに連結される第１発電機とを含む第１バイナリー発電系統と、
前記排熱回収ボイラから排出される前記排ガスを前記第１蒸発器に導くための第１排ガスラインと、
前記第１蒸発器から排出される前記排ガスを前記水回収装置に導くための第２排ガスラインと、
前記第１蒸発器をバイパスするように前記第１排ガスラインと前記第２排ガスラインに接続されると共に、前記水回収装置に接続されるバイパス排ガスラインと、
前記第２排ガスライン及び前記バイパス排ガスラインの接続点と前記水回収装置とを接続する合流排ガスラインと、
前記第１蒸発器に流入する前記排ガスの流量と前記バイパス排ガスラインを流れる前記排ガスの流量の比率を変更するための排ガスダンパと
前記バイパス排ガスラインにおいて前記第２排ガスラインが前記バイパス排ガスラインに接続される位置よりも下流を流れる前記排ガスの温度を計測するための水回収装置排ガス入口温度センサと、をさらに備え、
前記水回収システムの運転方法は、
前記水回収装置排ガス入口温度センサによって計測される前記温度が第１規定温度になるよう前記排ガスダンパを制御する排ガスダンパ制御ステップを備える
水回収システムの運転方法。
前記水回収装置によって回収された前記水分を含む回収水を冷却するための回収水冷却器を含む回収水冷却系統と、
前記水回収装置から排出される前記回収水を前記回収水冷却器に導くと共に、前記回収水冷却器によって冷却された前記回収水を前記冷媒水として前記水回収装置に導くための回収水循環ラインと、
前記回収水循環ラインに配置される回収水循環ポンプと
を備える水回収システムの運転方法であって、
前記水回収システムは、
第１の有機媒体である第１循環低沸点作動媒体を蒸発させるための第１蒸発器と、蒸発した前記第１循環低沸点作動媒体から回転動力を得るように構成される第１タービンと、前記第１タービンに連結される第１発電機とを含む第１バイナリー発電系統と、
前記排熱回収ボイラから排出される前記排ガスを前記第１蒸発器に導くための第１排ガスラインと、
前記第１蒸発器から排出される前記排ガスを前記水回収装置に導くための第２排ガスラインと、
前記第１蒸発器をバイパスするように前記第１排ガスラインと前記第２排ガスラインに接続されると共に、前記水回収装置に接続されるバイパス排ガスラインと、
前記第２排ガスライン及び前記バイパス排ガスラインの接続点と前記水回収装置とを接続する合流排ガスラインと、
前記第１蒸発器に流入する前記排ガスの流量と前記バイパス排ガスラインを流れる前記排ガスの流量の比率を変更するための排ガスダンパと
前記バイパス排ガスラインにおいて前記第２排ガスラインが前記バイパス排ガスラインに接続される位置よりも下流を流れる前記排ガスの温度を計測するための水回収装置排ガス入口温度センサと、をさらに備え、
前記水回収システムの運転方法は、
前記水回収装置排ガス入口温度センサによって計測される前記温度が第１規定温度になるよう前記排ガスダンパを制御する排ガスダンパ制御ステップを備える
水回収システムの運転方法。
【請求項14】
ガスタービンコジェネシステムの排熱回収ボイラから排出される排ガスと冷媒水との熱交換によって前記排ガスから水分を回収するための水回収装置と、
前記水回収装置によって回収された前記水分を含む回収水を冷却するための回収水冷却器を含む回収水冷却系統と、
前記水回収装置から排出される前記回収水を前記回収水冷却器に導くと共に、前記回収水冷却器によって冷却された前記回収水を前記冷媒水として前記水回収装置に導くための回収水循環ラインと、
前記回収水循環ラインに配置される回収水循環ポンプと
を備える水回収システムの改造方法であって、
第１の有機媒体である第１循環低沸点作動媒体を蒸発させるための第１蒸発器と、蒸発した前記第１循環低沸点作動媒体から回転動力を得るように構成される第１タービンと、前記第１タービンに連結される第１発電機とを含む第１バイナリー発電系統を追設する第１バイナリー発電系統追設ステップと、
前記排熱回収ボイラから排出される前記排ガスを前記第１蒸発器に導くための第１排ガスラインと、前記第１蒸発器から排出される前記排ガスを前記水回収装置に導くための第２排ガスラインとを追設する排ガスライン追設ステップと、
を備える水回収システムの改造方法。
前記水回収装置によって回収された前記水分を含む回収水を冷却するための回収水冷却器を含む回収水冷却系統と、
前記水回収装置から排出される前記回収水を前記回収水冷却器に導くと共に、前記回収水冷却器によって冷却された前記回収水を前記冷媒水として前記水回収装置に導くための回収水循環ラインと、
前記回収水循環ラインに配置される回収水循環ポンプと
を備える水回収システムの改造方法であって、
第１の有機媒体である第１循環低沸点作動媒体を蒸発させるための第１蒸発器と、蒸発した前記第１循環低沸点作動媒体から回転動力を得るように構成される第１タービンと、前記第１タービンに連結される第１発電機とを含む第１バイナリー発電系統を追設する第１バイナリー発電系統追設ステップと、
前記排熱回収ボイラから排出される前記排ガスを前記第１蒸発器に導くための第１排ガスラインと、前記第１蒸発器から排出される前記排ガスを前記水回収装置に導くための第２排ガスラインとを追設する排ガスライン追設ステップと、
を備える水回収システムの改造方法。
【請求項15】
ガスタービンコジェネシステムの排熱回収ボイラから排出される排ガスと冷媒水との熱交換によって前記排ガスから水分を回収するための水回収装置と、
前記水回収装置によって回収された前記水分を含む回収水を冷却するための回収水冷却器を含む回収水冷却系統と、
前記水回収装置から排出される前記回収水を前記回収水冷却器に導くと共に、前記回収水冷却器によって冷却された前記回収水を前記冷媒水として前記水回収装置に導くための回収水循環ラインと、
前記回収水循環ラインに配置される回収水循環ポンプと
第１の有機媒体である第１循環低沸点作動媒体を蒸発させるための第１蒸発器と、蒸発した前記第１循環低沸点作動媒体から回転動力を得るように構成される第１タービンと、前記第１タービンに連結される第１発電機とを含む第１バイナリー発電系統とを備え、
前記第１蒸発器は、前記排熱回収ボイラから前記水回収装置に向かって流れる前記排ガスの少なくとも一部を熱源として、前記第１循環低沸点作動媒体を蒸発させるように構成される水回収システムの改造方法であって、
第２の有機媒体である第２循環低沸点作動媒体を蒸発させるための第２蒸発器と、蒸発した前記第２循環低沸点作動媒体から回転動力を得るように構成される第２タービンと、前記第２タービンに連結される第２発電機とを有する第２バイナリー発電系統であって、前記第２蒸発器は、前記回収水循環ラインを流れる前記回収水の少なくとも一部を熱源として、前記第２循環低沸点作動媒体を蒸発させるように構成された第２バイナリー発電系統を追設する第２バイナリー発電系統追設ステップと、
前記水回収装置から排出される前記回収水を前記第２蒸発器に導くための発電用回収水供給ラインと、前記第２蒸発器から排出される前記回収水を前記水回収装置に導くための発電用回収水排出ラインとを追設する発電用回収水ライン追設ステップと
を備える水回収システムの改造方法。
前記水回収装置によって回収された前記水分を含む回収水を冷却するための回収水冷却器を含む回収水冷却系統と、
前記水回収装置から排出される前記回収水を前記回収水冷却器に導くと共に、前記回収水冷却器によって冷却された前記回収水を前記冷媒水として前記水回収装置に導くための回収水循環ラインと、
前記回収水循環ラインに配置される回収水循環ポンプと
第１の有機媒体である第１循環低沸点作動媒体を蒸発させるための第１蒸発器と、蒸発した前記第１循環低沸点作動媒体から回転動力を得るように構成される第１タービンと、前記第１タービンに連結される第１発電機とを含む第１バイナリー発電系統とを備え、
前記第１蒸発器は、前記排熱回収ボイラから前記水回収装置に向かって流れる前記排ガスの少なくとも一部を熱源として、前記第１循環低沸点作動媒体を蒸発させるように構成される水回収システムの改造方法であって、
第２の有機媒体である第２循環低沸点作動媒体を蒸発させるための第２蒸発器と、蒸発した前記第２循環低沸点作動媒体から回転動力を得るように構成される第２タービンと、前記第２タービンに連結される第２発電機とを有する第２バイナリー発電系統であって、前記第２蒸発器は、前記回収水循環ラインを流れる前記回収水の少なくとも一部を熱源として、前記第２循環低沸点作動媒体を蒸発させるように構成された第２バイナリー発電系統を追設する第２バイナリー発電系統追設ステップと、
前記水回収装置から排出される前記回収水を前記第２蒸発器に導くための発電用回収水供給ラインと、前記第２蒸発器から排出される前記回収水を前記水回収装置に導くための発電用回収水排出ラインとを追設する発電用回収水ライン追設ステップと
を備える水回収システムの改造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、ガスタービンコジェネシステムを構成する排熱回収ボイラの排ガスから水分を回収するための水回収システム、水回収システムの運転方法、および、水回収システムの改造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、ガスタービンコジェネシステムを構成する排熱回収ボイラの排ガスから水分を回収するための水回収システムが知られている。例えば、特許文献１に開示される水回収システムは、排熱回収ボイラの排ガスと循環水との熱交換によって水分を回収するように構成された水回収装置を備える。回収された水分を含む循環水は、循環水ポンプの動力によって、水回収装置と循環水冷却器との間を循環する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０２１－０６００１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上記構成では、排熱回収ボイラの排ガスが保有する熱量の一部が回収水によって回収されるだけであり、当該熱量が有効に活用されているとは言い難く、ガスタービンコジェネシステムの更なる発電効率の向上が望まれる。
【0005】
本開示の目的は、ガスタービンコジェネシステムの発電効率を向上させた水回収システム、水回収システムの運転方法、および、水回収システムの改造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示の少なくとも一実施形態に係る水回収システムは、
ガスタービンコジェネシステムの排熱回収ボイラから排出される排ガスと冷媒水との熱交換によって前記排ガスから水分を回収するための水回収装置と、
前記水回収装置によって回収された前記水分を含む回収水を冷却するための回収水冷却器を含む回収水冷却系統と、
前記水回収装置から排出される前記回収水を前記回収水冷却器に導くと共に、前記回収水冷却器によって冷却された前記回収水を前記冷媒水として前記水回収装置に導くための回収水循環ラインと、
前記回収水循環ラインに配置される回収水循環ポンプと
を備える水回収システムであって、
第１の有機媒体である第１循環低沸点作動媒体を蒸発させるための第１蒸発器と、蒸発した前記第１循環低沸点作動媒体から回転動力を得るように構成される第１タービンと、前記第１タービンに連結される第１発電機とを含む第１バイナリー発電系統をさらに備え、
前記第１蒸発器は、前記排熱回収ボイラから前記水回収装置に向かって流れる前記排ガスの少なくとも一部を熱源として、前記第１循環低沸点作動媒体を蒸発させるように構成される。
ガスタービンコジェネシステムの排熱回収ボイラから排出される排ガスと冷媒水との熱交換によって前記排ガスから水分を回収するための水回収装置と、
前記水回収装置によって回収された前記水分を含む回収水を冷却するための回収水冷却器を含む回収水冷却系統と、
前記水回収装置から排出される前記回収水を前記回収水冷却器に導くと共に、前記回収水冷却器によって冷却された前記回収水を前記冷媒水として前記水回収装置に導くための回収水循環ラインと、
前記回収水循環ラインに配置される回収水循環ポンプと
を備える水回収システムであって、
第１の有機媒体である第１循環低沸点作動媒体を蒸発させるための第１蒸発器と、蒸発した前記第１循環低沸点作動媒体から回転動力を得るように構成される第１タービンと、前記第１タービンに連結される第１発電機とを含む第１バイナリー発電系統をさらに備え、
前記第１蒸発器は、前記排熱回収ボイラから前記水回収装置に向かって流れる前記排ガスの少なくとも一部を熱源として、前記第１循環低沸点作動媒体を蒸発させるように構成される。
【0007】
ここでバイナリー発電系統とは、例えばタービンの排ガスが保有する熱であってもよい未利用低温排熱を直接的または間接的な加熱源として、有機媒体のランキンサイクルに適用した発電系統である。つまり、バイナリー発電系統では、未利用低温排熱の少なくとも一部がランキンサイクルを構成する蒸発器に加熱源として利用され、かつ、蒸発器で生成された有機媒体蒸気がタービンを回すことで発電がなされる。
【0008】
本開示の一実施形態に係る水回収システムの運転方法は、
ガスタービンコジェネシステムの排熱回収ボイラから排出される排ガスと冷媒水との熱交換によって前記排ガスから水分を回収するための水回収装置と、
前記水回収装置によって回収された前記水分を含む回収水を冷却するための回収水冷却器を含む回収水冷却系統と、
前記水回収装置から排出される前記回収水を前記回収水冷却器に導くと共に、前記回収水冷却器によって冷却された前記回収水を前記冷媒水として前記水回収装置に導くための回収水循環ラインと、
前記回収水循環ラインに配置される回収水循環ポンプと
を備える水回収システムの運転方法であって、
前記水回収システムは、
第１の有機媒体である第１循環低沸点作動媒体を蒸発させるための第１蒸発器と、蒸発した前記第１循環低沸点作動媒体から回転動力を得るように構成される第１タービンと、前記第１タービンに連結される第１発電機とを含む第１バイナリー発電系統と、
前記排熱回収ボイラから排出される前記排ガスを前記第１蒸発器に導くための第１排ガスラインと、
前記第１蒸発器から排出される前記排ガスを前記水回収装置に導くための第２排ガスラインと、
前記第１蒸発器をバイパスするように前記第１排ガスラインと前記第２排ガスラインに接続されるバイパス排ガスラインと、
前記第２排ガスライン及び前記バイパス排ガスラインの接続点と前記水回収装置とを接続する合流排ガスラインと、
前記第１蒸発器に流入する前記排ガスの流量と前記バイパス排ガスラインを流れる前記排ガスの流量の比率を変更するための排ガスダンパと
前記合流排ガスラインにおいて前記第２排ガスラインが前記バイパス排ガスラインに接続される位置よりも下流を流れる前記排ガスの温度を計測するための水回収装置排ガス入口温度センサと、をさらに備え、
前記水回収システムの運転方法は、
前記水回収装置排ガス入口温度センサによって計測される前記温度が第１規定温度になるよう前記排ガスダンパを制御する排ガスダンパ制御ステップを備える。
ガスタービンコジェネシステムの排熱回収ボイラから排出される排ガスと冷媒水との熱交換によって前記排ガスから水分を回収するための水回収装置と、
前記水回収装置によって回収された前記水分を含む回収水を冷却するための回収水冷却器を含む回収水冷却系統と、
前記水回収装置から排出される前記回収水を前記回収水冷却器に導くと共に、前記回収水冷却器によって冷却された前記回収水を前記冷媒水として前記水回収装置に導くための回収水循環ラインと、
前記回収水循環ラインに配置される回収水循環ポンプと
を備える水回収システムの運転方法であって、
前記水回収システムは、
第１の有機媒体である第１循環低沸点作動媒体を蒸発させるための第１蒸発器と、蒸発した前記第１循環低沸点作動媒体から回転動力を得るように構成される第１タービンと、前記第１タービンに連結される第１発電機とを含む第１バイナリー発電系統と、
前記排熱回収ボイラから排出される前記排ガスを前記第１蒸発器に導くための第１排ガスラインと、
前記第１蒸発器から排出される前記排ガスを前記水回収装置に導くための第２排ガスラインと、
前記第１蒸発器をバイパスするように前記第１排ガスラインと前記第２排ガスラインに接続されるバイパス排ガスラインと、
前記第２排ガスライン及び前記バイパス排ガスラインの接続点と前記水回収装置とを接続する合流排ガスラインと、
前記第１蒸発器に流入する前記排ガスの流量と前記バイパス排ガスラインを流れる前記排ガスの流量の比率を変更するための排ガスダンパと
前記合流排ガスラインにおいて前記第２排ガスラインが前記バイパス排ガスラインに接続される位置よりも下流を流れる前記排ガスの温度を計測するための水回収装置排ガス入口温度センサと、をさらに備え、
前記水回収システムの運転方法は、
前記水回収装置排ガス入口温度センサによって計測される前記温度が第１規定温度になるよう前記排ガスダンパを制御する排ガスダンパ制御ステップを備える。
【0009】
本開示の一実施形態に係る水回収システムの改造方法は、
ガスタービンコジェネシステムの排熱回収ボイラから排出される排ガスと冷媒水との熱交換によって前記排ガスから水分を回収するための水回収装置と、
前記水回収装置によって回収された前記水分を含む回収水を冷却するための回収水冷却器を含む回収水冷却系統と、
前記水回収装置から排出される前記回収水を前記回収水冷却器に導くと共に、前記回収水冷却器によって冷却された前記回収水を前記冷媒水として前記水回収装置に導くための回収水循環ラインと、
前記回収水循環ラインに配置される回収水循環ポンプと
を備える水回収システムの改造方法であって、
第１の有機媒体である第１循環低沸点作動媒体を蒸発させるための第１蒸発器と、蒸発した前記第１循環低沸点作動媒体から回転動力を得るように構成される第１タービンと、前記第１タービンに連結される第１発電機とを含む第１バイナリー発電系統を追設する第１バイナリー発電系統追設ステップと、
前記排熱回収ボイラから排出される前記排ガスを前記第１蒸発器に導くための第１排ガスラインと、前記第１蒸発器から排出される前記排ガスを前記水回収装置に導くための第２排ガスラインとを追設する排ガスライン追設ステップと、
を備える。
ガスタービンコジェネシステムの排熱回収ボイラから排出される排ガスと冷媒水との熱交換によって前記排ガスから水分を回収するための水回収装置と、
前記水回収装置によって回収された前記水分を含む回収水を冷却するための回収水冷却器を含む回収水冷却系統と、
前記水回収装置から排出される前記回収水を前記回収水冷却器に導くと共に、前記回収水冷却器によって冷却された前記回収水を前記冷媒水として前記水回収装置に導くための回収水循環ラインと、
前記回収水循環ラインに配置される回収水循環ポンプと
を備える水回収システムの改造方法であって、
第１の有機媒体である第１循環低沸点作動媒体を蒸発させるための第１蒸発器と、蒸発した前記第１循環低沸点作動媒体から回転動力を得るように構成される第１タービンと、前記第１タービンに連結される第１発電機とを含む第１バイナリー発電系統を追設する第１バイナリー発電系統追設ステップと、
前記排熱回収ボイラから排出される前記排ガスを前記第１蒸発器に導くための第１排ガスラインと、前記第１蒸発器から排出される前記排ガスを前記水回収装置に導くための第２排ガスラインとを追設する排ガスライン追設ステップと、
を備える。
【0010】
本開示の一実施形態に係る水回収システムの改造方法は、
ガスタービンコジェネシステムの排熱回収ボイラから排出される排ガスと冷媒水との熱交換によって前記排ガスから水分を回収するための水回収装置と、
前記水回収装置によって回収された前記水分を含む回収水を冷却するための回収水冷却器を含む回収水冷却系統と、
前記水回収装置から排出される前記回収水を前記回収水冷却器に導くと共に、前記回収水冷却器によって冷却された前記回収水を前記冷媒水として前記水回収装置に導くための回収水循環ラインと、
前記回収水循環ラインに配置される回収水循環ポンプと
第１の有機媒体である第１循環低沸点作動媒体を蒸発させるための第１蒸発器と、蒸発した前記第１循環低沸点作動媒体から回転動力を得るように構成される第１タービンと、前記第１タービンに連結される第１発電機とを含む第１バイナリー発電系統とを備え、
前記第１蒸発器は、前記排熱回収ボイラから前記水回収装置に向かって流れる前記排ガスの少なくとも一部を熱源として、前記第１循環低沸点作動媒体を蒸発させるように構成される水回収システムの改造方法であって、
第２の有機媒体である第２循環低沸点作動媒体を蒸発させるための第２蒸発器と、蒸発した前記第２循環低沸点作動媒体から回転動力を得るように構成される第２タービンと、前記第２タービンに連結される第２発電機とを有する第２バイナリー発電系統であって、前記第２蒸発器は、前記回収水循環ラインを流れる前記回収水の少なくとも一部を熱源として、前記第２循環低沸点作動媒体を蒸発させるように構成された第２バイナリー発電系統を追設する第２バイナリー発電系統追設ステップと、
前記水回収装置から排出される前記回収水を前記第２蒸発器に導くための発電用回収水供給ラインと、前記第２蒸発器から排出される前記回収水を前記水回収装置に導くための発電用回収水排出ラインとを追設する発電用回収水ライン追設ステップと
を備える。
ガスタービンコジェネシステムの排熱回収ボイラから排出される排ガスと冷媒水との熱交換によって前記排ガスから水分を回収するための水回収装置と、
前記水回収装置によって回収された前記水分を含む回収水を冷却するための回収水冷却器を含む回収水冷却系統と、
前記水回収装置から排出される前記回収水を前記回収水冷却器に導くと共に、前記回収水冷却器によって冷却された前記回収水を前記冷媒水として前記水回収装置に導くための回収水循環ラインと、
前記回収水循環ラインに配置される回収水循環ポンプと
第１の有機媒体である第１循環低沸点作動媒体を蒸発させるための第１蒸発器と、蒸発した前記第１循環低沸点作動媒体から回転動力を得るように構成される第１タービンと、前記第１タービンに連結される第１発電機とを含む第１バイナリー発電系統とを備え、
前記第１蒸発器は、前記排熱回収ボイラから前記水回収装置に向かって流れる前記排ガスの少なくとも一部を熱源として、前記第１循環低沸点作動媒体を蒸発させるように構成される水回収システムの改造方法であって、
第２の有機媒体である第２循環低沸点作動媒体を蒸発させるための第２蒸発器と、蒸発した前記第２循環低沸点作動媒体から回転動力を得るように構成される第２タービンと、前記第２タービンに連結される第２発電機とを有する第２バイナリー発電系統であって、前記第２蒸発器は、前記回収水循環ラインを流れる前記回収水の少なくとも一部を熱源として、前記第２循環低沸点作動媒体を蒸発させるように構成された第２バイナリー発電系統を追設する第２バイナリー発電系統追設ステップと、
前記水回収装置から排出される前記回収水を前記第２蒸発器に導くための発電用回収水供給ラインと、前記第２蒸発器から排出される前記回収水を前記水回収装置に導くための発電用回収水排出ラインとを追設する発電用回収水ライン追設ステップと
を備える。
【発明の効果】
【0011】
本開示によれば、ガスタービンコジェネシステムの発電効率を向上させた水回収システム、水回収システムの運転方法、および、水回収システムの改造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】一実施形態に係るガスタービンコジェネシステムの概略図である。
【図2】一実施形態に係る水回収システムの概略図である。
【図3】一実施形態に係る第１バイナリー発電系統の概略図である。
【図4A】第１実施形態に係る水回収システムの概略図である。
【図4B】第２実施形態に係る水回収システムの概略図である。
【図4C】第３実施形態に係る水回収システムの概略図である。
【図5】一実施形態に係る排ガスの流量と水回収システムの電力回収量との関係を示すグラフである。
【図6】一実施形態に係る排ガスの流量と水回収システムの冷却熱負荷との関係を示すグラフである。
【図7】一実施形態に係る水回収システム運転処理を示すフローチャートである。
【図8】一実施形態に係る水回収システムの改造方法を示すフローチャートである。
【図9】一実施形態に係る改造前の水回収システムの概略図である。
【図10】一実施形態に係る水回収システムの改造方法を示すフローチャートである。
【図11】一実施形態に係る別の改造前の水回収システムの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、添付図面を参照して本開示の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本開示の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
なお、同様の構成については同じ符号を付し説明を省略することがある。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
なお、同様の構成については同じ符号を付し説明を省略することがある。
【0014】
＜１．ガスタービンコジェネシステム１０の概要＞
図１は、本開示の一実施形態に係るガスタービンコジェネシステム１０の概略図である。以下の説明では、「ガスタービンコジェネシステム１０」を単に「コジェネシステム１０」と略記する場合がある。
図１は、本開示の一実施形態に係るガスタービンコジェネシステム１０の概略図である。以下の説明では、「ガスタービンコジェネシステム１０」を単に「コジェネシステム１０」と略記する場合がある。
【0015】
コジェネシステム１０は、ガスタービン９と燃料供給系統４を備える。ガスタービン９は、圧縮機入口空気６から圧縮空気７を生成するための圧縮機１６と、燃料供給系統４によって供給される燃料を燃焼させるとともに圧縮空気７を高温化して燃焼ガス１２を生成するための燃焼器３と、燃焼器３から排出される燃焼ガス１２を駆動源として回転するためのタービン２と、タービン２に連結される発電機５とを備える。燃焼器３は一例として拡散型燃焼器である。発電機５はタービン２の駆動よって発電を行うように構成される。コジェネシステム１０に入力される発電デマンドに応じて燃料供給系統４から燃焼器３に燃料が供給され、タービン２から排出される排ガス１３の保有する熱量は変動する。より具体的には、発電デマンドが上昇するほど燃焼器３の燃焼室の温度が上昇するように燃料供給系統４から燃料が供給され、発電デマンドが上昇するほど排ガス１３の保有熱量は増大する。発電機５の発電量はコジェネシステム１０の負荷であると了解される。
【0016】
燃料供給系統４は、起動用燃料供給ライン７６と燃料ガス供給ライン７８を含む。起動用燃料供給ライン７６は、起動用燃料供給設備７７によって供給される起動用燃料を燃焼器３に導くように構成される。燃料ガス供給ライン７８は、燃料ガス供給設備７９によって供給される燃料ガスを燃焼器３に導くように構成される。起動用燃料は、例えば、ＬＰガス、重油、軽油、灯油、またはこれらの組み合わせである。他の例に係る起動用燃料はＬＮＧであってもよい。燃料ガスは、オフガス、ＬＰガス、水素ガス、アンモニアガス、メタンガス、または、これらのガスの任意の組み合わせなどである。
【0017】
起動用燃料供給ライン７６と燃料ガス供給ライン７８にはそれぞれ開閉弁７６Ａ，７８Ａが設けられている。これら開閉弁の開閉制御が実行されることで、燃焼器３に供給される燃料は起動用燃料または燃料ガスに選択的に切り替わるようになっている。より具体的には、ガスタービン９の起動時には、開閉弁７６Ａは開放され開閉弁７８Ａは閉止される。これにより、起動用燃料供給ライン７６が専ら起動用燃料を燃焼器３に供給し、燃焼器３では１種類の起動用燃料の専焼が起こる。ガスタービン９の起動完了後、開閉弁７６Ａは閉止され開閉弁７８Ａは開放される。これにより、起動用燃料の供給は終了し、燃料ガス供給ライン７８が燃料ガスを供給する。以下では、起動用燃料と燃料ガスを総称して単に「燃料」という場合がある。
【0018】
コジェネシステム１０は排熱回収ボイラ１４をさらに備える。排熱回収ボイラ１４は、タービン２から排出される燃焼ガス１２である排ガス１３を熱源として、ボイラ給水からボイラ蒸気を生成するように構成される。ボイラ給水は、排熱回収ボイラ１４に供給するための水である。排熱回収ボイラ１４から排出されるボイラ蒸気は、蒸気供給配管２１によって蒸気需要体１１に導かれるようになっている。本例の蒸気需要体１１は蒸気タービンである。他の例に係る蒸気需要体１１は、複合発電プラントの蒸気タービンあるいは産業用プロセス装置などであってもよい。
【0019】
本開示の必須の構成要素ではないが、コジェネシステム１０は、蒸気供給配管２１から抽気したボイラ蒸気を燃焼器３に供給するための蒸気抽気配管１３０を備える。同図で例示される蒸気抽気配管１３０は、ボイラ蒸気を燃焼器３におけるヘッドエンド（図示外）側に供給するための上流側蒸気配管１３１と、ボイラ蒸気を燃焼器３におけるタービン２側に供給するための下流側蒸気配管１３２とを含む。
【0020】
コジェネシステム１０は、排熱回収ボイラ１４から排出される排ガス１３が流れるための排出ライン５７と、排出ライン５７を流れる排ガス１３を排気塔３０に導くための排気ライン２９と、排出ライン５７から排出される排ガス１３中の水分を回収するための水回収システム４０とをさらに備える。排気ライン２９には排気ダンパ３１が設けられている。排気ダンパ３１が閉止している間、排ガス１３は排気ライン２９を流れず、水回収システム４０に導かれる。水回収システム４０の詳細は後述する。
【0021】
本開示の必須の構成要素ではないが、コジェネシステム１０は、水回収システム４０によって回収された水分を含む回収水をボイラ給水として貯める補給水タンク１７と、補給水タンク１７に補給水を供給するための給水ライン１５と、補給水タンク１７と排熱回収ボイラ１４とに接続される給水ライン１９と、給水ライン１９に設けられる給水ポンプ１８と、給水ライン１９における余剰水を排水するための余剰水ライン２２とを備える。補給水タンク１７に貯留されるボイラ給水は給水ライン１９を流れて排熱回収ボイラ１４に供給されるようになっている。排熱回収ボイラ１４に供給されるボイラ給水の温度は、コジェネシステム１０の効率の向上の観点から、高い方が好ましい。
【0022】
コジェネシステム１０は、コジェネシステム１０を構成する各種機器の制御をするためのコントローラ９０をさらに備える。コントローラ９０によって制御される各種機器には、開閉弁７６Ａ，７８Ａ、および、排気ダンパ３１が含まれる。コントローラ９０はコンピュータによって構成されており、プロセッサ、メモリ、及び外部通信インタフェースを備える。プロセッサは、ＣＰＵ、ＧＰＵ、ＭＰＵ、ＤＳＰ、又はこれらの組み合わせなどである。他の実施形態に係るプロセッサは、ＰＬＤ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、またはＭＣＵ等の集積回路により実現されてもよい。メモリ（記録媒体）は、各種データを一時的または非一時的に記憶するように構成され、例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、またはフラッシュメモリの少なくとも１つによって実現される。メモリにロードされたプログラムの命令にしたがって、プロセッサは各種制御処理を実行する。また、コントローラ９０は、コジェネシステム１０を構成する複数の制御盤の一つを構成するＤＣＳ盤であってもよい。
【0023】
＜２．水回収システム４０＞
図２は、本開示の一実施形態に係る水回収システム４０の概略図である。図３は、本開示の一実施形態に係る第１バイナリー発電系統１１０の概略図である。図４Ａは、第１実施形態に係る水回収システム４０Ａ（４０）の概略図である。図４Ｂは、第２実施形態に係る水回収システム４０Ｂ（４０）の概略図である。本例の水回収システム４０Ａ，４０Ｂは、後述する第１バイナリー発電系統１１０（図２参照）を備える。但し本開示はこれに限定されず、他の例に係る水回収システム４０Ａ，４０Ｂは第１バイナリー発電系統１１０を備えなくてもよい。
図２は、本開示の一実施形態に係る水回収システム４０の概略図である。図３は、本開示の一実施形態に係る第１バイナリー発電系統１１０の概略図である。図４Ａは、第１実施形態に係る水回収システム４０Ａ（４０）の概略図である。図４Ｂは、第２実施形態に係る水回収システム４０Ｂ（４０）の概略図である。本例の水回収システム４０Ａ，４０Ｂは、後述する第１バイナリー発電系統１１０（図２参照）を備える。但し本開示はこれに限定されず、他の例に係る水回収システム４０Ａ，４０Ｂは第１バイナリー発電系統１１０を備えなくてもよい。
【0024】
＜２－１．水回収システム４０の排ガス供給系統＞
図２に示すように、水回収システム４０は、水回収装置３３と、排出ライン５７を流れる排ガス１３を水回収装置３３に導くための排ガス供給ライン１４５と、排ガス供給ライン１４５を流れる排ガス１３を熱源にして発電をするための第１バイナリー発電系統１１０とを備える。水回収装置３３は、排出ライン５７から流入する排ガス１３と後述の冷媒水との熱交換によって排ガス１３から水分を回収するように構成される。水回収装置３３は、排出ライン５７と接続する排ガス流入口３３１を含む。
図２に示すように、水回収システム４０は、水回収装置３３と、排出ライン５７を流れる排ガス１３を水回収装置３３に導くための排ガス供給ライン１４５と、排ガス供給ライン１４５を流れる排ガス１３を熱源にして発電をするための第１バイナリー発電系統１１０とを備える。水回収装置３３は、排出ライン５７から流入する排ガス１３と後述の冷媒水との熱交換によって排ガス１３から水分を回収するように構成される。水回収装置３３は、排出ライン５７と接続する排ガス流入口３３１を含む。
【0025】
幾つかの実施形態に係る排ガス供給ライン１４５は、排ガス１３を第１バイナリー発電系統１１０に導くための第１排ガスライン１４１と、第１バイナリー発電系統１１０から排出される排ガス１３を水回収装置３３に導くための第２排ガスライン１４２と、第１バイナリー発電系統１１０をバイパスするように第１排ガスライン１４１と第２排ガスライン１４２に接続されるバイパス排ガスライン１４３と、排ガス流入口３３１に接続される合流排ガスライン１４４とを含む。合流排ガスライン１４４の上流端は、第２排ガスライン１４２とバイパス排ガスライン１４３とに接続されている。第２排ガスライン１４２を流れる排ガス１３とバイパス排ガスライン１４３を流れる排ガス１３は、合流排ガスライン１４４の上流端にて合流し、排ガス流入口３３１に流入する。
【0026】
図３で例示される第１バイナリー発電系統１１０は、第１の有機媒体である第１循環低沸点作動媒体が循環するランキンサイクルを利用して発電を行うように構成される。第１循環低沸点作動媒体の沸点は水の沸点よりも低い。本例では、第１循環低沸点作動媒体としてＲ－２４５ｆａ（ＨＦＣ－２４５ｆａ）が採用される。他の例に係る第１循環低沸点作動媒体は、ＨＦＣ－２４５ｃａであってもよい。
【0027】
第１バイナリー発電系統１１０は、第１循環低沸点作動媒体を蒸発させるための第１蒸発器１１１と、蒸発した第１循環低沸点作動媒体から回転動力を得るように構成される第１タービン１１２と、第１タービン１１２に連結される第１発電機１１３と、第１蒸発器１１１および第１タービン１１２の間で第１循環低沸点作動媒体が循環するための第１循環ライン１１９とを備える。
【0028】
第１蒸発器１１１は、排熱回収ボイラ１４（図１参照）から水回収装置３３に向かって流れる排ガス１３の少なくとも一部を熱源にして第１循環ライン１１９を蒸発させるように構成される。より具体的には、第１排ガスライン１４１によって導かれる排ガス１３が、第１蒸発器１１１の熱源として利用されるようになっている。第１蒸発器１１１で熱源として利用された排ガス１３は、第２排ガスライン１４２に排出される。第１蒸発器１１１に流入する排ガス１３の保有熱量が大きいほど、第１蒸発器１１１における入熱量は大きく第１バイナリー発電系統１１０の発電量は大きい。なお、第１蒸発器１１１は、フィンアンドチューブ熱交換器によって構成される。
【0029】
第１循環ライン１１９には、第１タービン１１２から排出される第１循環低沸点作動媒体を凝縮させるための第１凝縮器１１４と、第１ポンプ装置１１５とがさらに配置される。第１凝縮器１１４は、第１冷却源１１８から供給される例えば海水などの冷却水を利用して、第１循環ライン１１９を凝縮するように構成される。第１ポンプ装置１１５は、第１循環ポンプ１１５Ａと第１流調弁１１５Ｂとを含む。第１循環ポンプ１１５Ａの回転数と第１流調弁１１５Ｂの開度は既述のコントローラ９０によって制御され、これにより第１蒸発器１１１に送られる第１循環低沸点作動媒体流量は制御される。
【0030】
図２に戻り、水回収システム４０は、排ガス流量比率を制御するための排ガスダンパ１５０をさらに備える。ここで、排ガス流量比率は、第１バイナリー発電系統１１０の第１蒸発器１１１に流入する排ガス１３の流量と、バイパス排ガスライン１４３を流れる排ガス１３の流量との比率である。本例の排ガスダンパ１５０は、第１排ガスライン１４１に配置される第１排ガスダンパ１５１、第２排ガスライン１４２に配置される第２排ガスダンパ１５２、および、バイパス排ガスダンパ１５３に配置されるバイパス排ガスダンパ１５３を含む。これらのダンパの開度がコントローラ９０によって制御されることで、排ガス流量比率が調整され、水回収装置３３の排ガス流入口３３１における排ガス１３の温度が制御される（排ガス１３の温度制御の詳細例は後述する）。なお、排ガス流量比率はガスタービン９の負荷に応じて変化するが、ガスタービン９が定格運転される間（部分負荷運転）では、第１蒸発器１１１に流入する排ガス１３の流量は、定格運転時ガス量に対する部分負荷運転時ガス量比相当とし、バイパス排ガスライン１４３を流れる排ガス１３の流量は、水回収装置入口排ガス温度が所定温度となる様に制御される。
【0031】
＜２－２．水回収システム４０の回収水系統＞
図２で示される水回収装置３３は、排ガス供給ライン１４５の合流排ガスライン１４４によって導かれる排ガス１３と冷媒水とを気液接触させることで排ガス１３中の水分を回収水として回収するように構成される。より詳細な一例として、水回収装置３３は、排ガス１３と冷媒水とが流入する熱交換容器１３５と、熱交換容器１３５の内部で冷媒水を散水するための散水装置３４と、熱交換容器１３５の内部で散水装置３４の下方に位置する充填物３５とを含む。熱交換容器１３５には上述の排ガス流入口３３１が形成されている。散水装置３４によって散水される冷媒水は充填物３５を介して、排ガス流入口３３１から流入する排ガス１３と熱交換を行う。これにより、排ガス１３中の水分が凝縮する。凝縮した水分を含む冷媒水は落下し、熱交換容器１３５の下部を構成する貯水槽１３６に回収水として貯まる。なお、水分を回収された排ガス１３は、水回収装置３３の上部に設けられた排ガス流出口３３２から排出される。
図２で示される水回収装置３３は、排ガス供給ライン１４５の合流排ガスライン１４４によって導かれる排ガス１３と冷媒水とを気液接触させることで排ガス１３中の水分を回収水として回収するように構成される。より詳細な一例として、水回収装置３３は、排ガス１３と冷媒水とが流入する熱交換容器１３５と、熱交換容器１３５の内部で冷媒水を散水するための散水装置３４と、熱交換容器１３５の内部で散水装置３４の下方に位置する充填物３５とを含む。熱交換容器１３５には上述の排ガス流入口３３１が形成されている。散水装置３４によって散水される冷媒水は充填物３５を介して、排ガス流入口３３１から流入する排ガス１３と熱交換を行う。これにより、排ガス１３中の水分が凝縮する。凝縮した水分を含む冷媒水は落下し、熱交換容器１３５の下部を構成する貯水槽１３６に回収水として貯まる。なお、水分を回収された排ガス１３は、水回収装置３３の上部に設けられた排ガス流出口３３２から排出される。
【0032】
水回収システム４０は、水回収装置３３の貯水槽１３６から排出される回収水を冷却するための回収水冷却器５５を含む回収水冷却系統５０と、水回収装置３３と回収水冷却器５５との間で回収水が循環するための回収水循環ライン４３と、回収水循環ライン４３に配置される回収水循環ポンプ３８とをさらに備える。回収水冷却系統５０の詳細は後述する。一例として、回収水循環ポンプ３８はインバータが搭載されたポンプであり、回収水循環ポンプ３８の回転数はコントローラ９０によって制御される。
【0033】
本例の回収水循環ライン４３は、貯水槽１３６から排出される回収水を回収水冷却器５５に導くための回収水排出ライン３９と、回収水冷却器５５によって冷却された回収水を冷媒水として熱交換容器１３５に導くための回収水供給ライン４２とを含む。図２の例では、回収水循環ポンプ３８は回収水排出ライン３９に配置される。なお、冷媒水とは、回収水冷却器５５によって冷却された回収水である。複数の回収水冷却器５５が直列に配置される場合には（図４Ｂ参照）、最下流の各回収水冷却器５５から水回収装置３３に向かって流れる回収水が冷媒水である。また複数の回収水冷却器５５が並列に配置される場合には（図４Ｃ参照）、各回収水冷却器５５から水回収装置３３に向かって流れる回収水が冷媒水である。水回収装置３３の熱交換容器１３５は、冷媒水が流入するための冷媒水流入口３３３を含む。
【0034】
上記構成を有する水回収システム４０の動作概要は以下の通りである（図１～図３参照）。排気ダンパ３１が閉止している間、排熱回収ボイラ１４から排出される排ガス１３の一部は、第１排ガスライン１４１を経由して第１蒸発器１１１に流入し、残る排ガス１３はバイパス排ガスライン１４３を流れる。第１蒸発器１１１で冷却された排ガス１３は、第２排ガスライン１４２を流れた後、バイパス排ガスライン１４３を流れる排ガス１３と合流する。その後、排ガス１３は合流排ガスライン１４４によって水回収装置３３に導かれる。水回収装置３３に流入した排ガス１３は、冷媒水との熱交換によって水分を回収され、排ガス１３は排ガス流出口３３２から排出される。
【0035】
他方、水回収装置３３から排出される回収水は、回収水循環ポンプ３８の駆動によって、回収水排出ライン３９を経由して回収水冷却器５５に流入する。回収水冷却器５５によって冷却された回収水は冷媒水として回収水供給ライン４２を流れて、水回収装置３３に戻る。
【0036】
また、第１バイナリー発電系統１１０の第１蒸発器１１１において排ガス１３との熱交換により蒸発した第１循環低沸点作動媒体は第１タービン１１２に流入し、第１発電機１１３は発電を行う。第１タービン１１２から排出される第１循環低沸点作動媒体は、第１凝縮器１１４において凝縮し、凝縮した液相の第１循環低沸点作動媒体は第１ポンプ装置１１５の動力によって第１蒸発器１１１に戻る。
【0037】
上記構成によれば、排熱回収ボイラ１４の出口において排ガス１３が保有する熱量であるボイラ出口排ガス熱量を利用して第１バイナリー発電系統１１０が発電を行うので、コジェネシステム１０全体の発電効率を向上できる。また、ボイラ出口排ガス熱量がガスタービン９の負荷変動に伴って変動しても、第１バイナリー発電系統１１０がボイラ出口排ガス熱量の一部を回収するので、排ガス流入口３３１において排ガス１３が保有する熱量である水回収入口排ガス熱量が上昇するのを抑制できる。これにより、水回収装置３３において排ガス１３と冷媒水との間で必要となる熱交換量が上昇するのを抑制でき、回収水循環ライン４３における回収水の循環流量が増大するのを抑制できる。よって、水回収システム４０の消費電力量を抑えることができ、コジェネシステム１０全体の発電効率はさらに向上する。加えて、ガスタービン９の負荷が変動しても、水回収入口排ガス熱量の変動量を抑えることができるので、変動に応じた水回収システム４０の応答性を、第１バイナリー発電系統１１０が設けられない場合に比べて相対的に向上させることができる。
【0038】
なお、排ガス供給ライン１４５は、バイパス排ガスライン１４３を含まなくてもよい。この場合には、排出ライン５７を流れる全ての排ガス１３が第１排ガスライン１４１を経由して第１蒸発器１１１に流入し、第１蒸発器１１１から排出される排ガス１３が第２排ガスライン１４２を経由して水回収装置３３に流入する。この場合でも上記利点は得られる。
【0039】
また、水回収システム４０が、第１排ガスライン１４１、第２排ガスライン１４２、バイパス排ガスライン１４３、および排ガスダンパ１５０を備える構成によれば、ボイラ出口排ガス熱量の変動に応じて、排ガス流量比率を調整することが可能になる。従って、ガスタービン９の負荷が変動しても、排ガス流入口３３１における排ガス１３の温度を安定化させることができる。これにより、回収水循環ライン４３における回収水の循環流量が増大するのを抑制できるので、水回収システム４０の消費電力量を抑えることができ、コジェネシステム１０全体の発電効率を向上させることができる。また、第１バイナリー発電系統１１０に異常が起きた場合には、第１排ガスライン１４１と第２排ガスライン１４２を閉止することで第１排ガスライン１４１と第２排ガスライン１４２に排ガス１３を流さず、水回収装置３３に排ガス１３を流すことができる。これにより、水回収システム４０が運転を継続しながら第１バイナリー発電系統１１０の点検および修繕を実行できる。
【0040】
また、第１循環低沸点作動媒体がＲ－２４５ｆａ（ＨＦＣ－２４５ｆａ）である構成によれば、Ｒ－２４５ｆａのオゾン破壊係数がゼロであり、かつ、Ｒ－２４５ｆａの地球温暖化係数が比較的低いので、水回収システム４０は周辺環境への悪影響を低減させることができる。
【0041】
＜２－３．水回収システム４０の追加的な構成要素＞
図３に示すように、水回収システム４０は、水回収装置排ガス入口温度センサ９２をさらに備えてもよい。水回収装置排ガス入口温度センサ９２は、合流排ガスライン１４４を流れる排ガス１３の温度を計測するように構成される。換言すると、水回収装置排ガス入口温度センサ９２は、第２排ガスライン１４２がバイパス排ガスライン１４３に接続される位置Ｐ１から水回収装置３３の排ガス流入口３３１に向かって流れる排ガス１３の温度を計測するように構成される。なお、水回収装置排ガス入口温度センサ９２が排ガス流入口３３１に設けられる場合であっても、計測される温度は、位置Ｐ１から排ガス流入口３３１に向かって流れる排ガス１３の温度を指し示していると了解される。
図３に示すように、水回収システム４０は、水回収装置排ガス入口温度センサ９２をさらに備えてもよい。水回収装置排ガス入口温度センサ９２は、合流排ガスライン１４４を流れる排ガス１３の温度を計測するように構成される。換言すると、水回収装置排ガス入口温度センサ９２は、第２排ガスライン１４２がバイパス排ガスライン１４３に接続される位置Ｐ１から水回収装置３３の排ガス流入口３３１に向かって流れる排ガス１３の温度を計測するように構成される。なお、水回収装置排ガス入口温度センサ９２が排ガス流入口３３１に設けられる場合であっても、計測される温度は、位置Ｐ１から排ガス流入口３３１に向かって流れる排ガス１３の温度を指し示していると了解される。
【0042】
コントローラ９０は、水回収装置排ガス入口温度センサ９２によって計測される温度である排ガス入口温度を制御するように構成される。より具体的には、排ガス入口温度が第１規定温度になるよう、コントローラ９０は排ガスダンパ１５０を制御するように構成される。さらに詳細には、排ガス入口温度が第１規定温度を上回るのであれば、コントローラ９０は、第１排ガスダンパ１５１と第２排ガスダンパ１５２の開度を増大させ、かつ、バイパス排ガスダンパ１５３の開度を減少させる。これにより、第１蒸発器１１１において冷却される排ガス１３の流量が増大するので、水回収装置排ガス入口温度は減少する。反対に、水回収装置排ガス入口温度が第１規定温度を下回るのであれば、コントローラ９０は第１排ガスダンパ１５１と第２排ガスダンパ１５２の開度を減少させ、かつ、バイパス排ガスダンパ１５３の開度を増大させる。これにより、水回収装置排ガス入口温度は増大する。なお、排ガスダンパ１５０は、第１排ガスダンパ１５１または第２排ガスダンパ１５２のいずれか一方を含まなくてもよい。この場合であっても、排ガス流量比率の制御は可能である。
【0043】
上記構成によれば、ガスタービン９の負荷が変動しても、コントローラ９０が排ガスダンパ１５０を制御することで排ガス流量比率を調整でき、水回収装置３３に流入する排ガス１３の温度を調整できる。これにより、排ガス流入口３３１における排ガス１３の温度を第１規定温度に安定化させることができ、回収水循環ライン４３における回収水の循環流量が増大するのを抑制できる。よって、水回収システム４０の消費電力量を抑えることができる。
【0044】
また、図３で示されるコントローラ９０は、水回収装置排ガス入口温度が第１規定温度になるよう第１ポンプ装置１１５から吐出される第１循環低沸点作動媒体の流量を制御するように構成される。より具体的には、水回収装置排ガス入口温度が第１規定温度を上回るのであれば、コントローラ９０は、第１ポンプ装置１１５を制御して第１循環低沸点作動媒体の循環流量を増大させる。さらに詳細には、第１蒸発器１１１に流入する排ガス１３の流量が増大することに応じて第１循環低沸点作動媒体の循環流量が増大するよう、コントローラ９０は第１循環ポンプ１１５Ａの回転数を増大させ、かつ、第１流調弁１１５Ｂの開度を増大させる。これにより、第１蒸発器１１１から排出される排ガス１３の流量および温度がいずれも低下し、水回収装置排ガス入口温度は下がる。反対に、水回収装置排ガス入口温度が第１規定温度を下回るのであれば、コントローラ９０は第１ポンプ装置１１５を制御して第１循環低沸点作動媒体の循環流量を減少させる。これにより、水回収装置排ガス入口温度は上がる。
【0045】
なお、第１蒸発器１１１に流入する排ガス１３の流量は、第１排ガスダンパ１５１の開度を示す信号をコントローラ９０が第１排ガスダンパ１５１から取得することで特定される。あるいは、第１排ガスライン１４１に配置される排ガス流量計（図示外）の計測結果に基づき、第１蒸発器１１１に流入する排ガス１３の流量は特定されてもよい。
【0046】
上記構成によれば、ガスタービン９の負荷が変動しても、コントローラ９０は第１ポンプ装置１１５の制御を通じて、第２排ガスライン１４２を流れる排ガス１３の温度を調整する。これにより、排ガス流入口３３１における排ガス１３の温度を安定化させることができる。回収水循環ライン４３における回収水の循環流量が増大するのを抑制できるので、水回収システム４０の消費電力量を抑えることができる。
【0047】
図２に示すように、本開示の必須の構成要素ではないが、水回収システム４０は、水回収装置排ガス出口温度センサ９９をさらに備える。水回収装置排ガス出口温度センサ９９は、排ガス流出口３３２における排ガス１３の温度を計測するように構成される。本例では、水回収装置排ガス出口温度センサ９９によって計測される温度である水回収装置排ガス出口温度が規定排出温度になるよう、コントローラ９０は回収水循環ポンプ３８を制御する。より具体的には、水回収装置排ガス出口温度が規定排出温度を上回る場合には、コントローラ９０は回収水循環ポンプ３８の回転数を増大させ、水回収装置３３に流入する冷媒水の流量を増大させる。これにより、排ガス１３と冷媒水との熱交換量が増え、水回収装置排ガス出口温度は下がる。反対に、水回収装置排ガス出口温度が規定排出温度を下回るのであれば、コントローラ９０は回収水循環ポンプ３８の回転数を減少させる。これにより、水回収装置排ガス出口温度は上昇する。
【0048】
なお、規定排出温度は以下の考えに基づき設定される。規定排出温度を低く設定するほど、水回収装置３３での排ガス１３の温度の低下量が増大するので、水回収装置３３が回収する水分の量は増大する。しかしながら、規定排出温度を低く設定するほど、回収水冷却系統５０の冷却熱負荷は増え、回収水冷却系統５０の消費電力量は増大してしまう。そこで本例では、水回収装置３３の水分回収量の増大と回収水冷却系統５０の消費電力量の増大とのバランスがとれるような水回収装置３３での熱交換量が特定されて、規定排出温度は設定されている。
ただし、規定排出温度の設定が上記のような考えに基づいて設定されることに本開示は限定されない。例えば、大気に放出される排ガス１３の温度を定めた規制がしかれた地域にコジェネシステム１０が設置されるのであれば、規定排出温度は当該規制に則り設定される。
ただし、規定排出温度の設定が上記のような考えに基づいて設定されることに本開示は限定されない。例えば、大気に放出される排ガス１３の温度を定めた規制がしかれた地域にコジェネシステム１０が設置されるのであれば、規定排出温度は当該規制に則り設定される。
【0049】
図２に示すように、本開示の必須の構成要素ではないが、水回収システム４０は、回収水を補給水タンク１７に導くための給水ライン３７をさらに備え、給水ライン３７は、高温給水ライン４４と低温給水ライン４７とを含む。高温給水ライン４４は、回収水排出ライン３９に接続されており、回収水排出ライン３９から取り出された回収水を補給水タンク１７に導くように構成される。回収水排出ライン３９から取り出される回収水は、排ガス１３から回収された熱を有するため、比較的高い温度を有する。低温給水ライン４７は、回収水供給ライン４２に接続されており、回収水供給ライン４２から取り出された回収水を補給水タンク１７に導くように構成される。回収水供給ライン４２から取り出される回収水は、回収水冷却器５５による冷却処理が施されているため、比較的低い温度を有する。
【0050】
低温給水ライン４７には、水回収システム４０の構成要素である水処理装置４６が設けられている。水処理装置４６は、低温給水ライン４７を流れる回収水に対して例えば腐食要因となる硫黄などの不純物を除去する処理を施すように構成される。不純物は燃焼器３での燃焼に伴って生じ、排ガス１３に混入することがある。この不純物の少なくとも一部は、水回収装置３３での排ガス１３と冷媒水との熱交換により、回収水に溶解する。水処理装置４６が、回収水に含まれる不純物を除去することで、補給水タンク１７に貯留されるボイラ給水に不純物が含まれることが抑制される。一般に、処理される水の温度が低い方が、水処理装置４６における不純物除去の処理能力は向上する。回収水の温度が高い場合、水処理装置４６を構成するイオン交換樹脂１４６が損傷する可能性があり、不純物除去の処理能力が低下する虞がある。
【0051】
高温給水ライン４４には高温給水開閉弁４８が設けられ、低温給水ライン４７には低温給水開閉弁４５が設けられている。例えばＬＰガスがガスタービン９の起動用燃料として燃焼器３に供給される場合、排ガス１３に混入する不純物の量は許容値未満である。この場合、高温給水開閉弁４８は開放され、不純物の除去処理を要さない高温の回収水が、高温給水ライン４４を経由して補給水タンク１７に流入する（このとき、低温給水開閉弁４５は閉止されている。）。補給水タンク１７から排熱回収ボイラ１４に供給されるボイラ給水の温度を高くできるので、コジェネシステム１０の効率は向上する。
【0052】
他方で、ガスタービン９の起動後に、燃料ガスとしてのオフガスが燃焼器３に供給される場合、排ガス１３中の不純物の量が許容値以上、且つ、許容上限値未満となることがある。この場合、高温給水開閉弁４８が閉止され、低温給水開閉弁４５が開放され、不純物の除去処理を要する低温の回収水が、低温給水ライン４７に設けられる水処理装置４６を経由して、補給水タンク１７に流入する。よって、給水ライン１９および排熱回収ボイラ１４などのコジェネシステム１０を構成する機器に不純物が付着するのが回避され、コジェネシステム１０の劣化を抑制できる。
【0053】
なお、高温給水開閉弁４８と低温給水開閉弁４５の開閉タイミングは、上記の例に本開示は限定されない。例えば、起動用燃料として重油が燃焼器３に供給される場合、排ガス１３に含まれる不純物の量が許容上限値以上となる。この場合には、コントローラ９０は、排気ダンパ３１を開放して、排ガスダンパ１５０を閉止する。このとき、排ガス１３は水回収システム４０に流れることなく排気塔３０から排出される。その後、起動用燃料が重油から灯油に切り替わると、排ガス１３中の不純物が許容値以上、且つ、許容上限値未満となり、低温給水開閉弁４５が開放される（高温給水開閉弁４８の閉止状態は維持される）。その後、起動用燃料から燃料ガスとしての水素ガスが燃焼器３に供給される場合、排ガス１３に混入する不純物の量は許容値未満となる。このとき、高温給水開閉弁４８は開放され、低温給水開閉弁４５は閉止される。
【0054】
上記構成によれば、高温給水ライン４４は、不純物の除去を必要としない回収水を補給水タンク１７に導く。この回収水は、回収水冷却器５５よりも上流を流れる高温の回収水であるので、補給水タンク１７に貯まるボイラ給水の温度が低下するのを抑制できる。結果、排熱回収ボイラ１４がボイラ蒸気を生成するのに要する熱量を低減でき、コジェネシステム１０の熱効率は向上する。他方で、低温給水ライン４７は、不純物の除去を必要とする回収水を、水処理装置４６を経由して補給水タンク１７に導く。この回収水は、回収水冷却器５５よりも下流側を流れる低温の回収水であるので、水処理装置４６の不純物除去機能が低下するのを抑制できる。従って、水回収装置３３において回収される回収水に不純物が含まれる場合でも、当該回収水を破棄することなく補給水タンク１７に供給することができる。以上より、排ガス１３から回収される回収水をボイラ給水として無駄なく再利用できると共に、発電効率を向上させた水回収システム４０が実現される。なお回収水は、蒸気噴射水分と燃焼生成水分があり、蒸気噴射水分はボイラ給水として再利用されるが、燃焼生成水分は余剰水として系外に排出され再利用される。
【0055】
＜２－４．第１実施形態に係る回収水冷却系統５０Ａ（５０）＞
図４Ａは、第１実施形態に係る回収水冷却系統５０Ａ（５０）を備える水回収システム４０Ａ（４０）の概略図である。
図４Ａは、第１実施形態に係る回収水冷却系統５０Ａ（５０）を備える水回収システム４０Ａ（４０）の概略図である。
【0056】
図４Ａで示すように、回収水冷却系統５０Ａは第２バイナリー発電系統２２０を含む。第２の有機媒体である第２循環低沸点作動媒体が循環するランキンサイクルを利用して発電を行うように構成される。第２循環低沸点作動媒体の沸点は水の沸点よりも低い。本例では、第２循環低沸点作動媒体としてＲ－２４５ｆａ（ＨＦＣ－２４５ｆａ）が採用される。他の例に係る第２循環低沸点作動媒体は、ＨＦＣ－２４５ｃａであってもよい。
【0057】
第２バイナリー発電系統２２０は、第２循環低沸点作動媒体を蒸発させるための第２蒸発器２２１と、蒸発した第２循環低沸点作動媒体から回転動力を得るように構成される第２タービン２２２と、第２タービン２２２に連結される第２発電機２２３と、第２蒸発器２２１および第２タービン２２２の間で第２循環ライン２２９が循環するための第２循環ライン２２９とを備える。
【0058】
回収水冷却器５５Ａ（５５）に含まれる第２蒸発器２２１は、水回収システム４０Ａ（４０）の回収水循環ライン４３Ａ（４３）を流れる回収水の少なくとも一部を熱源として、第２循環低沸点作動媒体を蒸発させるように構成される。より具体的には、回収水循環ライン４３Ａは、貯水槽１３６から排出される回収水を第２蒸発器２２１に導くための発電用回収水供給ライン６１と、第２蒸発器２２１から排出される回収水を水回収装置３３に導くための発電用回収水排出ライン６２と、第２蒸発器２２１をバイパスするように発電用回収水供給ライン６１と発電用回収水排出ライン６２とに接続される回収水バイパスライン６３とを含む。図４Ａの例では、回収水排出ライン３９は、発電用回収水供給ライン６１と回収水バイパスライン６３とに接続されており、回収水供給ライン４２は、発電用回収水排出ライン６２と回収水バイパスライン６３とに接続される。また同図の例では、第２蒸発器２２１（即ち回収水冷却器５５Ａ）から排出される回収水である冷媒水は、発電用回収水排出ライン６２と回収水供給ライン４２を順に経由して水回収装置３３に導かれる。
【0059】
なお、第２蒸発器２２１は、例えばプレート式熱交換器である。プレート式熱交換器は、回収水と第２循環低沸点作動媒体が互いに反対方向に流れる向流型であってもよいし、回収水と第２循環低沸点作動媒体が互いに同じ方向に流れる並流型であってもよい。
【0060】
第２循環ライン２２９には、第２タービン２２２から排出される第２循環低沸点作動媒体を凝縮させるための第２凝縮器２２４と、第２ポンプ装置２２５とがさらに配置される。第２凝縮器２２４は、第２冷却源２２８から供給される例えば海水やＬＮＧ冷熱などの冷却水を利用して、第２循環低沸点作動媒体を凝縮させるように構成される。第２ポンプ装置２２５は、第２凝縮器２２４から排出される液相の第２循環低沸点作動媒体を第２蒸発器２２１に戻すように構成される。第２ポンプ装置２２５は、第２循環ポンプ２２５Ａと第２流調弁２２５Ｂとを含む。第２循環ポンプ２２５Ａの回転数と第２流調弁２２５Ｂの開度はコントローラ９０によって制御され、これにより第２蒸発器２２１に送られる第２循環低沸点作動媒体の流量は制御される。
【0061】
回収水循環ライン４３Ａは、回収水流量比率を制御するための回収水流調弁６５をさらに含む。ここで、回収水流量比率は、第２蒸発器２２１に流入する回収水の流量と、回収水バイパスライン６３を流れる回収水の流量との比率である。本例の回収水流調弁６５は、発電用回収水供給ライン６１に配置される供給流量弁６７と、発電用回収水排出ライン６２に配置される排出流調弁６８と、回収水バイパスライン６３に配置されるバイパス流調弁６９とを有する。これらの流調弁の開度がコントローラ９０によって制御されることで、回収水流量比率が調整され、冷媒水流入口３３３における冷媒水の温度が制御される（冷媒水の温度制御の詳細例は後述する）。
【0062】
上記構成によれば、水回収装置３３から排出される回収水が保有する熱量を利用して第２バイナリー発電系統２２０が発電を行うので、コジェネシステム１０全体の発電効率をさらに向上させることができる。また、回収水流調弁６５が設けられる構成によれば、水回収装置３３から排出される回収水の温度が変動しても、回収水流量比率を変更することが可能になる。従って、水回収装置３３から排出される回収水の温度が変動しても、水回収装置３３に流入する冷媒水の温度を安定化させることができる。よって、水回収装置３３から排出される排ガス１３の温度を所望の規定排出温度にしながら、水回収装置３３において排ガス１３から水分を回収することができる。
なお、回収水循環ライン４３Ａは、回収水バイパスライン６３を含まなくてもよい。この場合には、回収水排出ライン３９を流れる全ての回収水が発電用回収水供給ライン６１を経由して第２蒸発器２２１に流入してもよい。この場合でも上記利点は得られる。
なお、回収水循環ライン４３Ａは、回収水バイパスライン６３を含まなくてもよい。この場合には、回収水排出ライン３９を流れる全ての回収水が発電用回収水供給ライン６１を経由して第２蒸発器２２１に流入してもよい。この場合でも上記利点は得られる。
【0063】
また、第２循環低沸点作動媒体がＲ－２４５ｆａ（ＨＦＣ－２４５ｆａ）である構成によれば、Ｒ－２４５ｆａのオゾン破壊係数がゼロであり、かつ、Ｒ－２４５ｆａの地球温暖化係数が比較的低いので、水回収システム４０は周辺環境への悪影響を低減させることができる。
【0064】
第１実施形態の必須の構成要素ではないが、水回収システム４０Ａは、水回収装置入口冷媒水温度センサ９３をさらに備えてもよい。水回収装置入口冷媒水温度センサ９３は、回収水供給ライン４２を流れる回収水（冷媒水）の温度を計測するように構成される。換言すると、水回収装置入口冷媒水温度センサ９３は、回収水循環ライン４３Ａにおいて発電用回収水排出ライン６２が回収水バイパスライン６３に接続される位置Ｐ２から水回収装置３３に流れる回収水の温度を計測するように構成される。なお、水回収装置入口冷媒水温度センサ９３が冷媒水流入口３３３に設けられる場合であっても、計測される温度は、位置Ｐ２から水回収装置３３に向かって流れる回収水（冷媒水）を指し示していると了解される。
【0065】
コントローラ９０は、水回収装置入口冷媒水温度センサ９３によって計測される温度である水回収装置入口冷媒水温度を制御するように構成される。より具体的には、コントローラ９０は、水回収装置入口冷媒水温度が第２規定温度になるよう、回収水流調弁６５を制御するように構成される。さらに詳細には、水回収装置入口冷媒水温度が第２規定温度を上回るのであれば、コントローラ９０は、供給流量弁６７と排出流調弁６８の開度を増大させ、かつ、バイパス流調弁６９の開度を減少させる。これにより、第２蒸発器２２１において冷却される排ガス１３の流量が増大するので、水回収装置入口冷媒水温度は減少する。反対に、水回収装置入口冷媒水温度が第２規定温度を下回るのであれば、コントローラ９０は供給流量弁６７と排出流調弁６８の開度を減少させ、かつ、バイパス流調弁６９の開度を増大させる。これにより、水回収装置入口冷媒水温度は増大する。
【0066】
上記構成によれば、水回収装置３３から排出される回収水の温度が変動しても、コントローラ９０が回収水流調弁６５を制御することで回収水流量比率を調整でき、水回収装置３３に流入する冷媒水の温度を調整できる。これにより、水回収装置３３の冷媒水流入口３３３における冷媒水の温度を第２規定温度に安定化させることができ、水回収装置３３から排出される排ガス１３の温度を所望の規定排出温度にすることができる。
なお、回収水流調弁６５は、第１排ガスダンパ１５１、第２排ガスダンパ１５２、および、バイパス流調弁６９を含まなくてもよい。この場合、回収水流調弁６５は、発電用回収水供給ライン６１と回収水バイパスライン６３との接続位置に配置された三方弁であってもよい。この場合であっても、回収水流量比率は調整可能であり、上記利点は得られる。
なお、回収水流調弁６５は、第１排ガスダンパ１５１、第２排ガスダンパ１５２、および、バイパス流調弁６９を含まなくてもよい。この場合、回収水流調弁６５は、発電用回収水供給ライン６１と回収水バイパスライン６３との接続位置に配置された三方弁であってもよい。この場合であっても、回収水流量比率は調整可能であり、上記利点は得られる。
【0067】
図４Ａで示されるコントローラ９０は、水回収装置入口冷媒水温度が第２規定温度になるよう第２ポンプ装置２２５から吐出される第２循環低沸点作動媒体の流量を制御するように構成される。より具体的には、水回収装置入口冷媒水温度が第２規定温度を上回るのであれば、コントローラ９０は、第２ポンプ装置２２５を制御して第２循環低沸点作動媒体の循環流量を増大させる。さらに詳細には、第２蒸発器２２１に流入する回収水の流量が増大することに応じて第２循環低沸点作動媒体の循環流量が増大するよう、コントローラ９０は第２循環ポンプ２２５Ａの回転数を増大させ、かつ、第２流調弁２２５Ｂの開度を増大させる。これにより、第２蒸発器２２１から排出される回収水の流量および温度がいずれも低下し、水回収装置入口冷媒水温度は下がる。反対に、水回収装置入口冷媒水温度が第２規定温度を下回るのであれば、コントローラ９０は第２ポンプ装置２２５を制御して第２循環低沸点作動媒体の循環流量を減少させる。これにより、水回収装置入口冷媒水温度は上がる。
【0068】
なお、第２蒸発器２２１に流入する回収水の流量は、回収水排出ライン３９または発電用回収水供給ライン６１に配置された流量計（図示外）の計測結果に基づき決定される。あるいは、回収水流調弁６５の開度を示す開度信号をコントローラ９０が回収水流調弁６５から取得することで、第２蒸発器２２１に流入する回収水の流量は特定されてもよい。
【0069】
上記構成によれば、水回収装置３３から排出される回収水の温度が変動しても、コントローラ９０は第２ポンプ装置２２５の制御を通じて、回収水供給ライン４２及び回収水循環ライン４３Ａを流れる回収水の温度を調整する。これにより、水回収装置３３に流入する冷媒水の温度を第２規定温度に安定化させることができ、水回収装置３３から排出される排ガス１３の温度を所望の規定排出温度にすることができる。
【0070】
＜２－５．第２実施形態に係る回収水冷却系統５０Ｂ（５０）＞
図４Ｂは、第２実施形態に係る回収水冷却系統５０Ｂ（５０）を備える水回収システム４０Ｂ（４０）の概略図である。図４Ｂで示される構成要素のうち図４Ａと同じものについては、図４Ａと同じ番号を付与しており、これらの構成要素の説明を以下では省略することがある。
図４Ｂは、第２実施形態に係る回収水冷却系統５０Ｂ（５０）を備える水回収システム４０Ｂ（４０）の概略図である。図４Ｂで示される構成要素のうち図４Ａと同じものについては、図４Ａと同じ番号を付与しており、これらの構成要素の説明を以下では省略することがある。
【0071】
回収水冷却系統５０Ｂは、上述の第２バイナリー発電系統２２０に加えて、外部水利用型冷却器２３Ａ（２３）を含む。より詳細には、回収水冷却系統５０Ｂの回収水冷却器５５Ｂ（５５）は、第２蒸発器２２１に加えて、外部水利用型冷却器２３Ａをさらに含む。外部水利用型冷却器２３Ａに流入する回収水は、第２蒸発器２２１に流入する回収水（つまり、回収水排出ライン３９を流れる回収水）と、回収水バイパスライン６３を流れる回収水とを有する。より詳細には、水回収システム４０Ｂの回収水循環ライン４３Ｂ（４３）は、回収水排出ライン３９、回収水バイパスライン６３、および、外部水利用型冷却器２３Ａに接続する接続ライン２６をさらに含む。外部水利用型冷却器２３Ａにおいて外部水により冷却された回収水は、冷媒水として回収水供給ライン４２に排出されて、水回収装置３３に流入する。
【0072】
水回収システム４０Ｂは、外部水利用型冷却器２３Ａに外部水を供給するための外部水供給ライン２４と、外部水供給ライン２４に配置される外部水供給ポンプ２５とをさらに備える。外部水供給ポンプ２５は、インバータが搭載されたポンプであり、コントローラ９０によって回転数が制御される。コントローラ９０は、水回収装置入口冷媒水温度が第２規定温度を上回る場合には外部水供給ポンプ２５の回転数を増大させ、水回収装置入口冷媒水温度が第２規定温度を下回る場合には外部水供給ポンプ２５の回転数を減少させる。
【0073】
なお、図４Ｂの例では、第２蒸発器２２１および回収水バイパスライン６３よりも下流側に外部水利用型冷却器２３Ａが配置されているが、本開示はこれに限定されない。外部水利用型冷却器２３Ａは、第２蒸発器２２１および回収水バイパスライン６３よりも上流側に配置されてもよい。
【0074】
上記構成によれば、回収水の冷却機能を第２蒸発器２２１と外部水利用型冷却器２３Ａとが担うことで、第２バイナリー発電系統２２０の冷却熱負荷を分散させることができる。また、第２バイナリー発電系統２２０に異常が起きた場合には、供給流量弁６７と排出流調弁６８を閉止して第２蒸発器２２１に回収水を流さず、外部水利用型冷却器２３Ａのみが回収水の冷却機能を担うことができる。これにより、水回収システム４０が運転を継続しながら、第２バイナリー発電系統２２０の点検および修繕を実行できる。
【0075】
＜２－６．第３実施形態に係る回収水冷却系統５０Ｃ（５０）＞
図４Ｃは、第３実施形態に係る回収水冷却系統５０Ｃ（５０）を備える水回収システム４０Ｃ（４０）の概略図である。図４Ｃで示される構成要素のうち図４Ｂと同じものについては、図４Ｂと同じ番号を付与しており、これらの構成要素の説明を以下では省略することがある。
図４Ｃは、第３実施形態に係る回収水冷却系統５０Ｃ（５０）を備える水回収システム４０Ｃ（４０）の概略図である。図４Ｃで示される構成要素のうち図４Ｂと同じものについては、図４Ｂと同じ番号を付与しており、これらの構成要素の説明を以下では省略することがある。
【0076】
回収水冷却系統５０Ｃは、上述の第２バイナリー発電系統２２０に加えて、外部水利用型冷却器２３Ｂ（２３）を含む。外部水利用型冷却器２３Ｂの構成は外部水利用型冷却器２３Ａの構成と同じであるが、外部水利用型冷却器２３Ｂが第２蒸発器２２１と並列に設けられている点で、回収水冷却系統５０Ｃは回収水冷却系統５０Ｂとは異なる。
【0077】
より具体的には、水回収システム４０Ｃ（４０）の回収水循環ライン４３Ｃ（４３）は、上述した回収水排出ライン３９、回収水バイパスライン６３、発電用回収水供給ライン６１、発電用回収水排出ライン６２、及び、回収水供給ライン４２に加えて、回収水抽水ライン８１と回収水戻りライン８２を含む。回収水抽水ライン８１は、発電用回収水供給ライン６１から取り出される回収水を外部水利用型冷却器２３Ｂに導くように構成される。また、回収水戻りライン８２は、外部水利用型冷却器２３Ｂから排出される回収水（冷媒水）を発電用回収水排出ライン６２に戻すように構成される。外部水利用型冷却器２３Ｂから排出された冷媒水は、第２蒸発器２２１から排出される冷媒水と発電用回収水排出ライン６２にて合流する。発電用回収水排出ライン６２を流れる冷媒水は、回収水供給ライン４２を経由して水回収装置３３に供給される。
【0078】
さらに、回収水冷却系統５０Ｃは、回収水抽水ライン８１に設けられる回収水流調弁８３と、回収水戻りライン８２に設けられる回収水流調弁８４とを含む。なお、回収水流調弁８３，８４のいずれか一方のみしか設けられなくてもよい。
【0079】
上記構成によれば、回収水の冷却機能を第２蒸発器２２１と外部水利用型冷却器２３Ｂとが担うことで、第２バイナリー発電系統２２０の冷却熱負荷を分散させることができる。また、第２バイナリー発電系統２２０に異常が起きた場合には、供給流量弁６７と排出流調弁６８を閉止して第２蒸発器２２１に回収水を流さず、外部水利用型冷却器２３Ｂのみが回収水の冷却機能を担うことができる。これにより、水回収システム４０が運転を継続しながら、第２バイナリー発電系統２２０の点検および修繕を実行できる。
【0080】
＜３．水回収システム４０の発電効率＞
図５は、本開示の一実施形態に係る排ガス１３の流量と水回収システム４０Ａの電力回収量（発電量）との関係を示すグラフである。図６は、本開示の一実施形態に係る排ガス１３の流量と水回収システム４０Ａの冷却熱負荷との関係を示すグラフである。両グラフの横軸は、合流排ガスライン１４４を流れる排ガス１３の流量に対しての第１蒸発器１１１に流入する排ガス１３の流量の割合（％）を示す。以下ではこの割合を「第１バイナリー系統排ガス供給割合」という場合がある。なお、両グラフはシミュレーションによって求められる。
図５は、本開示の一実施形態に係る排ガス１３の流量と水回収システム４０Ａの電力回収量（発電量）との関係を示すグラフである。図６は、本開示の一実施形態に係る排ガス１３の流量と水回収システム４０Ａの冷却熱負荷との関係を示すグラフである。両グラフの横軸は、合流排ガスライン１４４を流れる排ガス１３の流量に対しての第１蒸発器１１１に流入する排ガス１３の流量の割合（％）を示す。以下ではこの割合を「第１バイナリー系統排ガス供給割合」という場合がある。なお、両グラフはシミュレーションによって求められる。
【0081】
図５における線分Ｌ１は第１バイナリー発電系統１１０の電力回収量を示し、線分Ｌ２は第２バイナリー発電系統２２０の電力回収量を示し、線分Ｌ３は第１バイナリー発電系統１１０の電力回収量と第２バイナリー発電系統２２０の電力回収量との合計を示す。同図から判るように、第１バイナリー系統排ガス供給割合が増大するほど、第２バイナリー発電系統２２０の電力回収量は減少し、第１発電系統の電力回収量は増大する。第２バイナリー発電系統２２０の電力回収量が減少する理由は、水回収装置３３に流入する排ガス１３の保有する熱量が減少し、第２バイナリー発電系統２２０の入熱量が減少するからである。第１バイナリー発電系統１１０の電力回収量が増大する理由は、第１バイナリー発電系統１１０の入熱量が増えるからである。
【0082】
図５から判る通り、第１バイナリー系統排ガス供給割合が増えるほど、第１バイナリー発電系統１１０と第２バイナリー発電系統２２０の合計発電量は増大する。その理由は以下の通りである。第１バイナリー発電系統１１０の第１蒸発器１１１では排ガス１３の中温回収温度差（９０℃以上の温度差）で回収されるようになっている。一方で、第２バイナリー発電系統２２０の第２蒸発器２２１で回収される熱量は回収水の低温回収温度差(３０～４０℃程度の温度差)での回収である。従って、第１バイナリー系統排ガス供給割合の増加に伴って第１蒸発器１１１において増加する入熱量は、同割合の増加に伴って第２蒸発器２２１において減少する入熱量を上回る。よって、第１バイナリー系統排ガス供給割合が増えるほど、第１バイナリー発電系統１１０と第２バイナリー発電系統２２０の合計発電量は増大する。
【0083】
図６における線分Ｍ１は第１バイナリー発電系統１１０の冷却熱負荷を示し、線分Ｍ２は第２バイナリー発電系統２２０の冷却熱負荷を示し、線分Ｍ３は第１バイナリー発電系統１１０の冷却熱負荷と第２バイナリー発電系統２２０の冷却熱負荷との合計を示す。第１バイナリー発電系統１１０の冷却熱負荷は、第１凝縮器１１４で放出される第１循環低沸点作動媒体が保有する熱量であり、第２バイナリー発電系統２２０の冷却熱負荷は、第２凝縮器２２４で放出される第２循環低沸点作動媒体が保有する熱量である。
【0084】
第１バイナリー発電系統１１０の冷却熱負荷と第２バイナリー発電系統２２０の冷却熱負荷はいずれも、コジェネシステム１０の系外への排出対象となる熱量であり、冷却熱負荷が増大するほど、発電効率は低下する。図６から判るように、第１バイナリー系統排ガス供給割合が増大しても、第１バイナリー発電系統１１０と第２バイナリー発電系統２２０の冷却熱負荷の合計は、増大することなく若干減少する。これは第１バイナリー発電系統１１０と第２バイナリー発電系統２２０とで発電効率が異なることが原因である。すなわち第１バイナリー発電系統１１０での熱源は排ガス１３であり、その温度レベルは１５０℃～２３０℃、回収温度差は９０℃と大きいため、低沸点作動媒体のランキンサイクルとしての発電効率は高く、冷却熱負荷は小さい。一方、第２バイナリー発電系統２２０の熱源は回収循環水であり、温度レベルは６０℃～７０℃、回収温度差は３０～４０℃と小さく、低沸点作動媒体のランキンサイクルの発電効率は低くなり、その分だけ冷却熱負荷は大きい。この両者の発電効率の違いによって冷却熱負荷合計は第１バイナリー系統排ガス供給割合が増えるにしたがい若干減少する。
【0085】
図５、図６のグラフより、第１バイナリー発電系統１１０と第２バイナリー発電系統２２０を含む発電系統全体については、第１バイナリー系統排ガス供給割合が増えた方が、冷却熱負荷に対する発電回収量の割合は増大することが了解される。
【0086】
＜４．水回収システム４０の運転方法＞
図７は、本開示の一実施形態に係る水回収システム運転処理を示すフローチャートであり、当該運転処理は水回収システム４０の運転方法の一例である。水回収システム運転処理は、コントローラ９０を構成する少なくとも１つのプロセッサ（以下、単に「プロセッサ」という場合がある）によって実行される。プロセッサは、メモリに所定のプログラムをロードして、プログラムに含まれる命令を実行する。以下では、第１バイナリー発電系統１１０を備える水回収システム４０Ａ（図４Ａ参照）を例にして水回収運転処理を説明する。
図７は、本開示の一実施形態に係る水回収システム運転処理を示すフローチャートであり、当該運転処理は水回収システム４０の運転方法の一例である。水回収システム運転処理は、コントローラ９０を構成する少なくとも１つのプロセッサ（以下、単に「プロセッサ」という場合がある）によって実行される。プロセッサは、メモリに所定のプログラムをロードして、プログラムに含まれる命令を実行する。以下では、第１バイナリー発電系統１１０を備える水回収システム４０Ａ（図４Ａ参照）を例にして水回収運転処理を説明する。
【0087】
プロセッサは、水回収装置排ガス入口温度センサ９２の計測結果に基づいて、水回収装置排ガス入口温度を取得する（Ｓ１１）。Ｓ１１において、プロセッサは、取得した水回収装置排ガス入口温度と第１規定温度の大小関係を判定する処理をあわせて実行する。当該判定処理は、水回収装置排ガス入口温度が第１規定温度を上回るかの判定処理、および／または、水回収装置排ガス入口温度が第１規定温度を下回るかの判定処理を含む。
【0088】
次いで、プロセッサは、Ｓ１１で取得された水回収装置排ガス入口温度が第１規定温度になるよう、排ガスダンパ１５０を制御する（Ｓ１３）。より具体的には、水回収装置排ガス入口温度が第１規定温度を上回るとＳ１１の判定処理で判定された場合、プロセッサは、第１排ガスダンパ１５１と第２排ガスダンパ１５２の開度を増大させ、かつ、バイパス排ガスダンパ１５３の開度を減少させる。他方で、水回収装置排ガス入口温度が第１規定温度を下回るとＳ１１の判定処理で判定された場合、プロセッサは、第１排ガスダンパ１５１と第２排ガスダンパ１５２の開度を減少させ、かつ、バイパス排ガスダンパ１５３の開度を増大させる。
【0089】
次いで、プロセッサは、Ｓ１１で取得された水回収装置排ガス入口温度が第１規定温度になるよう、第１ポンプ装置１１５を制御する（Ｓ１５）。より具体的には、水回収装置排ガス入口温度が第１規定温度を上回るとＳ１１の判定処理で判定された場合、プロセッサは、第１蒸発器１１１に流入する排ガス１３の流量の増大に応じて、第１循環ポンプ１１５Ａの回転数を増大させ、かつ、第１流調弁１１５Ｂの開度を増大させる。他方で、水回収装置排ガス入口温度が第１規定温度を下回るとＳ１１の判定処理で判定された場合、プロセッサは、第１蒸発器１１１に流入する排ガス１３の流量の減少に応じて、第１循環ポンプ１１５Ａの回転数を減少させ、かつ、第１流調弁１１５Ｂの開度を減少させる。
【0090】
次いで、プロセッサは、水回収装置入口冷媒水温度センサ９３の計測結果に基づいて、水回収装置入口冷媒水温度を取得する（Ｓ１７）。Ｓ１７において、プロセッサは、取得した水回収装置入口冷媒水温度と第２規定温度との大小関係を判定する処理をあわせて実行する。当該判定処理は、水回収装置入口冷媒水温度が第２規定温度を上回るかの判定処理、および／または、水回収装置入口冷媒水温度が第２規定温度を下回るかの判定処理を含む。
【0091】
プロセッサは、Ｓ１７で取得された水回収装置入口冷媒水温度が第２規定温度になるよう、回収水流調弁６５を制御する（Ｓ１９）。より具体的には、水回収装置入口冷媒水温度が第２規定温度を上回るとＳ１７の判定処理で判定された場合、プロセッサは、供給流量弁６７と排出流調弁６８の開度を増大させ、かつ、バイパス流調弁６９の開度を減少させる。他方で、水回収装置入口冷媒水温度が第２規定温度を下回るとＳ１７の判定処理で判定された場合、プロセッサは、回収水流調弁６５と排出流調弁６８の開度を減少させ、かつ、バイパス流調弁６９の開度を増大させる。
【0092】
プロセッサは、Ｓ１７で取得された水回収装置入口冷媒水温度が第２規定温度になるよう、第２ポンプ装置２２５を制御する（Ｓ２１）。より具体的には、水回収装置入口冷媒水温度が第２規定温度を上回るとＳ１７の判定処理で判定された場合、プロセッサは、第２蒸発器２２１に流入する回収水の流量の増大に応じて、第２循環ポンプ２２５Ａの回転数を増大させ、かつ、第２流調弁２２５Ｂの開度を増大させる。他方で、水回収装置入口冷媒水温度が第２規定温度を下回るとＳ１７の判定処理で判定された場合、プロセッサは、第２蒸発器２２１に流入する回収水の流量の減少に応じて、第２循環ポンプ２２５Ａの回転数を減少させ、かつ、第２流調弁２２５Ｂの開度を減少させる。
【0093】
次いで、プロセッサは、水回収装置排ガス出口温度センサ９９の検出結果に基づき、水回収装置排ガス出口温度を取得する（Ｓ２３）。Ｓ２３において、プロセッサは、取得した水回収装置排ガス出口温度と規定排出温度との大小関係を判定する処理をあわせて実行する。当該判定処理は、水回収装置排ガス出口温度が規定排出温度を上回るかの判定処理、および／または、水回収装置排ガス出口温度が規定排出温度を下回るかの判定処理を含む。
【0094】
次いで、プロセッサは、水回収装置排ガス出口温度が規定排出温度になるよう、回収水循環ポンプ３８を制御する（Ｓ２５）。より具体的には、水回収装置排ガス出口温度が規定排出温度を上回るとＳ２３の判定処理で判定された場合、プロセッサは、回収水循環ポンプ３８の回転数を増大させる。他方で、水回収装置排ガス出口温度が規定排出温度を下回るとＳ２３の判定処理で判定された場合、プロセッサは、回収水循環ポンプ３８の回転数を減少させる。その後、プロセッサは、水回収システム運転処理を終了する。
【0095】
＜５．水回収システム４０の改造方法（第１の例示）＞
図２、図３、図４Ａ、図８、図９を参照し、改造前の水回収システム４０Ｄ（４０）を、水回収システム４０Ａに改造する方法を説明する。図８は、本開示の一実施形態に係る水回収システム４０Ｄ（４０）の改造方法を示すフローチャートである。図９は、本開示の一実施形態に係る水回収システム４０Ｄ（４０）の概略図である。
図２、図３、図４Ａ、図８、図９を参照し、改造前の水回収システム４０Ｄ（４０）を、水回収システム４０Ａに改造する方法を説明する。図８は、本開示の一実施形態に係る水回収システム４０Ｄ（４０）の改造方法を示すフローチャートである。図９は、本開示の一実施形態に係る水回収システム４０Ｄ（４０）の概略図である。
【0096】
改造方法の説明に先立ち、図９を参照して水回収システム４０Ｄを説明する。水回収システム４０Ｄは、図３で示される第１バイナリー発電系統１１０、第１排ガスライン１４１、第２排ガスライン１４２、および、排ガスダンパ１５０を備えない。そして、排出ライン５７と水回収装置３３は、改造前排ガス供給ライン１４９によって接続されている。また、水回収システム４０Ｄは、図４Ａで示される第２バイナリー発電系統２２０、発電用回収水供給ライン６１、発電用回収水排出ライン６２、および、回収水流調弁６５を備えない。代わりに、水回収システム４０Ｄは、外部水利用型冷却器２３を含む改造前の回収水冷却系統５０Ｄ（５０）を備える。
【0097】
水回収システム４０Ｄの改造方法を説明する。
図８に示すように、はじめに、第１バイナリー発電系統１１０を追設する第１バイナリー発電系統追設ステップが実行される（Ｓ３１）。
図８に示すように、はじめに、第１バイナリー発電系統１１０を追設する第１バイナリー発電系統追設ステップが実行される（Ｓ３１）。
【0098】
次いで、第１排ガスライン１４１と第２排ガスライン１４２とを追設する排ガスライン追設ステップが実行される（Ｓ３３）。Ｓ３３では、第１排ガスダンパ１５１が配置された第１排ガスライン１４１の入口（上流端）が改造前排ガス供給ライン１４９に接続され、かつ、第２排ガスダンパ１５２が配置された第２排ガスライン１４２の出口（下流端）が改造前排ガス供給ライン１４９に接続される。さらに、Ｓ３３では、改造前排ガス供給ライン１４９のうちで第１排ガスライン１４１の入口と第２排ガスライン１４２の出口の間となる部位に、バイパス排ガスダンパ１５３が配置される。この結果、改造前排ガス供給ライン１４９はバイパス排ガスライン１４３および合流排ガスライン１４４として機能するようになる。
【0099】
次いで、第２バイナリー発電系統２２０を追設する第２バイナリー発電系統追設ステップが実行される（Ｓ３５）。Ｓ３５では、一例として、既存の外部水利用型冷却器２３を撤去して、第２バイナリー発電系統２２０が追設される。
【0100】
次いで、発電用回収水供給ライン６１と発電用回収水排出ライン６２とを追設する発電用回収水ライン追設ステップが実行される（Ｓ３７）。Ｓ３７では、供給流量弁６７が配置された発電用回収水供給ライン６１の入口（上流端）が改造前の回収水排出ライン３９に接続され、かつ、排出流調弁６８が配置された発電用回収水排出ライン６２の出口（下流端）が改造前の回収水排出ライン３９に接続される。さらに、Ｓ３７では、改造前の回収水排出ライン３９のうちで発電用回収水供給ライン６１の入口と発電用回収水排出ライン６２の出口の間となる部位にバイパス流調弁６９が配置される。この結果、改造前の回収水排出ライン３９の一部は回収水バイパスライン６３として機能できるようになる。また、発電用回収水排出ライン６２の出口よりも下流にある回収水循環ライン４３は、改造後の回収水供給ライン４２として機能できるようになる。
【0101】
その後、コントローラ９０の変更が実行される（Ｓ３９）。Ｓ３９は、少なくとも１つのＤＣＳ盤の追設であってもよいし、既存のコントローラ９０のソフトウェアアップデートであってもよい。以上のステップの実行により、改造前の水回収システム４０Ｄは水回収システム４０Ａに改造される。
【0102】
なおＳ３１～Ｓ３９は、作業者、作業者が操作するロボットアーム、または、これらの組み合わせによって実行される。また、Ｓ３５では、外部水利用型冷却器２３を撤去することなく、第２バイナリー発電系統２２０を追設してもよい。この場合、改造前の水回収システム４０Ｄは水回収システム４０Ｂ，４０Ｃ（図４Ｂ、図４Ｃ参照）に改造される。例えば、水回収システム４０Ｄを水回収システム４０Ｃに改造する場合、Ｓ３７が実行された後に、回収水抽水ライン８１と回収水戻りライン８２を追設する工程が実行される。
【0103】
＜６．水回収システム４０の改造方法（第２の例示）＞
図２、図３、図４Ａ、図１０、図１１を参照し、改造前の水回収システム４０Ｅ（４０）を水回収システム４０Ａに改造する方法を説明する。図１０は、本開示の一実施形態に係る水回収システム４０Ｅ（４０）の改造方法を示すフローチャートである。図１１は、本開示の一実施形態に係る水回収システム４０Ｅ（４０）の概略図である。
図２、図３、図４Ａ、図１０、図１１を参照し、改造前の水回収システム４０Ｅ（４０）を水回収システム４０Ａに改造する方法を説明する。図１０は、本開示の一実施形態に係る水回収システム４０Ｅ（４０）の改造方法を示すフローチャートである。図１１は、本開示の一実施形態に係る水回収システム４０Ｅ（４０）の概略図である。
【0104】
水回収システム４０Ｅは、水回収システム４０Ｄの構成に加えて、第１バイナリー発電系統１１０および排ガスダンパ１５０を含む。水回収システム４０Ｅには、第２バイナリー発電系統２２０、発電用回収水供給ライン６１、発電用回収水排出ライン６２、および、回収水流調弁６５が設けられていない。代わりに、水回収システム４０Ｅは、外部水利用型冷却器２３を含む改造前の回収水冷却系統５０Ｅ（５０）を備える（回収水冷却系統５０Ｅの構成は回収水冷却系統５０Ｄと同一である）。
【0105】
【0106】
＜７．まとめ＞
上述した幾つかの実施形態に記載の内容は、例えば以下のように把握される。
上述した幾つかの実施形態に記載の内容は、例えば以下のように把握される。
【0107】
１）本開示の少なくとも一実施形態に係る水回収システム（４０）は、
ガスタービンコジェネシステム（１０）の排熱回収ボイラ（１４）から排出される排ガス（１３）と冷媒水との熱交換によって前記排ガスから水分を回収するための水回収装置（３３）と、
前記水回収装置によって回収された前記水分を含む回収水を冷却するための回収水冷却器（５５）を含む回収水冷却系統（５０）と、
前記水回収装置から排出される前記回収水を前記回収水冷却器に導くと共に、前記回収水冷却器によって冷却された前記回収水を前記冷媒水として前記水回収装置に導くための回収水循環ライン（４３）と、
前記回収水循環ラインに配置される回収水循環ポンプ（３８）と
を備える水回収システムであって、
第１の有機媒体である第１循環低沸点作動媒体を蒸発させるための第１蒸発器（１１１）と、蒸発した前記第１循環低沸点作動媒体から回転動力を得るように構成される第１タービン（１１２）と、前記第１タービンに連結される第１発電機（１１３）とを含む第１バイナリー発電系統（１１０）をさらに備え、
前記第１蒸発器は、前記排熱回収ボイラから前記水回収装置に向かって流れる前記排ガスの少なくとも一部を熱源として、前記第１循環低沸点作動媒体を蒸発させるように構成される。
ガスタービンコジェネシステム（１０）の排熱回収ボイラ（１４）から排出される排ガス（１３）と冷媒水との熱交換によって前記排ガスから水分を回収するための水回収装置（３３）と、
前記水回収装置によって回収された前記水分を含む回収水を冷却するための回収水冷却器（５５）を含む回収水冷却系統（５０）と、
前記水回収装置から排出される前記回収水を前記回収水冷却器に導くと共に、前記回収水冷却器によって冷却された前記回収水を前記冷媒水として前記水回収装置に導くための回収水循環ライン（４３）と、
前記回収水循環ラインに配置される回収水循環ポンプ（３８）と
を備える水回収システムであって、
第１の有機媒体である第１循環低沸点作動媒体を蒸発させるための第１蒸発器（１１１）と、蒸発した前記第１循環低沸点作動媒体から回転動力を得るように構成される第１タービン（１１２）と、前記第１タービンに連結される第１発電機（１１３）とを含む第１バイナリー発電系統（１１０）をさらに備え、
前記第１蒸発器は、前記排熱回収ボイラから前記水回収装置に向かって流れる前記排ガスの少なくとも一部を熱源として、前記第１循環低沸点作動媒体を蒸発させるように構成される。
【0108】
上記１）の構成によれば、排熱回収ボイラの出口において排ガスが保有する熱量であるボイラ出口排ガス熱量を利用して第１バイナリー発電系統が発電を行うので、ガスタービンコジェネシステム全体の発電効率を向上できる。また、ボイラ出口排ガス熱量がガスタービンの負荷変動に伴って変動しても、第１バイナリー発電系統がボイラ出口排ガス熱量の一部を回収するので、水回収装置の排ガス流入口において排ガスが保有する熱量である水回収入口排ガス熱量が上昇するのを抑制できる。これにより、水回収装置において排ガスと冷媒水との間で必要となる熱交換量が上昇するのを抑制でき、回収水循環ラインにおける回収水の循環流量が増大するのを抑制できる。よって、水回収システムの消費電力量を抑えることができ、ガスタービンコジェネシステム全体の発電効率はさらに向上する。加えて、ガスタービンの負荷が変動しても、水回収入口排ガス熱量の変動量を抑えることができるので、変動に応じた水回収システムの応答性は、第１バイナリー発電系統が設けられない場合に比べて相対的に向上する。
【0109】
２）幾つかの実施形態では、上記１）に記載の水回収システムであって、
前記排熱回収ボイラから排出される前記排ガスを前記第１蒸発器に導くための第１排ガスライン（１４１）と、
前記第１蒸発器から排出される前記排ガスを前記水回収装置に導くための第２排ガスライン（１４２）と、
前記第１蒸発器をバイパスするように前記第１排ガスラインと前記第２排ガスラインに接続されるバイパス排ガスライン（１４３）と、
前記第１蒸発器に流入する前記排ガスの流量と前記バイパス排ガスラインを流れる前記排ガスの流量の比率を変更するための排ガスダンパ（１５０）と
をさらに備える。
前記排熱回収ボイラから排出される前記排ガスを前記第１蒸発器に導くための第１排ガスライン（１４１）と、
前記第１蒸発器から排出される前記排ガスを前記水回収装置に導くための第２排ガスライン（１４２）と、
前記第１蒸発器をバイパスするように前記第１排ガスラインと前記第２排ガスラインに接続されるバイパス排ガスライン（１４３）と、
前記第１蒸発器に流入する前記排ガスの流量と前記バイパス排ガスラインを流れる前記排ガスの流量の比率を変更するための排ガスダンパ（１５０）と
をさらに備える。
【0110】
上記２）の構成によれば、ボイラ出口排ガス熱量の変動に応じて、第１蒸発器に流入する排ガスの流量と、バイパス排ガスラインを流れる流量との比率を調整することが可能になる。従って、ガスタービンの負荷が変動しても、水回収装置の排ガス流入口における排ガスの温度を安定化させることができる。これにより、回収水循環ラインにおける回収水の循環流量が増大するのを抑制できるので、水回収システムの消費電力量を抑えることができ、ガスタービンコジェネシステム全体の発電効率を向上させることができる。また、第１バイナリー発電系統に異常が起きた場合には、第１排ガスラインと第２排ガスラインとに排ガスを流さず、水回収装置に排ガスを流すことができる。これにより、水回収システムが運転を継続しながら第１バイナリー発電系統の点検および修繕を実行できる。
【0111】
３）幾つかの実施形態では、上記２）に記載の水回収システムであって、
前記第２排ガスラインが前記バイパス排ガスラインに接続される位置（Ｐ１）から前記水回収装置に向かって流れる前記排ガスの温度を計測するための水回収装置排ガス入口温度センサ（９２）と、
前記水回収装置排ガス入口温度センサによって計測される前記温度が第１規定温度になるよう前記排ガスダンパを制御するためのコントローラ（９０）と
をさらに備える。
前記第２排ガスラインが前記バイパス排ガスラインに接続される位置（Ｐ１）から前記水回収装置に向かって流れる前記排ガスの温度を計測するための水回収装置排ガス入口温度センサ（９２）と、
前記水回収装置排ガス入口温度センサによって計測される前記温度が第１規定温度になるよう前記排ガスダンパを制御するためのコントローラ（９０）と
をさらに備える。
【0112】
上記３）の構成によれば、ガスタービンの負荷が変動しても、コントローラが排ガスダンパを制御することで、第１蒸発器に流入する排ガスの流量と、バイパス排ガスラインを流れる排ガスの流量との比率を調整でき、水回収装置に流入する排ガスの温度を調整できる。これにより、水回収装置の排ガス流入口における排ガスの温度をおおよそ第１規定温度に安定化させることができ、回収水循環ラインにおける回収水の循環流量が増大するのを抑制できる。よって、水回収システムの消費電力量を抑えることができる。
【0113】
４）幾つかの実施形態では、上記２）または３）に記載の水回収システムであって、
前記第１バイナリー発電系統は、
前記第１蒸発器と前記第１タービンの間で前記第１循環低沸点作動媒体が循環するための第１循環ライン（１１９）と、
前記第１循環ラインに配置される第１循環ポンプ（１１５Ａ）を含む第１ポンプ装置（１１５）と、
をさらに含み、
前記水回収システムは、
前記第２排ガスラインが前記バイパス排ガスラインに接続される位置（Ｐ１）から前記水回収装置に向かって流れる前記排ガスの温度を計測するための水回収装置排ガス入口温度センサ（９２）と、
前記水回収装置排ガス入口温度センサによって計測される前記温度が第１規定温度になるよう、前記第１ポンプ装置から吐出される前記第１循環低沸点作動媒体の流量を制御するためのコントローラ（９０）と
をさらに備える。
前記第１バイナリー発電系統は、
前記第１蒸発器と前記第１タービンの間で前記第１循環低沸点作動媒体が循環するための第１循環ライン（１１９）と、
前記第１循環ラインに配置される第１循環ポンプ（１１５Ａ）を含む第１ポンプ装置（１１５）と、
をさらに含み、
前記水回収システムは、
前記第２排ガスラインが前記バイパス排ガスラインに接続される位置（Ｐ１）から前記水回収装置に向かって流れる前記排ガスの温度を計測するための水回収装置排ガス入口温度センサ（９２）と、
前記水回収装置排ガス入口温度センサによって計測される前記温度が第１規定温度になるよう、前記第１ポンプ装置から吐出される前記第１循環低沸点作動媒体の流量を制御するためのコントローラ（９０）と
をさらに備える。
【0114】
上記４）の構成によれば、ガスタービンの負荷が変動しても、コントローラは第１ポンプ装置の制御を通じて、第２排ガスラインを流れる排ガスの温度を調整する。これにより、水回収装置の排ガス流入口における排ガスの温度を安定化させることができる。回収水循環ラインにおける回収水の循環流量が増大するのを抑制できるので、水回収システムの消費電力量を抑えることができる。
【0115】
５）幾つかの実施形態では、上記１）から４）のいずれかに記載の水回収システムであって、
前記第１循環低沸点作動媒体は、Ｒ－２４５ｆａ（ＨＦＣ－２４５ｆａ）である。
前記第１循環低沸点作動媒体は、Ｒ－２４５ｆａ（ＨＦＣ－２４５ｆａ）である。
【0116】
上記５）の構成によれば、Ｒ－２４５ｆａのオゾン破壊係数がゼロであり、かつ、Ｒ－２４５ｆａの地球温暖化係数が比較的低いので、水回収システムは周辺環境への悪影響を低減させることができる。
【0117】
６）幾つかの実施形態では、上記１）から５）のいずれかに記載の水回収システムであって、
前記回収水冷却系統は、
第２の有機媒体である第２循環低沸点作動媒体を蒸発させるための第２蒸発器（２２１）と、蒸発した前記第２循環低沸点作動媒体から回転動力を得るように構成される第２タービン（２２２）と、前記第２タービンに連結される第２発電機（２２３）とを有する第２バイナリー発電系統（２２０）を含み、
前記第２蒸発器は、前記回収水循環ラインを流れる前記回収水の少なくとも一部を熱源として、前記第２循環低沸点作動媒体を蒸発させるように構成され、
前記回収水冷却器は、前記第２蒸発器を有する。
前記回収水冷却系統は、
第２の有機媒体である第２循環低沸点作動媒体を蒸発させるための第２蒸発器（２２１）と、蒸発した前記第２循環低沸点作動媒体から回転動力を得るように構成される第２タービン（２２２）と、前記第２タービンに連結される第２発電機（２２３）とを有する第２バイナリー発電系統（２２０）を含み、
前記第２蒸発器は、前記回収水循環ラインを流れる前記回収水の少なくとも一部を熱源として、前記第２循環低沸点作動媒体を蒸発させるように構成され、
前記回収水冷却器は、前記第２蒸発器を有する。
【0118】
上記６）の構成によれば、水回収装置から排出される回収水が保有する熱量を利用して第２バイナリー発電系統が発電を行うので、ガスタービンコジェネシステム全体の発電効率をさらに向上できる。
【0119】
７）幾つかの実施形態では、上記６）に記載の水回収システムであって、
前記回収水循環ラインは、
前記水回収装置から排出される前記回収水を前記第２蒸発器に導くための発電用回収水供給ライン（６１）と、
前記第２蒸発器から排出される前記回収水を前記水回収装置に導くための発電用回収水排出ライン（６２）と、
前記第２蒸発器をバイパスするように、前記発電用回収水供給ラインと前記発電用回収水排出ラインとに接続する回収水バイパスライン（６３）と、
前記第２蒸発器に流入する前記回収水の流量と、前記回収水バイパスラインを流れる前記回収水の流量との比率を変更するための回収水流調弁（６５）と
をさらに含む。
前記回収水循環ラインは、
前記水回収装置から排出される前記回収水を前記第２蒸発器に導くための発電用回収水供給ライン（６１）と、
前記第２蒸発器から排出される前記回収水を前記水回収装置に導くための発電用回収水排出ライン（６２）と、
前記第２蒸発器をバイパスするように、前記発電用回収水供給ラインと前記発電用回収水排出ラインとに接続する回収水バイパスライン（６３）と、
前記第２蒸発器に流入する前記回収水の流量と、前記回収水バイパスラインを流れる前記回収水の流量との比率を変更するための回収水流調弁（６５）と
をさらに含む。
【0120】
上記７）の構成によれば、水回収装置から排出される回収水の温度が変動しても、第２蒸発器に流入する回収水の流量と、回収水バイパスラインを流れる回収水の流量との比率を変更することが可能になる。従って、水回収装置から排出される回収水の温度が変動しても、水回収装置に流入する冷媒水の温度を安定化させることができる。よって、水回収装置から排出される排ガスの温度を所望の温度にしながら、水回収装置において排ガスから水分を回収することができる。
【0121】
８）幾つかの実施形態では、上記７）に記載の水回収システムであって、
前記回収水循環ラインにおいて前記発電用回収水排出ラインが前記回収水バイパスラインに接続される位置（Ｐ２）から前記水回収装置に向かって流れる前記回収水の温度を計測するための水回収装置入口冷媒水温度センサ（９３）と、
前記水回収装置入口冷媒水温度センサによって計測される前記温度が第２規定温度になるよう前記回収水流調弁を制御するためのコントローラ（９０）と
をさらに備える。
前記回収水循環ラインにおいて前記発電用回収水排出ラインが前記回収水バイパスラインに接続される位置（Ｐ２）から前記水回収装置に向かって流れる前記回収水の温度を計測するための水回収装置入口冷媒水温度センサ（９３）と、
前記水回収装置入口冷媒水温度センサによって計測される前記温度が第２規定温度になるよう前記回収水流調弁を制御するためのコントローラ（９０）と
をさらに備える。
【0122】
上記８）の構成によれば、水回収装置から排出される回収水の温度が変動しても、コントローラが回収水流調弁を制御することで、第２蒸発器に流入する回収水の流量と、回収水バイパスラインを流れる回収水の流量との比率を調整でき、水回収装置に流入する回収水の温度を調整できる。これにより、水回収装置の入口における冷媒水の温度をおおよそ第２規定温度に安定化させることができ、水回収装置から排出される排ガスの温度を所望の温度にすることができる。
【0123】
９）幾つかの実施形態では、上記７）または８）に記載の水回収システムであって、
前記回収水冷却器は、外部水と前記回収水との熱交換によって前記回収水を冷却するように構成される外部水利用型冷却器（２３）をさらに有し、
前記外部水利用型冷却器に流入する前記回収水は、前記第２蒸発器に流入する前記回収水と前記回収水バイパスラインを流れる前記回収水とを有する。
前記回収水冷却器は、外部水と前記回収水との熱交換によって前記回収水を冷却するように構成される外部水利用型冷却器（２３）をさらに有し、
前記外部水利用型冷却器に流入する前記回収水は、前記第２蒸発器に流入する前記回収水と前記回収水バイパスラインを流れる前記回収水とを有する。
【0124】
上記９）の構成によれば、回収水の冷却機能を第２蒸発器と外部水利用型冷却器とが担うことで、第２バイナリー発電系統の冷却熱負荷を分散させることができる。また、第２バイナリー発電系統に異常が起きた場合には、第２蒸発器に回収水を流さず、外部水利用型冷却器のみが回収水の冷却機能を担うことができる。これにより、水回収システムが運転を継続しながら第２バイナリー発電系統の点検および修繕を実行できる。
【0125】
１０）幾つかの実施形態では、上記７）から９）のいずれかに記載の水回収システムであって、
前記第２バイナリー発電系統は、
前記第２蒸発器と前記第２タービンの間で前記第２循環低沸点作動媒体が循環するための第２循環ライン（２２９）と、
前記第２循環ラインに配置される第２循環ポンプ（２２５Ａ）を含む第２ポンプ装置（２２５）と、
をさらに含み、
前記水回収システムは、
前記回収水循環ラインにおいて前記発電用回収水排出ラインが前記回収水バイパスラインに接続される位置から前記水回収装置に流れる前記回収水の温度を計測するための水回収装置入口冷媒水温度センサ（９３）と、
前記水回収装置入口冷媒水温度センサによって計測される前記温度が第２規定温度になるよう前記第２ポンプ装置を制御するためのコントローラ（９０）と
をさらに備える。
前記第２バイナリー発電系統は、
前記第２蒸発器と前記第２タービンの間で前記第２循環低沸点作動媒体が循環するための第２循環ライン（２２９）と、
前記第２循環ラインに配置される第２循環ポンプ（２２５Ａ）を含む第２ポンプ装置（２２５）と、
をさらに含み、
前記水回収システムは、
前記回収水循環ラインにおいて前記発電用回収水排出ラインが前記回収水バイパスラインに接続される位置から前記水回収装置に流れる前記回収水の温度を計測するための水回収装置入口冷媒水温度センサ（９３）と、
前記水回収装置入口冷媒水温度センサによって計測される前記温度が第２規定温度になるよう前記第２ポンプ装置を制御するためのコントローラ（９０）と
をさらに備える。
【0126】
上記１０）の構成によれば、水回収装置から排出される回収水の温度が変動しても、コントローラは第２ポンプ装置の制御を通じて、回収水排出ラインを流れる回収水の温度を調整する。これにより、水回収装置に流入する冷媒水の温度を第２規定温度に安定化させることができ、水回収装置から排出される排ガスの温度を所望の温度にすることができる。
【0127】
１１）幾つかの実施形態では、上記６）から１０）のいずれかに記載の水回収システムであって、
前記第２循環低沸点作動媒体は、Ｒ－２４５ｆａ（ＨＦＣ－２４５ｆａ）である。
前記第２循環低沸点作動媒体は、Ｒ－２４５ｆａ（ＨＦＣ－２４５ｆａ）である。
【0128】
上記１１）の構成によれば、Ｒ－２４５ｆａのオゾン破壊係数がゼロであり、かつ、Ｒ－２４５ｆａの地球温暖化係数が比較的低いので、水回収システムは周辺環境への悪影響を低減させることができる。
【0129】
１２）幾つかの実施形態では、上記１）から１１）のいずれかに記載の水回収システムであって、
前記回収水循環ラインは、
前記水回収装置から排出される前記回収水を前記回収水冷却器に導くための回収水排出ライン（３９）と、
前記回収水冷却器によって冷却された前記回収水を前記冷媒水として前記水回収装置に導くための回収水供給ライン（４２）と、
前記回収水排出ラインに接続される高温給水ラインであって、前記回収水排出ラインから取り出された前記回収水を、前記排熱回収ボイラに供給するためのボイラ給水を貯める補給水タンクに導くための高温給水ライン（４４）と、
前記回収水供給ラインに接続される低温給水ラインであって、前記回収水供給ラインから取り出された前記回収水を前記補給水タンクに導くための低温給水ライン（４７）と、
前記低温給水ラインを流れる前記回収水に対して、不純物を除去する処理を施すための水処理装置（４６）と
をさらに備える。
前記回収水循環ラインは、
前記水回収装置から排出される前記回収水を前記回収水冷却器に導くための回収水排出ライン（３９）と、
前記回収水冷却器によって冷却された前記回収水を前記冷媒水として前記水回収装置に導くための回収水供給ライン（４２）と、
前記回収水排出ラインに接続される高温給水ラインであって、前記回収水排出ラインから取り出された前記回収水を、前記排熱回収ボイラに供給するためのボイラ給水を貯める補給水タンクに導くための高温給水ライン（４４）と、
前記回収水供給ラインに接続される低温給水ラインであって、前記回収水供給ラインから取り出された前記回収水を前記補給水タンクに導くための低温給水ライン（４７）と、
前記低温給水ラインを流れる前記回収水に対して、不純物を除去する処理を施すための水処理装置（４６）と
をさらに備える。
【0130】
上記１２）の構成によれば、高温給水ラインは、不純物の除去を必要としない回収水を補給水タンクに導く。この回収水は、回収水冷却器よりも上流を流れる高温の回収水であるので、補給水タンクに貯まるボイラ給水の温度が低下するのを抑制できる。結果、排熱回収ボイラがボイラ蒸気を生成するのに要する熱量を低減でき、ガスタービンコジェネレーションシステムの熱効率は向上する。他方で、低温給水ラインは、不純物の除去を必要とする回収水を、水処理装置を経由して補給水タンクに導く。この回収水は、回収水冷却器よりも下流側を流れる低温の回収水であるので、水処理装置の不純物除去機能が低下するのを抑制できる。従って、水回収装置において回収される回収水に不純物が含まれる場合でも、当該回収水を破棄することなく補給水タンクに供給することができる。以上より、排ガスから回収される回収水をボイラ給水として無駄なく再利用できると共に、発電効率を向上させた水回収システムが実現される。
【0131】
１３）本開示の少なくとも一実施形態に係る水回収システム（４０）の運転方法は、
ガスタービンコジェネシステム（１０）の排熱回収ボイラ（１４）から排出される排ガス（１３）と冷媒水との熱交換によって前記排ガスから水分を回収するための水回収装置（３３）と、
前記水回収装置によって回収された前記水分を含む回収水を冷却するための回収水冷却器（５５）を含む回収水冷却系統（５０）と、
前記水回収装置から排出される前記回収水を前記回収水冷却器に導くと共に、前記回収水冷却器によって冷却された前記回収水を前記冷媒水として前記水回収装置に導くための回収水循環ライン（４３）と、
前記回収水循環ラインに配置される回収水循環ポンプ（３８）と
を備える水回収システムの運転方法であって、
前記水回収システムは、
第１の有機媒体である第１循環低沸点作動媒体を蒸発させるための第１蒸発器（１１１）と、蒸発した前記第１循環低沸点作動媒体から回転動力を得るように構成される第１タービン（１１２）と、前記第１タービンに連結される第１発電機（１１３）とを含む第１バイナリー発電系統（１１０）と、
前記排熱回収ボイラから排出される前記排ガスを前記第１蒸発器に導くための第１排ガスライン（１４１）と、
前記第１蒸発器から排出される前記排ガスを前記水回収装置に導くための第２排ガスライン（１４２）と、
前記第１蒸発器をバイパスするように前記第１排ガスラインと前記第２排ガスラインに接続されると共に、前記水回収装置に接続されるバイパス排ガスライン（１４３）と、
前記第２排ガスライン及び前記バイパス排ガスラインの接続点と前記水回収装置とを接続する合流排ガスライン（１４３）と、
前記第１蒸発器に流入する前記排ガスの流量と前記バイパス排ガスラインを流れる前記排ガスの流量の比率を変更するための排ガスダンパ（１５０）と
前記バイパス排ガスラインにおいて前記第２排ガスラインが前記バイパス排ガスラインに接続される位置（Ｐ１）よりも下流を流れる前記排ガスの温度を計測するための水回収排装置排ガス入口温度センサ（９２）と、をさらに備え、
前記水回収システムの運転方法は、
前記水回収装置排ガス入口温度センサによって計測される前記温度が第１規定温度になるよう前記排ガスダンパを制御する排ガスダンパ制御ステップ（Ｓ１３）を備える。
ガスタービンコジェネシステム（１０）の排熱回収ボイラ（１４）から排出される排ガス（１３）と冷媒水との熱交換によって前記排ガスから水分を回収するための水回収装置（３３）と、
前記水回収装置によって回収された前記水分を含む回収水を冷却するための回収水冷却器（５５）を含む回収水冷却系統（５０）と、
前記水回収装置から排出される前記回収水を前記回収水冷却器に導くと共に、前記回収水冷却器によって冷却された前記回収水を前記冷媒水として前記水回収装置に導くための回収水循環ライン（４３）と、
前記回収水循環ラインに配置される回収水循環ポンプ（３８）と
を備える水回収システムの運転方法であって、
前記水回収システムは、
第１の有機媒体である第１循環低沸点作動媒体を蒸発させるための第１蒸発器（１１１）と、蒸発した前記第１循環低沸点作動媒体から回転動力を得るように構成される第１タービン（１１２）と、前記第１タービンに連結される第１発電機（１１３）とを含む第１バイナリー発電系統（１１０）と、
前記排熱回収ボイラから排出される前記排ガスを前記第１蒸発器に導くための第１排ガスライン（１４１）と、
前記第１蒸発器から排出される前記排ガスを前記水回収装置に導くための第２排ガスライン（１４２）と、
前記第１蒸発器をバイパスするように前記第１排ガスラインと前記第２排ガスラインに接続されると共に、前記水回収装置に接続されるバイパス排ガスライン（１４３）と、
前記第２排ガスライン及び前記バイパス排ガスラインの接続点と前記水回収装置とを接続する合流排ガスライン（１４３）と、
前記第１蒸発器に流入する前記排ガスの流量と前記バイパス排ガスラインを流れる前記排ガスの流量の比率を変更するための排ガスダンパ（１５０）と
前記バイパス排ガスラインにおいて前記第２排ガスラインが前記バイパス排ガスラインに接続される位置（Ｐ１）よりも下流を流れる前記排ガスの温度を計測するための水回収排装置排ガス入口温度センサ（９２）と、をさらに備え、
前記水回収システムの運転方法は、
前記水回収装置排ガス入口温度センサによって計測される前記温度が第１規定温度になるよう前記排ガスダンパを制御する排ガスダンパ制御ステップ（Ｓ１３）を備える。
【0132】
上記１３）の構成によれば、上記１）と同様の作用効果が得られる。
【0133】
１４）本開示の少なくとも一実施形態に係る水回収システムの改造方法は、
ガスタービンコジェネシステム（１０）の排熱回収ボイラ（１４）から排出される排ガス（１３）と冷媒水との熱交換によって前記排ガスから水分を回収するための水回収装置（３３）と、
前記水回収装置によって回収された前記水分を含む回収水を冷却するための回収水冷却器（５５）を含む回収水冷却系統（５０）と、
前記水回収装置から排出される前記回収水を前記回収水冷却器に導くと共に、前記回収水冷却器によって冷却された前記回収水を前記冷媒水として前記水回収装置に導くための回収水循環ライン（４３）と、
前記回収水循環ラインに配置される回収水循環ポンプ（３８）と
を備える水回収システムの改造方法であって、
第１の有機媒体である第１循環低沸点作動媒体を蒸発させるための第１蒸発器（１１１）と、蒸発した前記第１循環低沸点作動媒体から回転動力を得るように構成される第１タービン（１１２）と、前記第１タービンに連結される第１発電機（１１３）とを含む第１バイナリー発電系統（１１０）を追設する第１バイナリー発電系統追設ステップ（Ｓ３１）と、
前記排熱回収ボイラから排出される前記排ガスを前記第１蒸発器に導くための第１排ガスライン（１４１）と、前記第１蒸発器から排出される前記排ガスを前記水回収装置に導くための第２排ガスライン（１４２）とを追設する排ガスライン追設ステップ（Ｓ３３）と、
をさらに備える水回収システムの改造方法。
ガスタービンコジェネシステム（１０）の排熱回収ボイラ（１４）から排出される排ガス（１３）と冷媒水との熱交換によって前記排ガスから水分を回収するための水回収装置（３３）と、
前記水回収装置によって回収された前記水分を含む回収水を冷却するための回収水冷却器（５５）を含む回収水冷却系統（５０）と、
前記水回収装置から排出される前記回収水を前記回収水冷却器に導くと共に、前記回収水冷却器によって冷却された前記回収水を前記冷媒水として前記水回収装置に導くための回収水循環ライン（４３）と、
前記回収水循環ラインに配置される回収水循環ポンプ（３８）と
を備える水回収システムの改造方法であって、
第１の有機媒体である第１循環低沸点作動媒体を蒸発させるための第１蒸発器（１１１）と、蒸発した前記第１循環低沸点作動媒体から回転動力を得るように構成される第１タービン（１１２）と、前記第１タービンに連結される第１発電機（１１３）とを含む第１バイナリー発電系統（１１０）を追設する第１バイナリー発電系統追設ステップ（Ｓ３１）と、
前記排熱回収ボイラから排出される前記排ガスを前記第１蒸発器に導くための第１排ガスライン（１４１）と、前記第１蒸発器から排出される前記排ガスを前記水回収装置に導くための第２排ガスライン（１４２）とを追設する排ガスライン追設ステップ（Ｓ３３）と、
をさらに備える水回収システムの改造方法。
【0134】
上記１４）の構成によれば、上記１）と同様の作用効果が得られる。
【0135】
１５）本開示の少なくとも一実施形態に係る水回収システムの改造方法は、
ガスタービンコジェネシステム（１０）の排熱回収ボイラ（１４）から排出される排ガス（１３）と冷媒水との熱交換によって前記排ガスから水分を回収するための水回収装置（３３）と、
前記水回収装置によって回収された前記水分を含む回収水を冷却するための回収水冷却器（５５）を含む回収水冷却系統（５０）と、
前記水回収装置から排出される前記回収水を前記回収水冷却器に導くと共に、前記回収水冷却器によって冷却された前記回収水を前記冷媒水として前記水回収装置に導くための回収水循環ライン（４３）と、
前記回収水循環ラインに配置される回収水循環ポンプ（３８）と
第１の有機媒体である第１循環低沸点作動媒体を蒸発させるための第１蒸発器（１１１）と、蒸発した前記第１循環低沸点作動媒体から回転動力を得るように構成される第１タービン（１１２）と、前記第１タービンに連結される第１発電機（１１３）とを含む第１バイナリー発電系統（１１０）とを備え、
前記第１蒸発器は、前記排熱回収ボイラから前記水回収装置に向かって流れる前記排ガスの少なくとも一部を熱源として、前記第１循環低沸点作動媒体を蒸発させるように構成される水回収システムの改造方法であって、
第２の有機媒体である第２循環低沸点作動媒体を蒸発させるための第２蒸発器（２２１）と、蒸発した前記第２循環低沸点作動媒体から回転動力を得るように構成される第２タービン（２２２）と、前記第２タービンに連結される第２発電機（２２３）とを有する第２バイナリー発電系統であって、前記第２蒸発器は、前記回収水循環ラインを流れる前記回収水の少なくとも一部を熱源として、前記第２循環低沸点作動媒体を蒸発させるように構成された第２バイナリー発電系統（２２０）を追設する第２バイナリー発電系統追設ステップ（Ｓ３５）と、
前記水回収装置から排出される前記回収水を前記第２蒸発器に導くための発電用回収水供給ライン（６１）と、前記第２蒸発器から排出される前記回収水を前記水回収装置に導くための発電用回収水排出ライン（６２）とを追設する発電用回収水ライン追設ステップ（Ｓ３７）と
を備える。
ガスタービンコジェネシステム（１０）の排熱回収ボイラ（１４）から排出される排ガス（１３）と冷媒水との熱交換によって前記排ガスから水分を回収するための水回収装置（３３）と、
前記水回収装置によって回収された前記水分を含む回収水を冷却するための回収水冷却器（５５）を含む回収水冷却系統（５０）と、
前記水回収装置から排出される前記回収水を前記回収水冷却器に導くと共に、前記回収水冷却器によって冷却された前記回収水を前記冷媒水として前記水回収装置に導くための回収水循環ライン（４３）と、
前記回収水循環ラインに配置される回収水循環ポンプ（３８）と
第１の有機媒体である第１循環低沸点作動媒体を蒸発させるための第１蒸発器（１１１）と、蒸発した前記第１循環低沸点作動媒体から回転動力を得るように構成される第１タービン（１１２）と、前記第１タービンに連結される第１発電機（１１３）とを含む第１バイナリー発電系統（１１０）とを備え、
前記第１蒸発器は、前記排熱回収ボイラから前記水回収装置に向かって流れる前記排ガスの少なくとも一部を熱源として、前記第１循環低沸点作動媒体を蒸発させるように構成される水回収システムの改造方法であって、
第２の有機媒体である第２循環低沸点作動媒体を蒸発させるための第２蒸発器（２２１）と、蒸発した前記第２循環低沸点作動媒体から回転動力を得るように構成される第２タービン（２２２）と、前記第２タービンに連結される第２発電機（２２３）とを有する第２バイナリー発電系統であって、前記第２蒸発器は、前記回収水循環ラインを流れる前記回収水の少なくとも一部を熱源として、前記第２循環低沸点作動媒体を蒸発させるように構成された第２バイナリー発電系統（２２０）を追設する第２バイナリー発電系統追設ステップ（Ｓ３５）と、
前記水回収装置から排出される前記回収水を前記第２蒸発器に導くための発電用回収水供給ライン（６１）と、前記第２蒸発器から排出される前記回収水を前記水回収装置に導くための発電用回収水排出ライン（６２）とを追設する発電用回収水ライン追設ステップ（Ｓ３７）と
を備える。
【0136】
上記１５）の構成によれば、上記１）と同様の作用効果が得られる。
【符号の説明】
【0137】
２ ：タービン
３ ：燃焼器
５ ：発電機
９ ：ガスタービン
１０ ：コジェネシステム
１０ ：ガスタービンコジェネシステム
１３ ：排ガス
１４ ：排熱回収ボイラ
１５ ：給水ライン
１７ ：補給水タンク
１９ ：給水ライン
２３ ：外部水利用型冷却器
２４ ：外部水供給ライン
２５ ：外部水供給ポンプ
２６ ：接続ライン
２９ ：排気ライン
３０ ：排気塔
３１ ：排気ダンパ
３３ ：水回収装置
３７ ：給水ライン
３８ ：回収水循環ポンプ
３９ ：回収水排出ライン
４０ ：水回収システム
４２ ：回収水供給ライン
４３ ：回収水循環ライン
４４ ：高温給水ライン
４５ ：低温給水開閉弁
４６ ：水処理装置
４７ ：低温給水ライン
４８ ：高温給水開閉弁
５０ ：回収水冷却系統
５５ ：回収水冷却器
５７ ：排出ライン
６１ ：発電用回収水供給ライン
６２ ：発電用回収水排出ライン
６３ ：回収水バイパスライン
６５ ：回収水流調弁
６７ ：供給流量弁
６８ ：排出流調弁
６９ ：バイパス流調弁
９０ ：コントローラ
９２ ：水回収装置排ガス入口温度センサ
９３ ：水回収装置入口冷媒水温度センサ
９９ ：水回収装置排ガス出口温度センサ
１１０ ：第１バイナリー発電系統
１１１ ：第１蒸発器
１１２ ：第１タービン
１１３ ：第１発電機
１１４ ：第１凝縮器
１１５ ：第１ポンプ装置
１１５Ａ ：第１循環ポンプ
１１５Ｂ ：第１流調弁
１１８ ：第１冷却源
１１９ ：第１循環ライン
１４１ ：第１排ガスライン
１４２ ：第２排ガスライン
１４３ ：バイパス排ガスライン
１４４ ：合流排ガスライン
１４５ ：排ガス供給ライン
１４６ ：イオン交換樹脂
１４９ ：改造前排ガス供給ライン
１５０ ：排ガスダンパ
１５１ ：第１排ガスダンパ
１５２ ：第２排ガスダンパ
１５３ ：バイパス排ガスダンパ
２２０ ：第２バイナリー発電系統
２２１ ：第２蒸発器
２２２ ：第２タービン
２２３ ：第２発電機
２２４ ：第２凝縮器
２２５ ：第２ポンプ装置
２２５Ａ ：第２循環ポンプ
２２５Ｂ ：第２流調弁
２２８ ：第２冷却源
２２９ ：第２循環ライン
３３１ ：排ガス流入口
３３２ ：排ガス流出口
３３３ ：冷媒水流入口
３ ：燃焼器
５ ：発電機
９ ：ガスタービン
１０ ：コジェネシステム
１０ ：ガスタービンコジェネシステム
１３ ：排ガス
１４ ：排熱回収ボイラ
１５ ：給水ライン
１７ ：補給水タンク
１９ ：給水ライン
２３ ：外部水利用型冷却器
２４ ：外部水供給ライン
２５ ：外部水供給ポンプ
２６ ：接続ライン
２９ ：排気ライン
３０ ：排気塔
３１ ：排気ダンパ
３３ ：水回収装置
３７ ：給水ライン
３８ ：回収水循環ポンプ
３９ ：回収水排出ライン
４０ ：水回収システム
４２ ：回収水供給ライン
４３ ：回収水循環ライン
４４ ：高温給水ライン
４５ ：低温給水開閉弁
４６ ：水処理装置
４７ ：低温給水ライン
４８ ：高温給水開閉弁
５０ ：回収水冷却系統
５５ ：回収水冷却器
５７ ：排出ライン
６１ ：発電用回収水供給ライン
６２ ：発電用回収水排出ライン
６３ ：回収水バイパスライン
６５ ：回収水流調弁
６７ ：供給流量弁
６８ ：排出流調弁
６９ ：バイパス流調弁
９０ ：コントローラ
９２ ：水回収装置排ガス入口温度センサ
９３ ：水回収装置入口冷媒水温度センサ
９９ ：水回収装置排ガス出口温度センサ
１１０ ：第１バイナリー発電系統
１１１ ：第１蒸発器
１１２ ：第１タービン
１１３ ：第１発電機
１１４ ：第１凝縮器
１１５ ：第１ポンプ装置
１１５Ａ ：第１循環ポンプ
１１５Ｂ ：第１流調弁
１１８ ：第１冷却源
１１９ ：第１循環ライン
１４１ ：第１排ガスライン
１４２ ：第２排ガスライン
１４３ ：バイパス排ガスライン
１４４ ：合流排ガスライン
１４５ ：排ガス供給ライン
１４６ ：イオン交換樹脂
１４９ ：改造前排ガス供給ライン
１５０ ：排ガスダンパ
１５１ ：第１排ガスダンパ
１５２ ：第２排ガスダンパ
１５３ ：バイパス排ガスダンパ
２２０ ：第２バイナリー発電系統
２２１ ：第２蒸発器
２２２ ：第２タービン
２２３ ：第２発電機
２２４ ：第２凝縮器
２２５ ：第２ポンプ装置
２２５Ａ ：第２循環ポンプ
２２５Ｂ ：第２流調弁
２２８ ：第２冷却源
２２９ ：第２循環ライン
３３１ ：排ガス流入口
３３２ ：排ガス流出口
３３３ ：冷媒水流入口
【図1】
【図2】
【図3】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】