JPH02259203A - 有機媒体利用動力プラント - Google Patents
有機媒体利用動力プラントInfo
- Publication number
- JPH02259203A JPH02259203A JP8193889A JP8193889A JPH02259203A JP H02259203 A JPH02259203 A JP H02259203A JP 8193889 A JP8193889 A JP 8193889A JP 8193889 A JP8193889 A JP 8193889A JP H02259203 A JPH02259203 A JP H02259203A
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- JP
- Japan
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- medium
- steam
- tank
- evaporator
- plant
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- Pending
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- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の目的コ
（産業上の利用分野）
本発明は熱サイクル動力プラントに係り、特にプラント
の所内が全面的に停電となった際に媒体蒸気をサイクル
の経路から貯蔵用容器に安全に回収することのできる有
機媒体利用動力プラントに関する。
の所内が全面的に停電となった際に媒体蒸気をサイクル
の経路から貯蔵用容器に安全に回収することのできる有
機媒体利用動力プラントに関する。
（従来の技術）
地熱や産業廃熱のような中低温の熱を利用して動力や電
力を得る方式として、フロンや揮発性の炭化水素等の低
沸点有機媒体をこれらの熱で蒸発させ、その蒸気で有機
媒体タービンを駆動する方法があり、その代表的な技術
の一例がターボ機械協会発行の学術雑誌「ターボ機械第
１５巻第４号」の第４９頁ないし第５２頁に記載されて
いる。
力を得る方式として、フロンや揮発性の炭化水素等の低
沸点有機媒体をこれらの熱で蒸発させ、その蒸気で有機
媒体タービンを駆動する方法があり、その代表的な技術
の一例がターボ機械協会発行の学術雑誌「ターボ機械第
１５巻第４号」の第４９頁ないし第５２頁に記載されて
いる。
この技術概要を第２図を参照して説明すると、地熱や産
業廃熱のような中低温の熱源流体１は、蒸発器２で低沸
点の有機媒体３を加熱し、蒸発させた後、予熱器４で媒
体３を予熱してプラントの系外に排出される。液体の状
態である媒体３は、予熱器４で蒸発温度近くまで加熱さ
れた後、蒸発器２で蒸発し、高エネルギーの媒体蒸気と
なる。この媒体蒸気はタービン５に導かれてタービン５
を駆動し、タービン５に結合された負荷、例えば発電機
６が回されて電力が得られる。タービン５にエネルギー
を与えて圧力、温度の低下した媒体蒸気は凝縮器７に排
出され、冷却水８で冷やされて凝縮し、液体に戻った後
、媒体ポンプ９で再度予熱器４に送られ、この系統を循
環する。この他に系統内の媒体を回収したり補充したり
するための媒体貯蔵用容器、例えばタンク１０が設けら
れており、媒体補給・回収ポンプ１１、媒体補給・回収
配管１２を用いて媒体の出し入れが行われる。
業廃熱のような中低温の熱源流体１は、蒸発器２で低沸
点の有機媒体３を加熱し、蒸発させた後、予熱器４で媒
体３を予熱してプラントの系外に排出される。液体の状
態である媒体３は、予熱器４で蒸発温度近くまで加熱さ
れた後、蒸発器２で蒸発し、高エネルギーの媒体蒸気と
なる。この媒体蒸気はタービン５に導かれてタービン５
を駆動し、タービン５に結合された負荷、例えば発電機
６が回されて電力が得られる。タービン５にエネルギー
を与えて圧力、温度の低下した媒体蒸気は凝縮器７に排
出され、冷却水８で冷やされて凝縮し、液体に戻った後
、媒体ポンプ９で再度予熱器４に送られ、この系統を循
環する。この他に系統内の媒体を回収したり補充したり
するための媒体貯蔵用容器、例えばタンク１０が設けら
れており、媒体補給・回収ポンプ１１、媒体補給・回収
配管１２を用いて媒体の出し入れが行われる。
（発明が解決しようとする課題）
ところで、このようなプラントでは、何かの事故でプラ
ントの所内が全面的に停電となると、熱源系、媒体系、
冷却系のポンプ、ファン類が停電してしまうので、各系
統の流れは正常の状態を維持できなくなる。そして、蒸
発器２内に停留する熱源流体１のため蒸発器２内の媒体
は異常な高温にまで加熱され、そのままでは蒸発器２内
の圧力は異常に高いものとなる。また、媒体によっては
高温で熱分解を起こすものがあり、何らかの対策が必要
である。
ントの所内が全面的に停電となると、熱源系、媒体系、
冷却系のポンプ、ファン類が停電してしまうので、各系
統の流れは正常の状態を維持できなくなる。そして、蒸
発器２内に停留する熱源流体１のため蒸発器２内の媒体
は異常な高温にまで加熱され、そのままでは蒸発器２内
の圧力は異常に高いものとなる。また、媒体によっては
高温で熱分解を起こすものがあり、何らかの対策が必要
である。
器内圧力の上昇に対しては、蒸発器２の耐圧を高くとれ
ば対処可能であるが、部材の肉厚の増加等に伴う材料費
・機器重量の増加、それから派生する輸送費・基礎工事
費の増加など経済性の観点から好ましくない。そして、
この手法では、媒体の熱分解に対しては何の対策も考慮
されていない。
ば対処可能であるが、部材の肉厚の増加等に伴う材料費
・機器重量の増加、それから派生する輸送費・基礎工事
費の増加など経済性の観点から好ましくない。そして、
この手法では、媒体の熱分解に対しては何の対策も考慮
されていない。
媒体蒸気をどこかへ逃がすことも考えられるが、大気中
に放出するのは、環境性・経済性の面で好ましくないし
、凝縮器７へ逃がす場合には、凝縮器７が冷却・凝縮機
能を喪失しているので、凝縮器７の耐圧を大幅に高めて
おく必要が生じ、蒸発器２と同様な問題が生じる。
に放出するのは、環境性・経済性の面で好ましくないし
、凝縮器７へ逃がす場合には、凝縮器７が冷却・凝縮機
能を喪失しているので、凝縮器７の耐圧を大幅に高めて
おく必要が生じ、蒸発器２と同様な問題が生じる。
そこで、本発明の目的は、事故でプラントの所内が全面
的に停電となった場合に、媒体を大気放出することなく
、蒸発器の器内圧力を減少せしめることにより、環境性
・経済性に関する上記の問題が生じない有機媒体利用動
力プラントを提供しようとするものである。
的に停電となった場合に、媒体を大気放出することなく
、蒸発器の器内圧力を減少せしめることにより、環境性
・経済性に関する上記の問題が生じない有機媒体利用動
力プラントを提供しようとするものである。
［発明の構成］
（課題を解決するための手段）
本発明は上記目的を達成するために動力媒体として有機
媒体を利用する熱サイクル動力プラントにおいて、媒体
蒸気の発生部と連絡している蒸気管と、媒体貯蔵用容器
の液相側とを結ぶ配管系統と、この配管系統にプラント
異常時に開となる弁とを設けたことを特徴とするもので
ある。
媒体を利用する熱サイクル動力プラントにおいて、媒体
蒸気の発生部と連絡している蒸気管と、媒体貯蔵用容器
の液相側とを結ぶ配管系統と、この配管系統にプラント
異常時に開となる弁とを設けたことを特徴とするもので
ある。
（作用）
プラントの運転中は、媒体貯蔵用容器はほとんど空の状
態であり、通常少量の媒体が補給用として入っている。
態であり、通常少量の媒体が補給用として入っている。
内部の温度はほぼ外気温度であるから、器内圧力はその
飽和圧力であり、蒸発器の蒸発圧力に比べ、はるかに低
い圧力である。それ故、プラント異常時、蒸発器と媒体
貯蔵用容器とを配管系統を介して連通させれば、蒸発器
の媒体蒸気は媒体貯蔵用容器へと逃げ、媒体貯蔵用容器
の液相中に放出されることにより、媒体貯蔵用容器内の
媒体液で冷却され、媒体貯蔵用容器内にて凝縮する。蒸
発器内に滞留する熱源流体１の量は限られており、蒸発
器から媒体貯蔵用容器へ流入する媒体蒸気が蒸発潜熱と
して熱を奪うので、蒸発器の器内温度の異常上昇は避け
られ、一方媒体貯蔵用容器へ流入する媒体も、高温の状
態で流入する量は媒体貯蔵用容器の容積に比べれば少量
であるから、媒体貯蔵用容器の器内圧力の上昇は低く抑
えられる。
飽和圧力であり、蒸発器の蒸発圧力に比べ、はるかに低
い圧力である。それ故、プラント異常時、蒸発器と媒体
貯蔵用容器とを配管系統を介して連通させれば、蒸発器
の媒体蒸気は媒体貯蔵用容器へと逃げ、媒体貯蔵用容器
の液相中に放出されることにより、媒体貯蔵用容器内の
媒体液で冷却され、媒体貯蔵用容器内にて凝縮する。蒸
発器内に滞留する熱源流体１の量は限られており、蒸発
器から媒体貯蔵用容器へ流入する媒体蒸気が蒸発潜熱と
して熱を奪うので、蒸発器の器内温度の異常上昇は避け
られ、一方媒体貯蔵用容器へ流入する媒体も、高温の状
態で流入する量は媒体貯蔵用容器の容積に比べれば少量
であるから、媒体貯蔵用容器の器内圧力の上昇は低く抑
えられる。
（実施例）
本発明の一実施例を第１図を参照して説明する。
本実施例では、蒸発器２の発生蒸気をタービン５に導く
経路から分岐される蒸気逃がし管１３が設けられ、その
途中には蒸気逃がし弁１４が設置されている。蒸気逃が
し弁１４は通常運転時は全閉となっており、プラントの
所内が全面的に停電となった場合に開くような構造とし
ておく。蒸気逃がし管１３の他端１５はタンク１０の底
部に接続され、多数の細かい孔を介してタンク１０内に
開口するなどの手段により、媒体蒸気が微細な気泡とな
って媒体液の中に噴出するようになっている。
経路から分岐される蒸気逃がし管１３が設けられ、その
途中には蒸気逃がし弁１４が設置されている。蒸気逃が
し弁１４は通常運転時は全閉となっており、プラントの
所内が全面的に停電となった場合に開くような構造とし
ておく。蒸気逃がし管１３の他端１５はタンク１０の底
部に接続され、多数の細かい孔を介してタンク１０内に
開口するなどの手段により、媒体蒸気が微細な気泡とな
って媒体液の中に噴出するようになっている。
上記構成によるプラントにおいて、プラントの所内が全
面的に停電となった場合、その状態が発生したことを検
出して蒸気逃がし弁１４が開くと、蒸発器２内の媒体蒸
気は蒸気逃がし管１３を通ってタンク１０に逃げるので
、蒸発器２内の圧力の異常上昇は防げる。一方、タンク
１０には蒸発器２からの媒体蒸気が流入してくるが、媒
体蒸気は微細な気泡となって媒体液の中に噴出するので
、低温の媒体液に熱を奪われ凝縮し、その結果タンク１
０の器内温度、およびそれに伴う器内圧力は増すことに
なるけれども、蒸発器２からの媒体蒸気の流入を短時間
のうちに処置すれば、タンク１０の器内圧力の上昇は問
題とならない値に留まる。
面的に停電となった場合、その状態が発生したことを検
出して蒸気逃がし弁１４が開くと、蒸発器２内の媒体蒸
気は蒸気逃がし管１３を通ってタンク１０に逃げるので
、蒸発器２内の圧力の異常上昇は防げる。一方、タンク
１０には蒸発器２からの媒体蒸気が流入してくるが、媒
体蒸気は微細な気泡となって媒体液の中に噴出するので
、低温の媒体液に熱を奪われ凝縮し、その結果タンク１
０の器内温度、およびそれに伴う器内圧力は増すことに
なるけれども、蒸発器２からの媒体蒸気の流入を短時間
のうちに処置すれば、タンク１０の器内圧力の上昇は問
題とならない値に留まる。
−例として、プラントの所内全停電時に蒸発器２内に存
在している熱水の平均温度を１５０℃、保有量を６ ｔ
ｏｎ ｓ媒体はフロンの一種であるＲ１２３（ＣＨＣｌ
２Ｆ３）の温度を１２０℃、保有量を１５ｔｏｎとし、
両系統とも封じられたとすると、温度が約１３８℃のと
ころで落ち若くことになり、その結果、Ｒ１２３の圧力
は・約１２ｋｇ ／ ｃｄ ａｂｓから約１７ｋｇ ／
ｃＪ ａｂｓにまで上昇する。このような高温はＲ１
２３にとって不都合であるし、蒸発器２の器内圧力も極
力低く抑えたい。
在している熱水の平均温度を１５０℃、保有量を６ ｔ
ｏｎ ｓ媒体はフロンの一種であるＲ１２３（ＣＨＣｌ
２Ｆ３）の温度を１２０℃、保有量を１５ｔｏｎとし、
両系統とも封じられたとすると、温度が約１３８℃のと
ころで落ち若くことになり、その結果、Ｒ１２３の圧力
は・約１２ｋｇ ／ ｃｄ ａｂｓから約１７ｋｇ ／
ｃＪ ａｂｓにまで上昇する。このような高温はＲ１
２３にとって不都合であるし、蒸発器２の器内圧力も極
力低く抑えたい。
上記の実施例で本発明を適用した場合には、蒸発器２か
らＲ１２３の飽和蒸気が温度１２５℃の状態で蒸気逃が
し管１３に流れるとすると、約４．６ｔｏｎのＲ１２３
が蒸発したところで、蒸発潜熱のために熱を奪われた熱
水の温度は１２５℃となり、蒸発器２内Ｒ１２３の温度
は１２５℃以上には上がらなくなる。このときの飽和圧
力は約１３ｋｇ／ｃｊａｂＳに留まる。蒸発した約４．
６ｔＯｎのＲ１２３は蒸気逃がし管１３を通ってタンク
１０に流入するが、この規模のプラントであると、タン
ク１０の全容積は１８０ｍ３程度あり、通常その中に約
２０ｔｏｎのＲ１２３が予備として貯蔵されている。タ
ンク１０内の温度が２０℃とすると、Ｒ１２３の飽和蒸
気が１２５℃で４．８ｔＯｎ流入すれば、タンク１０内
は温度的５２℃、圧力的２．３ ｋｇ／ｃｊａｂｓの飽
和状態で平衡となる。
らＲ１２３の飽和蒸気が温度１２５℃の状態で蒸気逃が
し管１３に流れるとすると、約４．６ｔｏｎのＲ１２３
が蒸発したところで、蒸発潜熱のために熱を奪われた熱
水の温度は１２５℃となり、蒸発器２内Ｒ１２３の温度
は１２５℃以上には上がらなくなる。このときの飽和圧
力は約１３ｋｇ／ｃｊａｂＳに留まる。蒸発した約４．
６ｔＯｎのＲ１２３は蒸気逃がし管１３を通ってタンク
１０に流入するが、この規模のプラントであると、タン
ク１０の全容積は１８０ｍ３程度あり、通常その中に約
２０ｔｏｎのＲ１２３が予備として貯蔵されている。タ
ンク１０内の温度が２０℃とすると、Ｒ１２３の飽和蒸
気が１２５℃で４．８ｔＯｎ流入すれば、タンク１０内
は温度的５２℃、圧力的２．３ ｋｇ／ｃｊａｂｓの飽
和状態で平衡となる。
プラントの所内全体が停電となるような事故はプラント
にとって極めて異常な事故であり、そのような場合には
運転員によりすぐ処置がとられ、補助電源が起動したり
熱水が排出されたりするから、実際には上述の試算例よ
り安全側の状態に落ち着く。
にとって極めて異常な事故であり、そのような場合には
運転員によりすぐ処置がとられ、補助電源が起動したり
熱水が排出されたりするから、実際には上述の試算例よ
り安全側の状態に落ち着く。
このように、本実施例によれば蒸発器２内の媒体の温度
、圧力の上昇を低く押えるとともに、タンク１０の耐圧
もそれほど大きな値とすることなしに、従来技術の問題
点を解決することが可能となる。
、圧力の上昇を低く押えるとともに、タンク１０の耐圧
もそれほど大きな値とすることなしに、従来技術の問題
点を解決することが可能となる。
上述の実施例ではプラントの所内全停の条件で蒸気逃が
し弁１゛４を開けているが、この蒸気逃がし弁１４は、
媒体蒸気管内の蒸気圧力、すなわち蒸発器２内の蒸気圧
力が設定値以上という条件で開くバネ式安全弁のような
手段とすることも可能である。
し弁１゛４を開けているが、この蒸気逃がし弁１４は、
媒体蒸気管内の蒸気圧力、すなわち蒸発器２内の蒸気圧
力が設定値以上という条件で開くバネ式安全弁のような
手段とすることも可能である。
さらに、蒸気逃がし管１３はその一部を放熱装置１６に
より構成し、またはフィン付き管とする等の手段により
、タンク１０へ流れる媒体蒸気の温度を下げ、タンク１
０の圧力上昇を低減させることが考えられる。
より構成し、またはフィン付き管とする等の手段により
、タンク１０へ流れる媒体蒸気の温度を下げ、タンク１
０の圧力上昇を低減させることが考えられる。
［発明の効果］
以上説明したように本発明によれば、有機媒体を動作媒
体とする熱サイクル動力プラントにおいて、媒体蒸気の
発生部と連絡している蒸気管と、媒体貯蔵用容器の液相
側とを結ぶ配管系統と、この配管系統にプラント異常時
に開となる弁とを設７けているから、プラントの所内全
停時にも媒体温度の異常な上昇を防ぐことができ、媒体
の熱分解の問題がなくなる。また媒体の系統の圧力上昇
も、通常時との差を小さく抑えることが可能であり、関
係機器の耐圧が低くてすみ、機器式、輸送費、工事費の
上昇が少なく経済性が向上する。
体とする熱サイクル動力プラントにおいて、媒体蒸気の
発生部と連絡している蒸気管と、媒体貯蔵用容器の液相
側とを結ぶ配管系統と、この配管系統にプラント異常時
に開となる弁とを設７けているから、プラントの所内全
停時にも媒体温度の異常な上昇を防ぐことができ、媒体
の熱分解の問題がなくなる。また媒体の系統の圧力上昇
も、通常時との差を小さく抑えることが可能であり、関
係機器の耐圧が低くてすみ、機器式、輸送費、工事費の
上昇が少なく経済性が向上する。
第１図は本発明を用いた有機媒体利用動力プラントの一
例を示す基本的な系統図、第２図は従来技術の基本的な
系統図である。 ２・・・・・・・・・蒸発器 ５・・・・・・・・・タービン ７・・・・・・・・・凝縮器 １０・・・・・・・・・タンク １３・・・・・・・・・蒸気逃がし管 １４・・・・・・・・・蒸気逃がし弁 １６・・・・・・・・・放熱装置
例を示す基本的な系統図、第２図は従来技術の基本的な
系統図である。 ２・・・・・・・・・蒸発器 ５・・・・・・・・・タービン ７・・・・・・・・・凝縮器 １０・・・・・・・・・タンク １３・・・・・・・・・蒸気逃がし管 １４・・・・・・・・・蒸気逃がし弁 １６・・・・・・・・・放熱装置
Claims (1)
- 動力媒体として有機媒体を利用する熱サイクル動力プラ
ントにおいて、媒体蒸気の発生部と連絡している蒸気管
と、媒体貯蔵用容器の液相側とを結ぶ配管系統と、この
配管系統にプラント異常時に開となる弁とを設けたこと
を特徴とする有機媒体利用動力プラント。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8193889A JPH02259203A (ja) | 1989-03-31 | 1989-03-31 | 有機媒体利用動力プラント |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8193889A JPH02259203A (ja) | 1989-03-31 | 1989-03-31 | 有機媒体利用動力プラント |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02259203A true JPH02259203A (ja) | 1990-10-22 |
Family
ID=13760431
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8193889A Pending JPH02259203A (ja) | 1989-03-31 | 1989-03-31 | 有機媒体利用動力プラント |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02259203A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102230401A (zh) * | 2011-05-19 | 2011-11-02 | 西安交通大学 | 一种有机朗肯循环低温发电工质置换系统及其置换方法 |
| CN115126690A (zh) * | 2022-08-02 | 2022-09-30 | 山东国舜建设集团有限公司 | 一种有机工质填充回收组件、余热回收发电机组和方法 |
-
1989
- 1989-03-31 JP JP8193889A patent/JPH02259203A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102230401A (zh) * | 2011-05-19 | 2011-11-02 | 西安交通大学 | 一种有机朗肯循环低温发电工质置换系统及其置换方法 |
| CN115126690A (zh) * | 2022-08-02 | 2022-09-30 | 山东国舜建设集团有限公司 | 一种有机工质填充回收组件、余热回收发电机组和方法 |
| CN115126690B (zh) * | 2022-08-02 | 2023-10-31 | 山东国舜建设集团有限公司 | 一种有机工质填充回收组件、余热回收发电机组和方法 |
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