火葬系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種火葬系統(tǒng)，尤其涉及一種具有發(fā)電系統(tǒng)的火葬系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]以往的火葬系統(tǒng)，利用冷卻器等將在火葬爐產(chǎn)生的高溫的排放氣體冷卻后，利用集塵裝置進行灰塵的除去處理，之后，利用催化裝置將二惡英類等除去，最終經(jīng)由煙囪排放到大氣中。即，以往的火葬系統(tǒng)中，一般不會將高溫的熱能再利用，而是就此廢棄。
[0003]但是，近年來火葬系統(tǒng)中，也謀求提高火葬系統(tǒng)整體的能源效率而實現(xiàn)節(jié)能，與此同時，還要求構(gòu)筑尊重人(遺體)的尊嚴的火葬系統(tǒng)。
[0004]為實現(xiàn)節(jié)能，作為第一現(xiàn)有技術(shù)，存在有專利文獻I (JP特開2012-13266公報)中記載的發(fā)電系統(tǒng)以及火葬爐，并且記載了如下內(nèi)容:在火葬系統(tǒng)中組合有發(fā)電系統(tǒng)，使用在火葬爐產(chǎn)生的高溫的熱能，利用熱交換器產(chǎn)生蒸汽，利用所述蒸汽驅(qū)動蒸汽渦輪機進行發(fā)電，從而有效利用在火葬爐產(chǎn)生的熱能。接著參照圖10，針對第一現(xiàn)有技術(shù)進行詳細說明。在圖10中，火葬爐101具有作為鍋爐的功能，由供水泵106供給的水利用火葬爐101內(nèi)高溫的熱而汽化，水蒸汽被送到汽水分離器102。利用汽水分離器102而將水滴除去的蒸汽，被送到發(fā)電機103而驅(qū)動蒸汽渦輪機進行發(fā)電。為驅(qū)動蒸汽渦輪機而使用了之后的低壓蒸汽，被送到從冷卻塔105接受冷卻水的供給的復(fù)水器104，凝結(jié)成水，并被送到熱水箱107，而向著火葬爐101循環(huán)。這樣，本公報記載的火葬爐是使焚燒爐本身鍋爐化，使熱效率提尚O
[0005]另外，作為組合有發(fā)電裝置的火葬設(shè)備的第二現(xiàn)有技術(shù)，存在有專利文獻2(JP特開2010-133693公報)中記載的移動式一體型火葬設(shè)備，參照圖11進行說明。在本公報中，供電裝置115供給用于運轉(zhuǎn)焚燒爐111、冷卻裝置112a、112b、集塵裝置113a、113b以及余熱排出裝置114的電力。由此，不需要從外部接受電力，因此，實現(xiàn)了移動式一體型火葬設(shè)備。
[0006]另外，作為有效利用低溫且小容量的余熱進行發(fā)電的第三現(xiàn)有技術(shù)，參照圖12，針對專利文獻3 (JP專利第4875546號公報)中記載的余熱發(fā)電裝置、余熱發(fā)電裝置的工作介質(zhì)蒸汽加熱度控制方法進行說明。
[0007]圖12是本公報記載的余熱發(fā)電裝置的結(jié)構(gòu)圖，將來自余熱源129的熱水供給到蒸汽產(chǎn)生器121而對液態(tài)的工作介質(zhì)進行加熱，產(chǎn)生工作介質(zhì)的蒸汽。接著，將所述工作介質(zhì)的蒸汽供給到液滴分離器122。利用壓力傳感器126和溫度傳感器127分別測定所述工作介質(zhì)的蒸汽的壓力和溫度，并將這些信息傳遞到控制臺128。從而壓力和溫度通過控制臺128被控制的工作介質(zhì)的蒸汽，使渦輪機123旋轉(zhuǎn)，進而驅(qū)動與渦輪機連接著的高速發(fā)電機進行發(fā)電。
[0008]來自渦輪機123的工作介質(zhì)的蒸汽被凝結(jié)器124冷卻而成為液體，并且經(jīng)由供液泵125被送至蒸汽產(chǎn)生器121，再次生成工作介質(zhì)的蒸汽。這樣，進行低沸點(40°C左右)的工作介質(zhì)的循環(huán)。所述余熱發(fā)電裝置參照來自于壓力傳感器126和溫度傳感器127的壓力和溫度運算加熱度，對供液泵125的旋轉(zhuǎn)速度進行增減來控制液態(tài)的工作介質(zhì)的流量，以使得所述運算值與預(yù)先設(shè)定的加熱度一致。通過進行這樣的控制，可將加熱度確保為一定，有效回收余熱，進行發(fā)電。
[0009]進一步，作為不基于余熱流量或者余熱溫度的變化而得到穩(wěn)定的發(fā)電輸出的第四現(xiàn)有技術(shù)，參照圖13針對專利文獻4 (JP特開平10-184316號公報)中記載的廢熱利用的發(fā)電控制裝置進行說明。
[0010]圖13是本公報記載的發(fā)電設(shè)備的框圖，包括:控制流入到蒸汽渦輪機131的蒸汽流量用的蒸汽流量控制系統(tǒng)；控制蒸汽渦輪機的入口壓力的蒸汽壓力控制系統(tǒng)；控制各蒸汽分離器132a?132c的各熱水液位的熱水液位控制系統(tǒng)。另外，具有:控制高壓、中壓、低壓的各蒸汽分離器132a?132c的剩余熱水的溫度的熱水溫度控制系統(tǒng)；控制復(fù)水器133的水位水平的復(fù)水器液位控制系統(tǒng)；控制向冷卻塔134補給的補給水量，以使得冷水塔134的水位水平為設(shè)定值的補給水量控制系統(tǒng)；控制冷卻塔134的冷卻水溫度的機內(nèi)溫度控制系統(tǒng)。從而使用這些控制系統(tǒng)，使得電力負載的變動、流入蒸汽渦輪機的蒸汽流量的變動、余熱蒸汽流量的變動以及壓力變動、復(fù)水器的機內(nèi)溫度變動、冷卻水量以及余熱熱交換器出口的溫度變動、冷卻塔的液位變動等穩(wěn)定化，進行高效率的發(fā)電。
[0011]另外，作為使用雙循環(huán)發(fā)電來改善熱源能量的利用效率的第五現(xiàn)有技術(shù)，參照圖14，針對專利文獻5 (JP特開2009-221961公報)中記載的雙循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)進行說明。
[0012]圖14是本公報記載的雙循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)的框圖，將與熱源流體141進行熱交換而蒸發(fā)的低沸點工作介質(zhì)149的蒸汽導(dǎo)入到蒸汽渦輪機144進行發(fā)電。將工作介質(zhì)預(yù)熱的預(yù)熱器143和蒸發(fā)器142A、142B、蒸汽渦輪機144、熱回收器148、凝結(jié)器146、介質(zhì)供液泵147A、147B串聯(lián)構(gòu)成，而形成閉環(huán)。本公報的雙循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，設(shè)置有工作介質(zhì)的蒸發(fā)溫度、壓力不同的多級蒸發(fā)器142A、142B，使在各級產(chǎn)生的各蒸汽流入到蒸汽渦輪機(混壓渦輪機)144的高壓級、低壓級，來驅(qū)動渦輪發(fā)電機145。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，與利用由僅有單級的蒸發(fā)器生成的工作介質(zhì)的蒸汽驅(qū)動蒸汽渦輪機的方式相比，提高了熱源流體所保有的熱能的利用效率。
[0013]現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0014]專利文獻
[0015]專利文獻1:JP特開2012-13266公報；
[0016]專利文獻2:JP特開2010-133693公報；
[0017]專利文獻3:JP專利第4875546號公報；
[0018]專利文獻4:JP特開平10-184316號公報；
[0019]專利文獻5:JP特開2009-221961公報。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0020]發(fā)明要解決的問題
[0021]專利文獻I記載的第一現(xiàn)有技術(shù)，由于在火葬爐的內(nèi)部設(shè)置有板狀的熱交換器，并且火葬爐本身被鍋爐化，因此，熱交換器置身于高溫中，在可靠性方面存在問題。另外，本公報記載的發(fā)電系統(tǒng)中，每隔一定期間就需要對熱交換器進行保養(yǎng)、修理或者更換新品。
[0022]另外，作為在火葬系統(tǒng)中組合了發(fā)電系統(tǒng)的情況下特有的問題，在火葬爐的運轉(zhuǎn)周期中，即在急速加熱一焚燒一冷卻的各工序中，火葬爐內(nèi)的溫度大幅變動。另外，由于一般在夜間不進行火葬，因此火葬爐的溫度變?yōu)榈蜏貭顟B(tài)，在利用高溫的水蒸汽驅(qū)動蒸汽渦輪機的方式中，若火葬爐變?yōu)楸纫?guī)定溫度還低的低溫，就不能發(fā)電。
[0023]這樣，由于驅(qū)動蒸汽渦輪機用的熱能大幅變動，從發(fā)電機輸出的電力不穩(wěn)定，另夕卜，由于在夜間不得不使發(fā)電系統(tǒng)停止工作，因此發(fā)電系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)狀態(tài)極其不穩(wěn)定，存在構(gòu)成發(fā)電系統(tǒng)的各裝置容易劣化這樣的問題。
[0024]另外，專利文獻2所記載的第二現(xiàn)有技術(shù)，雖然記載了在移動式一體型火葬設(shè)備中設(shè)置供電裝置115，來供給用于運轉(zhuǎn)焚燒爐111等裝置的電力這樣的內(nèi)容，但是針對如何進行發(fā)電，沒有任何記載。若根據(jù)圖11進行推定，則可認為供電裝置115是使用了液體燃料的發(fā)動機式的發(fā)電機。換而言之，本公報中針對為改善火葬系統(tǒng)整體的能源效率而再利用從火葬爐排出的排放氣體的熱能的技術(shù)構(gòu)思的記載或者啟示，沒有任何公開。
[0025]而且，專利文獻3記載的第三現(xiàn)有技術(shù)，是使沸點為40°C左右的低沸點的工作介質(zhì)與30°C?80°C左右的熱水進行熱交換而生成工作介質(zhì)的蒸汽，通過將所述工作介質(zhì)的蒸汽提供給渦輪機123而進行發(fā)電。另外，在所述現(xiàn)有技術(shù)中，為了防止在緊接著工作介質(zhì)的循環(huán)之后，熱水溫度或介質(zhì)溫度不穩(wěn)定而使得控制變得不穩(wěn)定，從工作介質(zhì)的循環(huán)開始起直到經(jīng)過一定時間為止，將加熱度的目標值設(shè)定成低于原來的目標值，來控制液態(tài)的工作介質(zhì)的流量的增減。
[0026]但是基于第三現(xiàn)有技術(shù)的余熱發(fā)電裝置，作為余熱源而設(shè)定了工廠余熱、溫泉水(地?zé)?、太陽光等相對穩(wěn)定的余熱源，并沒有設(shè)定像從火葬爐排出的排放氣體這樣的在短時間內(nèi)大量熱量變化的余熱源。因此，余熱源的熱量穩(wěn)定，在由發(fā)電機產(chǎn)生的電力與消耗所述電力的各裝置的總的消耗電力之間獲得平衡的情況下，作為本現(xiàn)有技術(shù)的關(guān)鍵點的以加熱度為基準的反饋控制是有效的，但是在火葬系統(tǒng)中組合了本公報的余熱發(fā)電裝置并運轉(zhuǎn)了火葬系統(tǒng)的情況下，由于來自余熱源的熱量大幅變動，因此產(chǎn)生了在關(guān)注于加熱度的控制中并不能使火葬系統(tǒng)整體穩(wěn)定的運轉(zhuǎn)這樣的問題。
[0027]下面進行更具體的說明。在火葬的初始階段(?約10分鐘)、中期階段(約10分鐘?約25分鐘)、后期階段(約25分鐘?)，燃燒的對象物、產(chǎn)生的熱量、排放氣體流量、火葬爐的溫度等大幅變動，在火葬系統(tǒng)中組合了發(fā)電系統(tǒng)的情況下，必須考慮到這些因素進行設(shè)計。另一方面，在基于第三現(xiàn)有技術(shù)的余熱發(fā)電裝置中，針對與這些因素對應(yīng)的控制方法沒有任何記載，在火葬系統(tǒng)中組合了基于第三現(xiàn)有技術(shù)的余熱發(fā)電裝置的情況下，存在使用來自余熱發(fā)電裝置的電力不能使火葬系統(tǒng)穩(wěn)定的運轉(zhuǎn)這樣的問題。
[0028]另外，專利文獻4記載的第四現(xiàn)有技術(shù)，在來自工業(yè)用機械設(shè)備等的余熱流量或者余熱溫度變化的情況下，驅(qū)使蒸汽流量控制系統(tǒng)、蒸汽壓力控制系統(tǒng)、熱水液位控制系統(tǒng)等各種各樣的控制系統(tǒng)而得到總是穩(wěn)定的發(fā)電機輸出，但是工作介質(zhì)是水，若排放氣體溫度為低溫，則實質(zhì)上不能發(fā)電，作為火葬系統(tǒng)用途的發(fā)電系統(tǒng)是不適合的。
[0029]而且，在來自工業(yè)用機械設(shè)備等的余熱流量或者余熱溫度相對長時間穩(wěn)定的情況下，基于所述第四現(xiàn)有技術(shù)的各種控制系統(tǒng)是有效的，但是因為如上所述那樣在火葬系統(tǒng)中余熱流量或者余熱溫度在短時間內(nèi)大幅變動，因此基于第四現(xiàn)有技術(shù)的各種控制系統(tǒng)不能有效發(fā)揮功能，存在使用來自發(fā)電機的電力不能使火葬系統(tǒng)穩(wěn)定的運轉(zhuǎn)這樣的問題。
[0030]另外，專利文獻5記載的雙循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，是使低沸點工作介質(zhì)(碳氫化合物、氨等)蒸汽化來驅(qū)動蒸汽渦輪機進行發(fā)電的雙循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，作為雙循環(huán)發(fā)電的特征，從低溫的熱源也通過熱交換進行發(fā)電，另一方面，使用混壓渦輪機效率良好的進行發(fā)電。但是，作為熱源，設(shè)定了比較穩(wěn)定的地?zé)崃黧w(熱水或者蒸汽)、工廠設(shè)備的熱排水，在像火葬系統(tǒng)那樣的余熱流量或者余熱溫度在短時間內(nèi)大幅變動的系統(tǒng)中組合了基于所述現(xiàn)有技術(shù)的雙循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)時，存在如下問題:在變動小的情況下，能夠發(fā)揮功能，但是在變動大的情況下，僅基于混壓渦輪機進行控制，火葬系統(tǒng)不能進行穩(wěn)定的運轉(zhuǎn)。
[0031]解決問題的手段
[0032]本發(fā)明提供一種適當(dāng)?shù)慕鉀Q了上述問題的火葬系統(tǒng)。
[0033]本發(fā)明的火葬系統(tǒng)，具有:燃燒爐，其用于燃燒遺體；排放氣體/介質(zhì)熱交換器，其流入從所述燃燒爐排出的排放氣體，使所述排放氣體的熱與介質(zhì)進行熱交換；第一緩沖罐，其被注入所述介質(zhì)，抑制所述介質(zhì)的溫度變動；蒸發(fā)器，其通過來自所述第一緩沖罐的所述介質(zhì)的