JPH032689A - Cold fusion energy system - Google Patents
Cold fusion energy systemInfo
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- JPH032689A JPH032689A JP1136055A JP13605589A JPH032689A JP H032689 A JPH032689 A JP H032689A JP 1136055 A JP1136055 A JP 1136055A JP 13605589 A JP13605589 A JP 13605589A JP H032689 A JPH032689 A JP H032689A
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- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/10—Nuclear fusion reactors
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は電力及び温・冷熱エネルギ利用分野であって、
電力は現状の大容量火力・原子力発電所あるいは地域分
散型発電所から発生する電力に相当し利用でき、又、温
/冷熱も都市の大規模地冷暖システムに利用することが
できる低温核融合エネルギシステムに関する。[Detailed description of the invention] [Industrial application field] The present invention is in the field of electric power and hot/cold energy application,
Electricity can be used in a manner comparable to that generated by current large-capacity thermal/nuclear power plants or regionally distributed power plants, and low-temperature fusion energy can also be used for hot/cold energy in large-scale geothermal heating and cooling systems in cities. Regarding the system.
重水に通電して比較的低温で核融合反応を生じさせ、発
生した熱エネルギを利用するシステムに関しての公知例
は無い。There is no known example of a system that applies electricity to heavy water to cause a nuclear fusion reaction at a relatively low temperature and utilizes the generated thermal energy.
しかし、本発明は核融合炉をブラックボックスと考えた
場合、電力/熱を発生するシステムは、核反応に基づく
重水素と酸素の燃焼処理など特有な要素を除き、従来の
原子力発電システム、あるいは、ボイラからの蒸気又は
温水により冷・温熱を供給するシステムに極めて類似し
ている。構成される大部分のハード自体は現状の技術を
応用でき、発明システムはこれに核融合反応炉を熱エネ
ルギ発生装置とした場合に必要と考えられる特有なシス
テムを付加して構成したものである。However, in the present invention, when considering a nuclear fusion reactor as a black box, the system that generates electricity/heat can be a conventional nuclear power generation system or , which is very similar to a system that supplies cooling and heating using steam or hot water from a boiler. Most of the hardware itself can be constructed using current technology, and the invented system is constructed by adding a unique system that is considered necessary when a fusion reactor is used as a thermal energy generator. .
重水又は三重水を含む液体、あるいは、これらに電解質
を含む液体(以下代表して重水と呼ぶ)に通電し、室温
、ないしは、200℃程度の比較的低温度で核融合反応
を生じさせ、反応の結果生じた熱エネルギを外部に取り
出して有効に利用する際の問題は、発生エネルギを電気
エネルギに変換し電力として利用するのが有効か、ある
いは発生した熱エネルギをそのまま暖房や給湯、あるい
は産業プロセスの加熱源などの熱エネルギ源として用い
るのが有効かを、核融合炉から得られる熱エネルギの温
度レベル、及び1発生エネルギ量によって見極め、適切
なエネルギ利用システムを構築することにある。Electricity is applied to a liquid containing heavy water or triple water, or a liquid containing an electrolyte (hereinafter referred to as heavy water) to cause a nuclear fusion reaction at room temperature or a relatively low temperature of about 200°C. The problem with extracting the resulting thermal energy outside and using it effectively is whether it is effective to convert the generated energy into electrical energy and use it as electricity, or to directly use the generated thermal energy for space heating, hot water supply, or industrial purposes. The objective is to determine whether it is effective to use as a thermal energy source such as a process heating source based on the temperature level of thermal energy obtained from a nuclear fusion reactor and the amount of generated energy, and to construct an appropriate energy utilization system.
又、上記核融合炉におけるもうひとつの問題は、通電の
結果、重水の電気分解によって生じる重水素、トリチウ
ム、酸素などの有効なガスを回収し、再利用するための
手段を提供することにある。Another problem with the above-mentioned fusion reactor is to provide a means for recovering and reusing useful gases such as deuterium, tritium, and oxygen produced by electrolysis of heavy water as a result of energization. .
又、核融合炉におけるもうひとつの問題は、反応の結果
生じる熱エネルギをコストミニマムで得るために最適な
システム構成を提供することにある。Another problem with nuclear fusion reactors is to provide an optimal system configuration to obtain the thermal energy generated as a result of the reaction at a minimum cost.
重水に通電し比較的低温で核融合を生じさせる反応は以
下のように考えられている。The reaction that generates nuclear fusion at a relatively low temperature by energizing heavy water is thought to be as follows.
通電により重水から生成した重水素が通電装置の陰極に
集まり陰極材料の重水素化物などを形成してD−Dll
j距離が縮まり高密度化しトンネル効果により核融合反
応が起ると考えられている。Deuterium generated from heavy water by energization gathers at the cathode of the energizing device and forms deuterides, etc. of the cathode material, resulting in D-Dll.
It is thought that as the j distance decreases, the density increases, and a nuclear fusion reaction occurs due to the tunnel effect.
1)zo−+Dz+−02(重水の電気分解)D:”H
(重水素)
D2→D傘十〇傘
D:Pd等の重水素化に関与した重水素り参+D*−+
8He+n+Q (核融合反応)n:中性子
Q:発生エネルギ
この反応から核融合反応槽中では重水素D2 。1) zo-+Dz+-02 (heavy water electrolysis) D:”H
(Deuterium) D2 → D Umbrella 10 Umbrella D: Deuterium Risane +D*-+ involved in deuteration of Pd etc.
8He+n+Q (Nuclear fusion reaction) n: Neutron Q: Generated energy This reaction produces deuterium D2 in the fusion reactor.
酸素02が生成し、生成した重水素の一部が陰極に濃縮
し核融合を生じる。従って、この系では未反応のD2、
およびOzを燃焼系によりDzOにして反応槽に循環す
ることが必要となる。Oxygen 02 is generated, and a portion of the generated deuterium is concentrated at the cathode to cause nuclear fusion. Therefore, in this system, unreacted D2,
It is necessary to convert the DzO and Oz into DzO using a combustion system and circulate it to the reaction tank.
核融合炉で発生した熱エネルギを電力、あるいは、熱エ
ネルギとして有効に利用するには、核反応による発生熱
から取り出せるエネルギの温度及び量を考慮して、電気
に変換して電力として利用するか、あるいは、そのまま
熱エネルギとして利用するかを決定し、その決定に従い
電気変換システム、あるいは、熱利用システムを構成し
なければならない。In order to effectively use the thermal energy generated in a nuclear fusion reactor as electricity or thermal energy, it is necessary to consider the temperature and amount of energy that can be extracted from the heat generated by the nuclear reaction, and to convert it into electricity and use it as electricity. Alternatively, it is necessary to decide whether to use it directly as thermal energy, and configure an electrical conversion system or a heat utilization system according to that decision.
さらに、電気変換システム、あるいは熱利用システムを
最適な構成にするためには、核反応による発生熱から取
り出せるエネルギの温度を考慮した最適なシステムをそ
れぞれに提供する必要がある。 本発明の一つの特徴は
、核融合炉への投入電気エネルギ量と、核融合炉から得
られる熱エネルギの比、すなわち、核融合炉のエネルギ
製造効率、および、核融合炉から得られる熱エネルギを
電気エネルギに変換する場合の変換効率を考慮して、核
融合炉を発電装置として利用するか、熱供給装置として
利用するかの決定手段を提供することにある。Furthermore, in order to optimize the configuration of electrical conversion systems or heat utilization systems, it is necessary to provide each system with an optimal system that takes into account the temperature of the energy that can be extracted from the heat generated by the nuclear reaction. One feature of the present invention is the ratio of the amount of electrical energy input to the fusion reactor to the thermal energy obtained from the fusion reactor, that is, the energy production efficiency of the fusion reactor and the thermal energy obtained from the fusion reactor. An object of the present invention is to provide a means for deciding whether to use a fusion reactor as a power generation device or a heat supply device, taking into account the conversion efficiency when converting energy into electrical energy.
いま、通電エネルギを主体とする核融合反応を生じさせ
るのに必要な総電気エネルギをEl、核融合反応の結果
生じた発生熱から得られる総熱エネルギをE2と表した
時、E2/E1をξとする。Now, when the total electrical energy required to generate a nuclear fusion reaction mainly based on energizing energy is expressed as El, and the total thermal energy obtained from the heat generated as a result of the nuclear fusion reaction is expressed as E2, E2/E1 is expressed as E2/E1. Let ξ.
E2=ξE1 ・・・(1)ξは
、核融合炉へ投入したエネルギに対する発生エネルギの
比であり、この値が大きいほど核融合炉のエネルギ発生
効率が高いことを示している。E2=ξE1 (1) ξ is the ratio of the generated energy to the energy input to the fusion reactor, and the larger this value is, the higher the energy generation efficiency of the fusion reactor is.
次に1発生した熱エネルギE2を電気に変換する場合の
変換効率をηと表すと、熱エネルギE2から得られる発
電量はηE2となる。Next, if the conversion efficiency when converting one generated thermal energy E2 into electricity is expressed as η, then the amount of power generation obtained from the thermal energy E2 is ηE2.
核融合炉から発生した熱エネルギを電気エネルギに変換
して有効に利用する場合、次式のように発電量ηE2が
核融合炉への投入電力量Elより大きいことが必要であ
る。発電量ηE2が投入電力量E1より小さければ、核
融合炉は発電装置としての利用は意味をなさない。When converting the thermal energy generated from the fusion reactor into electrical energy and effectively utilizing it, it is necessary that the amount of power generation ηE2 is larger than the amount of electric power El input to the fusion reactor, as shown in the following equation. If the power generation amount ηE2 is smaller than the input power amount E1, there is no point in using the fusion reactor as a power generation device.
ηEz>Ex ・・・(2)
(1)式と(2)式から
η・ξ〉1 ・・・(3)すな
わち、核融合炉におけるエネルギ発生比ξと、発生熱エ
ネルギを電気に変換する際の変換効率ηとの積が1より
大の場合、核融合炉は発電装置として利用できることが
わかる。ηEz>Ex...(2)
From equations (1) and (2), η・ξ〉1 ... (3) In other words, the product of the energy generation ratio ξ in the fusion reactor and the conversion efficiency η when converting the generated thermal energy into electricity is If it is greater than 1, it can be seen that the fusion reactor can be used as a power generation device.
一方、ξとηとの積が1より小さい場合には、発生熱エ
ネルギEzは電気に変換することなく、熱としてそのま
ま利用することが適している。もちろん、この場合もξ
〉1である必要があることは言うまでもない。On the other hand, when the product of ξ and η is smaller than 1, it is suitable to use the generated thermal energy Ez as it is as heat without converting it into electricity. Of course, in this case too
It goes without saying that it needs to be >1.
もちろん、ξとηの積が1以上の場合、発生エネルギE
2の一部を発電に、一部はそのまま熱そのままで利用す
ることは、エネルギの有効利用上何ら問題がないことは
明らかである。Of course, if the product of ξ and η is 1 or more, the generated energy E
It is clear that there is no problem in terms of effective energy utilization if a part of 2 is used for power generation and a part is used as heat as it is.
本発明のひとつの特徴は、核融合炉への投入電気エネル
ギ量と、核融合炉から得られる熱エネルギ量との比、す
なわち、核融合炉のエネルギ製造効率、および核融合炉
から取り出せる熱エネルギの温度を考慮して、核融合炉
を発電装置として利用するか、熱供給装置として利用す
るかの決定手段を提供することにある。One feature of the present invention is the ratio between the amount of electrical energy input to the fusion reactor and the amount of thermal energy obtained from the fusion reactor, that is, the energy production efficiency of the fusion reactor, and the thermal energy that can be extracted from the fusion reactor. An object of the present invention is to provide a means for deciding whether to use a fusion reactor as a power generation device or a heat supply device, taking into account the temperature of the fusion reactor.
いま、核融合炉から取り出せる熱エネルギ温度をTとす
ると、熱エネルギを電力エネルギに変換する効率ηは、
熱力学的効率(カルノー効率)に基づき、Tが高いほど
ηも高くなる。Now, if the temperature of thermal energy that can be extracted from the fusion reactor is T, then the efficiency η of converting thermal energy into electric energy is:
Based on thermodynamic efficiency (Carnot efficiency), the higher T, the higher η.
ηccT ・・・(4)従
って、発電装置として効果を発揮する条件である(3)
式を満足するξは、ηが高ければ小さくなるから、Tが
高いほど小さくて良いことになる。ηccT... (4) Therefore, this is the condition for it to be effective as a power generation device (3)
Since ξ that satisfies the formula becomes smaller as η becomes higher, it becomes smaller as T becomes higher.
逆に言えば、核融合炉から得られる温度Tが低い場合に
は、発生エネルギ比ξは大きくなければならない。Conversely, if the temperature T obtained from the fusion reactor is low, the generated energy ratio ξ must be large.
すなわち、核融合炉から得られる発生熱エネルギを電力
エネルギとして有効に利用するための条件として、発生
エネルギ比ξと得られる温度Tを考慮すると、Tが高い
ほどξはホさくでも良く、Tが低くなればξは大きくな
らなければならない。In other words, considering the generated energy ratio ξ and the resulting temperature T as conditions for effectively using the generated thermal energy obtained from a fusion reactor as electric power energy, the higher T is, the smaller ξ is required; If it becomes lower, ξ must become larger.
すなわち、核融合炉において核反応を生じさせるに必要
な電気エネルギと、反応の結果取り出した熱エネルギと
の比ξ、および、その熱エネルギ温度Tを考慮すること
により、核融合炉を発電装置として利用することが適切
か、あるいは熱供給装置として利用することが適切かを
決定することができる。That is, by considering the ratio ξ of the electrical energy required to cause a nuclear reaction in a fusion reactor to the thermal energy extracted as a result of the reaction, and the temperature T of that thermal energy, it is possible to use a fusion reactor as a power generating device. It can be determined whether it is appropriate to use the heat source or to use it as a heat supply device.
本発明のもうひとつの特徴は、核融合炉で発生した熱エ
ネルギを電気エネルギに変換する最適な発電システムを
提供することにある。Another feature of the present invention is to provide an optimal power generation system that converts thermal energy generated in a fusion reactor into electrical energy.
通常、熱エネルギを電気エネルギに変換するには、熱力
学の原理に基づき蒸気タービン等によりランキンサイク
ルを構成して発電を行なう。Normally, in order to convert thermal energy into electrical energy, a Rankine cycle is configured using a steam turbine or the like based on the principle of thermodynamics to generate electricity.
ここでは、核融合炉で発生した熱エネルギにより蒸気を
発生させ、その蒸気によりタービン発電機により有効に
電力を発生させるためのシステムを提供する。Here, we provide a system for generating steam using thermal energy generated in a fusion reactor and effectively generating electric power using a turbine generator using the steam.
ここで、タービンに導入するための蒸気を得る手段とし
て以下の3方法が考えられる。Here, the following three methods can be considered as means for obtaining steam to be introduced into the turbine.
(1)核融合炉で昇温された液で水または水より低沸点
の液体を加熱し蒸発させて蒸気を得る。(1) Steam is obtained by heating water or a liquid with a lower boiling point than water using a liquid heated in a fusion reactor and evaporating it.
(2)核融合炉で昇温された液から発生する蒸気をその
まま用いる。(2) Use the steam generated from the heated liquid in the fusion reactor as is.
(3)核融合炉で昇温された液から発生する蒸気で水又
は水より低沸点の液体を加熱し蒸発せしめ蒸気を得る。(3) Water or a liquid with a lower boiling point than water is heated and evaporated using steam generated from a liquid heated in a fusion reactor to obtain steam.
ここで、核融合炉特有の問題として、通電の結果重水又
は三重水が分解して生じる重水素又は三重水素および酸
素ガスの処理がある。Here, a problem unique to a nuclear fusion reactor is the treatment of deuterium or tritium and oxygen gas produced by decomposition of heavy water or triple water as a result of energization.
ここでは重水素又は三重水素ガスと酸素ガスとが触媒反
応等により燃焼することを利用し、燃焼により生じた熱
によりタービンに導入される蒸気の加熱源として用いる
。蒸気は加熱されることで過熱蒸気とより、タービンの
発電効率を向上させる。Here, the combustion of deuterium or tritium gas and oxygen gas through a catalytic reaction or the like is utilized, and the heat generated by the combustion is used as a heating source for the steam introduced into the turbine. When the steam is heated, it becomes superheated steam, which improves the power generation efficiency of the turbine.
蒸気タービンを排出された蒸気は海水等の冷却源により
冷却され復水され、蒸気が核融合炉から発生した場合に
は核融合炉へ導入され再循環される。又当該蒸気が核融
合炉の液体、又は、蒸気により加熱され生成された場合
は、その加熱装置へ復水は導入され再循環される。The steam discharged from the steam turbine is cooled and condensed by a cooling source such as seawater, and if the steam is generated from a fusion reactor, it is introduced into the fusion reactor and recirculated. If the steam is heated and generated by liquid or steam in a fusion reactor, the condensate is introduced into the heating device and recirculated.
本発明のもうひとつの特徴は、核融合炉で発電した熱エ
ネルギを熱として取り出し、これを給湯、あるいは、冷
・暖房などの温・冷熱として用いるに好適な熱供給シス
テムを提供することにある。Another feature of the present invention is to provide a heat supply system suitable for extracting thermal energy generated by a fusion reactor as heat and using it for hot water supply or as hot/cold heat for cooling/heating. .
核融合炉で発生した熱エネルギにより昇温された液体に
より、水、又は、水より低沸点の液体を加熱、あるいは
、加熱蒸発させ、これを必要な熱需要先に供給する。こ
の際、加温された液体、又は、加温により生成した蒸気
は、核融合炉で発生した重水素又は三重水素と酸素とを
燃焼させて得た熱により加温する。このことにより、核
融合炉で得られるエネルギを好適に熱に変換できる。Water or a liquid with a lower boiling point than water is heated or evaporated by the liquid whose temperature has been raised by the thermal energy generated in the fusion reactor, and this is supplied to the necessary heat demand destination. At this time, the heated liquid or the steam generated by heating is heated by heat obtained by burning oxygen and deuterium or tritium generated in a fusion reactor. This allows the energy obtained in the fusion reactor to be suitably converted into heat.
一方、熱エネルギを冷房に用いる場合は吸収冷凍機によ
り温熱から冷熱を発生させる。On the other hand, when thermal energy is used for cooling, an absorption refrigerator generates cold heat from hot heat.
吸収冷凍機は蒸気の吸収性の強い溶液(たとえばLiB
r溶液)などに蒸気を吸収させ、蒸気を発生する時の蒸
発潜熱による冷却熱を冷熱源として取り出すもので、l
oo℃程度の温熱源から容易に7℃程度の冷熱を得るこ
とができる。Absorption refrigerators use solutions with strong vapor absorption (for example, LiB).
It absorbs steam into a solution such as r solution, and extracts the cooling heat from the latent heat of vaporization when generating steam as a cold heat source.
Cold heat of about 7°C can be easily obtained from a heat source of about 00°C.
本発明の実施例を以下に示す。 Examples of the present invention are shown below.
〈実施例1〉
重水または三重水を含む液に通電し、核融合反応により
得られる熱エネルギの質に対し、利用法を変えることが
本発明の特徴である。熱エネルギの利用法は、発電に用
いることが工業的にも社会的にも最も望まれる。ここで
、発電に用いるときの熱エネルギの質について、−例を
示す。得られる熱エネルギの質を表すパラメータとして
、発熱効率ξ2発電効率η、核融合反応温度Tを考える
。<Example 1> A feature of the present invention is that a liquid containing heavy water or triple water is energized and the quality of the thermal energy obtained by a nuclear fusion reaction is changed in its usage. The most desirable way to utilize thermal energy is to use it for power generation, both industrially and socially. Here, an example will be shown regarding the quality of thermal energy when used for power generation. Consider the heat generation efficiency ξ2 power generation efficiency η and the fusion reaction temperature T as parameters representing the quality of the obtained thermal energy.
ここで、
発熱効率ξ=(発生する熱エネルギ)/(通電した電気
エネルギ)
発電効率V=(発電した電気エネルギ)/(発生する熱
エネルギ)
である。熱エネルギを電気エネルギに変換するとエネル
ギを損失し1通常、ηは大きくても0.3から0.4
程度であり、その値は発電する温度で大きいことになる
。重水または三重水を含む液に通電し、核融合反応によ
り熱エネルギを得る場合は、通電に電気エネルギを要す
るため、それを考慮して評価しなければならない。そこ
で、ξ×ηの値が1を越えるとき発電プラントとして利
用するものとする。表1に各T、各ξでのξ×ηの値を
示す。Here, heat generation efficiency ξ=(generated thermal energy)/(energized electrical energy) Power generation efficiency V=(generated electrical energy)/(generated thermal energy). Converting thermal energy to electrical energy results in a loss of energy.1Normally, η is at most 0.3 to 0.4.
The value is large at the temperature at which power is generated. When electricity is applied to a liquid containing heavy water or triple water to obtain thermal energy through a nuclear fusion reaction, electrical energy is required for the energization, so this must be taken into consideration in the evaluation. Therefore, when the value of ξ×η exceeds 1, it is assumed that the plant is used as a power generation plant. Table 1 shows the value of ξ×η at each T and each ξ.
表1 各T及びξにおけるξ×ηの値
開表中の値は、復水器の温度を20℃にした場合で、か
つ、補機動力に要するエネルギや熱回収等を無視した値
である。システムによっては、±10%程度の値の差が
ある。このξ×ηの値が1のときのξに対してプロット
したのが第10図である。この曲線の上側の運転条件の
ときに1発電プラントとして利用し、この曲線より下側
では、熱源として利用するものである。また、第11図
は、ξをパラメータとし、各TにおけるξXηの値を示
したものである。第11図では、−点鎖線よりも上側の
運転条件のときに発電プラントとして利用し、下側では
熱源として利用する。Table 1 Values of ξ×η for each T and ξ The values in the table are for the case where the temperature of the condenser is 20°C and ignore the energy required for auxiliary power, heat recovery, etc. . Depending on the system, there is a difference in value of about ±10%. FIG. 10 is a plot of ξ when the value of ξ×η is 1. When the operating conditions are above this curve, it is used as a single power generation plant, and below this curve, it is used as a heat source. Moreover, FIG. 11 shows the value of ξXη at each T, using ξ as a parameter. In FIG. 11, when the operating conditions are above the - dotted chain line, it is used as a power generation plant, and when it is below the - dotted chain line, it is used as a heat source.
〈実施例2〉
第1図は、本発明による発電プラントの一例を示す。核
融合反応炉1には、重水または三重水を含む液が入れら
れており、その中の電極集合体2は電源3により通電さ
れる。蒸気発生器4には核融合反応炉1から液が伝熱管
により導入され、液(水またはフロンなど)が加熱され
蒸気が発生する。発生した蒸気は、燃焼器5で過熱され
、タービン6に導かれ、発電に供される。燃焼器5は核
融合反応炉1で発生する重水素ガス、三重水素ガス及び
酸素ガスなどを燃焼反応させるもので、触媒燃焼器など
も適用できる。燃焼器から排出される重水蒸気等を含む
燃焼ガスは、予熱器8で蒸気発生器へ循環する液の予熱
に用いられる。予熱器8では油気口9からヘリウムなど
のガスが抽気される。予熱器8からは1重水または三重
水が核融合反応炉に戻される。核融合反応で消費された
重水または三重水は、補給タンク10から供給される。<Example 2> FIG. 1 shows an example of a power generation plant according to the present invention. The fusion reactor 1 contains a liquid containing heavy water or triple water, and the electrode assembly 2 therein is energized by a power source 3. A liquid is introduced into the steam generator 4 from the fusion reactor 1 through a heat transfer tube, and the liquid (water, fluorocarbon, etc.) is heated to generate steam. The generated steam is superheated in the combustor 5, guided to the turbine 6, and used for power generation. The combustor 5 performs a combustion reaction on deuterium gas, tritium gas, oxygen gas, etc. generated in the fusion reactor 1, and a catalytic combustor or the like can also be used. Combustion gas containing heavy steam and the like discharged from the combustor is used in the preheater 8 to preheat the liquid that is circulated to the steam generator. In the preheater 8, gas such as helium is extracted from an oil port 9. Single heavy water or triple heavy water is returned from the preheater 8 to the fusion reactor. Heavy water or triple water consumed in the nuclear fusion reaction is supplied from the supply tank 10.
第2図は、基本システムは第1図と同じであるが、発電
に供された後の蒸気を凝縮器7で凝縮する際に、深海水
など比較的温度の低い海水を用い、さらに、比較的温度
の高い海水を用いる予熱器11で蒸気発生器へ循環する
液を予熱する。In Fig. 2, the basic system is the same as Fig. 1, but when the steam used for power generation is condensed in the condenser 7, relatively low-temperature seawater such as deep sea water is used. A preheater 11 using seawater with a high target temperature preheats the liquid circulating to the steam generator.
第3図は、第2図のシステムにさらに核融合反応炉1で
発生する重水素ガス、三重水素ガス及び酸素ガスなどを
燃料電池12に供給し電気エネルギに変換し、電源3に
供給するシステムを付加したものである。FIG. 3 shows a system in which, in addition to the system shown in FIG. 2, deuterium gas, tritium gas, oxygen gas, etc. generated in the fusion reactor 1 are supplied to a fuel cell 12, converted into electrical energy, and supplied to a power source 3. is added.
第4図は、第3図のシステムに太陽電池13で発生する
電気エネルギを、蓄電池14に蓄え電源3に供給するシ
ステムを付加したものである。FIG. 4 shows the system shown in FIG. 3 with the addition of a system for storing electrical energy generated by the solar cell 13 in a storage battery 14 and supplying it to the power source 3.
〈実施例3〉
第5図は、本発明による発電プラントの一例を示す、核
融合反応炉1には、重水または三重水を含む液が入れら
れており、その中の電極集合体2は電源3により通電さ
れる。核融合反応炉1から発生する重水蒸気及びガスは
、燃焼器5に導かれ、その中に含まれる重水素ガス、三
重水素ガス及び酸素ガスなどを燃焼反応させて、蒸気を
過熱し、タービン6へ供給される。燃焼器は、触媒燃焼
器が適する。<Embodiment 3> FIG. 5 shows an example of a power generation plant according to the present invention. A fusion reactor 1 contains a liquid containing heavy water or triple water, and an electrode assembly 2 therein is connected to a power source. 3, it is energized. Heavy steam and gas generated from the fusion reactor 1 are led to the combustor 5, where the deuterium gas, tritium gas, oxygen gas, etc. contained therein are subjected to a combustion reaction to superheat the steam, and the turbine 6 supplied to A catalytic combustor is suitable for the combustor.
第6図は、第5図のシステムに、太陽電池13で発生す
る電気エネルギを、蓄電池14に蓄え電源3に供給する
システムを付加したものである。FIG. 6 shows the system shown in FIG. 5 with the addition of a system for storing electrical energy generated by the solar cell 13 in a storage battery 14 and supplying it to the power source 3. In FIG.
〈実施例4〉
第7図では、核融合反応炉1から発生する重水蒸気及び
ガスが管式の蒸気発生器15の熱源として供給される。<Embodiment 4> In FIG. 7, heavy steam and gas generated from the fusion reactor 1 are supplied as a heat source to a tubular steam generator 15.
蒸気発生器15で熱を与え凝縮した液は、核融合反応炉
1へ戻される。管式の蒸気発生器15で発生する蒸気は
、燃焼器5で過熱し、タービン6を回した後、凝縮器7
で凝縮される。The liquid that has been heated and condensed in the steam generator 15 is returned to the fusion reactor 1 . The steam generated in the tubular steam generator 15 is superheated in the combustor 5, rotates the turbine 6, and then passes through the condenser 7.
It is condensed in
燃焼器5では、核融合反応炉1から発生する重水蒸気及
びガス中の重水素ガス、三重水素ガス及び酸素ガスなど
を管式の蒸気発生器15から供給して燃焼させる。燃焼
ガスは、予熱器8に供給され管式の蒸気発生器15への
循環水を予熱する。In the combustor 5, heavy water vapor generated from the fusion reactor 1 and deuterium gas, tritium gas, oxygen gas, etc. in the gas are supplied from a tubular steam generator 15 and combusted. The combustion gas is supplied to a preheater 8 to preheat circulating water to a tubular steam generator 15.
第8図は、基本システムは第7図と同じであるが、発電
に供された後の蒸気を凝縮器7で凝縮する際に、深海水
など比較的温度の低い海水を用い、さらに、比較的温度
の高い海水を用いる予熱器11で蒸気発生器へ循環する
液を予熱するものである。第9図は、第8図のシステム
に太陽電池13で発生する電気エネルギを、蓄電池14
に蓄え電源3に供給するシステムを付加したものである
。In Figure 8, the basic system is the same as in Figure 7, but when condensing the steam after it has been used for power generation in the condenser 7, relatively low-temperature seawater such as deep sea water is used. The preheater 11 uses seawater with a high target temperature to preheat the liquid circulating to the steam generator. FIG. 9 shows how the electric energy generated by the solar cell 13 is transferred to the storage battery 14 in the system shown in FIG.
A system for storing and supplying power to the power supply 3 is added to the power supply.
〈実施例5〉
第12図は、本発明により熱を供給するシステムの一例
である。核融合反応炉1には、重水または三重水を含む
液が入れられており、その中の電極集合体2は電源3に
より通電される。蒸気発生器4には核融合反応炉1から
液が伝熱管により導入され、液(水またはフロンなど)
が加熱され蒸気が発生する。核融合反応炉1で発生する
重水素ガス、三重水素ガス及び酸素ガスなどの気体は、
燃料電池12に供給され、排出される重水蒸気は加熱器
18で蒸気発生器4から発生した蒸気を加熱し、また得
られた電気エネルギは電源3に供給される。蒸気発生器
4から発生し加熱器18で過熱された蒸気は、温熱とし
て熱負荷17に供給されるか、吸収式冷凍機16を通し
て冷熱として熱負荷に供給される。また、太陽電池13
で発生する電気エネルギを、蓄電池14に蓄え電源3に
供給することもできる。<Embodiment 5> FIG. 12 is an example of a system for supplying heat according to the present invention. The fusion reactor 1 contains a liquid containing heavy water or triple water, and the electrode assembly 2 therein is energized by a power source 3. A liquid is introduced into the steam generator 4 from the fusion reactor 1 through a heat transfer tube, and the liquid (water, fluorocarbon, etc.)
is heated and steam is generated. Gases such as deuterium gas, tritium gas, and oxygen gas generated in the fusion reactor 1 are
The heavy water vapor supplied to and discharged from the fuel cell 12 heats the steam generated from the steam generator 4 in the heater 18, and the obtained electrical energy is supplied to the power source 3. Steam generated from the steam generator 4 and superheated by the heater 18 is supplied to the heat load 17 as warm heat, or is supplied to the heat load as cold heat through the absorption refrigerator 16. In addition, solar cell 13
The electrical energy generated can also be stored in the storage battery 14 and supplied to the power source 3.
〈実施例6〉
第13図は、本発明により熱を供給するシステムの一例
である6核融合反応炉1から発生する重水蒸気及びガス
は、燃焼器5に導かれ、その中に含まれる重水素ガス、
三重水素ガス及び酸素ガスなどを燃焼反応させて、蒸気
を過熱し、温熱として熱負荷17に供給されるか、吸収
式冷凍機16を通して冷熱として熱負荷17に供給され
る。また、太陽電池13で発生する電気エネルギを、蓄
電池14に蓄え電源3に供給することもできる。<Embodiment 6> FIG. 13 shows that heavy steam and gas generated from a 6-nuclear fusion reactor 1, which is an example of a system for supplying heat according to the present invention, are led to a combustor 5, and the heavy steam and gas contained therein are hydrogen gas,
The steam is superheated by combustion reaction of tritium gas, oxygen gas, etc., and is supplied to the heat load 17 as warm heat, or is supplied to the heat load 17 as cold heat through the absorption refrigerator 16. Further, the electrical energy generated by the solar cell 13 can be stored in the storage battery 14 and supplied to the power source 3.
〈実施例7〉
第14図は、本発明により熱を供給するシステムの一例
である。核融合反応炉1から液を、燃焼器5で加熱し、
温熱として熱負荷17に供給されるか、吸収式冷凍機1
6を通して冷熱として熱負荷17に供給する。核融合反
応炉1で発生する重水素ガス、三重水素ガス及び酸素ガ
スなどの気体は、燃料電池12に供給するか、燃焼器5
に供給して燃焼させる。燃料電池12で得られた電気エ
ネルギは電源3に供給される。<Embodiment 7> FIG. 14 is an example of a system for supplying heat according to the present invention. The liquid from the fusion reactor 1 is heated in the combustor 5,
The heat is supplied to the heat load 17 as warm heat, or the absorption chiller 1
6 is supplied to the heat load 17 as cold heat. Gases such as deuterium gas, tritium gas, and oxygen gas generated in the fusion reactor 1 are either supplied to the fuel cell 12 or sent to the combustor 5.
and burn it. Electrical energy obtained by the fuel cell 12 is supplied to the power source 3.
〈実施例8〉
第15図は、本発明により熱を海水淡水化に用いるシス
テムの一例である。核融合反応炉1から発生する重水蒸
気及びガスは、燃焼器5に導かれ、その中に含まれる重
水素ガス、三重水素ガス及び酸素ガスなどを燃焼反応さ
せて、蒸気を過熱し、海水淡水化プロセス19へ供給さ
れる。また、太陽電池13で発生する電気エネルギを、
蓄電池14に蓄え電源3に供給することもできる。<Embodiment 8> FIG. 15 is an example of a system that uses heat for seawater desalination according to the present invention. Heavy steam and gas generated from the fusion reactor 1 are led to the combustor 5, where the deuterium gas, tritium gas, oxygen gas, etc. contained therein are subjected to a combustion reaction to superheat the steam and convert it into seawater and freshwater. is supplied to the converting process 19. In addition, the electrical energy generated by the solar cell 13 is
It can also be stored in the storage battery 14 and supplied to the power source 3.
〈実施例9〉
第16図は、本発明により熱と電気を供給するシステム
の一例である。核融合反応炉1には、重水または三重水
を含む液が入れられており、その中の電極集合体2は電
源3により通電される。蒸気発生器4には核融合反応炉
1から液が伝熱管により導入され、液(水またはフロン
など)が加熱され蒸気が発生する。核融合反応炉1で発
生する重水素ガス、三重水素ガス及び酸素ガスなどの気
体は、燃料電池12に供給され、排出される重水蒸気は
加熱器18で蒸気発生器4から発生した蒸気を加熱し、
また得られた電気エネルギは電源3に供給される。蒸気
発生器4から発生し加熱器18で過熱された蒸気は、タ
ービン6に供給され発電に用いられるか、温熱として熱
負荷17に供給されるか、または吸収式冷凍機16を通
して冷熱として熱負荷17に供給される。また、太陽電
池13で発生する電気エネルギを、蓄電池14に蓄え電
源3に供給することもできる。<Embodiment 9> FIG. 16 is an example of a system for supplying heat and electricity according to the present invention. The fusion reactor 1 contains a liquid containing heavy water or triple water, and the electrode assembly 2 therein is energized by a power source 3. A liquid is introduced into the steam generator 4 from the fusion reactor 1 through a heat transfer tube, and the liquid (water, fluorocarbon, etc.) is heated to generate steam. Gases such as deuterium gas, tritium gas, and oxygen gas generated in the fusion reactor 1 are supplied to the fuel cell 12, and the heavy steam discharged is used in the heater 18 to heat the steam generated from the steam generator 4. death,
Further, the obtained electrical energy is supplied to the power source 3. Steam generated from the steam generator 4 and superheated by the heater 18 is either supplied to the turbine 6 and used for power generation, supplied as warm heat to the heat load 17, or passed through the absorption chiller 16 to the heat load as cold heat. 17. Further, the electrical energy generated by the solar cell 13 can be stored in the storage battery 14 and supplied to the power source 3.
本発明は以上説明したように構成され、操作されている
ことから、以下に記載されるような効果を奏する。Since the present invention is configured and operated as described above, it produces the effects described below.
第一に、核融合反応を生じせしめるに必要なエネルギと
、その結果として得られるエネルギ及びエネルギの温度
ポテンシャルを充分考慮することにより、再適システム
を提供することができる。First, by fully considering the energy required to cause the fusion reaction, the resulting energy, and the temperature potential of the energy, a re-optimized system can be provided.
即ち、入力と出力並びに出力温度の三要素により、各条
件で最も効率的に核融合エネルギ利用が可能となる。以
下、詳述するに、通電エネルギと核融合反応熱エネルギ
の比ξと発生する熱エネルギTの値を求め、この値が第
11図に示す領域の下方に位置する場合は、温熱又は冷
熱源として利用し、領域の上方に位置する場合は発電又
は温/冷熱として使用することにより、極めて効果的に
核融合反応熱エネルギの利用技術が提供できる。さらに
、発電する際には、各種発電方法の電力効率ηとξとの
関連から、ηとξの積が1以上であることを確認するこ
とにより、経済性向上が追求できる。That is, the three elements of input, output, and output temperature enable the most efficient use of fusion energy under each condition. In the following, in detail, the ratio ξ of the energization energy and the thermal energy of the fusion reaction and the value of the generated thermal energy T are determined, and if this value is located below the region shown in FIG. If it is located above the area, it can be used for power generation or hot/cold heat, thereby providing an extremely effective technology for utilizing the thermal energy of the fusion reaction. Furthermore, when generating electricity, economical efficiency can be improved by confirming that the product of η and ξ is 1 or more from the relationship between the power efficiencies η and ξ of various power generation methods.
第二に、第1図ないし第4図に示すように、蒸気発電主
語並びに燃焼器を設けることにより、核融合反応炉から
発生する重水素ガス又は三重水素ガス及び酸素ガス等を
燃焼反応させるに際し、ガスが高濃度となるため、燃焼
効率が極めて向上し、燃焼器の小型の効果がある。Second, as shown in Figures 1 to 4, by providing a steam power generation subject and a combustor, it is possible to perform a combustion reaction with deuterium gas or tritium gas and oxygen gas generated from a nuclear fusion reactor. Since the gas concentration is high, combustion efficiency is greatly improved and the combustor can be made smaller.
第三に、比較的高温で核融合反応が起こる場合では、第
7図、第8図に示すように、発生重水蒸気と発生ガスを
同時に燃焼器へ導入することにより、システム構成要素
数を低減することができる。Third, when fusion reactions occur at relatively high temperatures, the number of system components can be reduced by introducing the generated heavy steam and gas into the combustor simultaneously, as shown in Figures 7 and 8. can do.
第四に第7図ないし第9図に示すように、蒸気発生器及
び燃焼器を設置することにより、蒸気発生器で、核融合
反応炉から発生する重水蒸気と発生ガスとが分離される
ことで燃焼器の燃焼効率を向上することができる。Fourth, as shown in Figures 7 to 9, by installing a steam generator and a combustor, heavy steam generated from the fusion reactor and generated gas can be separated in the steam generator. can improve the combustion efficiency of the combustor.
第五に、核融合反応熱エネルギを熱源として利用するに
際しては、第12図に示すように、蒸気発生器、燃焼器
を配することにより、核融合反応炉の液循環系2発生ガ
スの循環系と、負荷(熱需要家)側への循環系が分離で
き、安全性の向上が図れる。Fifth, when using the thermal energy of the fusion reaction as a heat source, as shown in Figure 12, by arranging a steam generator and a combustor, the liquid circulation system 2 of the fusion reactor circulates the generated gas. The system and the circulation system to the load (heat demander) side can be separated, improving safety.
第六に、第13図に示すように、発生蒸気及び発生ガス
を共に導入可能な燃焼器を配することで、熱供給システ
ムを極めて簡略化できる。Sixthly, as shown in FIG. 13, by providing a combustor that can introduce both generated steam and generated gas, the heat supply system can be extremely simplified.
第七に、第14図に示すように、核融合反応炉内での液
を需要家側へそのまま供給し、併せて発生ガスを燃焼器
へ導入することで、燃焼効率の向上が図れる。Seventhly, as shown in FIG. 14, combustion efficiency can be improved by supplying the liquid in the fusion reactor to the consumer side as it is and simultaneously introducing the generated gas into the combustor.
第八に、蒸発方式海水淡水化装置への核融合反応炉で発
生する熱エネルギの利用に際しては、第15図に示すよ
うに発生蒸気1発生ガスを共に燃焼器内へ通して、発生
蒸気を昇温させることでシステムを簡素化する効果があ
る。Eighth, when using the thermal energy generated in a nuclear fusion reactor for an evaporative seawater desalination device, as shown in Figure 15, the generated steam and generated gas are passed together into the combustor, and the generated steam is Raising the temperature has the effect of simplifying the system.
さらに、第九の効果は、蒸気発生器、燃焼器等を設置し
た熱供給システムにあっては、第16図に示すように、
燃焼器で高温となった蒸気を利用して蒸気タービン駆動
の発電設備を並設することにより、熱並びに電力の両者
を任意に取り出すことが可能となり、熱/電力消費量の
季節変化1日間変化に対応することが可能となる。Furthermore, the ninth effect is that in a heat supply system equipped with a steam generator, combustor, etc., as shown in Figure 16,
By installing steam turbine-driven power generation equipment in parallel using steam heated to high temperature in the combustor, it is possible to extract both heat and electricity at will, reducing seasonal changes in heat/power consumption over the course of a day. It becomes possible to correspond to
第1図ないし第9図は、本発明による電気エネルギを得
るためのシステムの系統図、第10図は温度Tとξの関
係を表す特性図、第11図はTとξXηの関係を表す特
性図、第12図ないし第14図は1本発明による熱エネ
ルギを供給するためのシステムの系統図、第15図は、
本発明により得られる熱エネルギを海水淡水化に利用す
るシステムの系統図、第16図は、本発明による熱エネ
ルギと電気エネルギを同時に供給するシステムの系統図
である。
1・・・核融合反応炉、2・・・電極集合体、3・・・
電源、4・・・蒸気発生器、5・・・燃焼器、6・・・
タービン、7・・凝縮器、8・・・予熱器、9・・・抽
気口、10・・・補給タンク、11・・・海水を用いる
予熱器、12・・燃料電池、13・・・太陽電池、14
・・・蓄電池、15・・・管式の蒸気発生器、16・・
・吸収式冷凍機、17・・・熱弔
図
未
図
負も
図
第
図
粥
図
や。
図
第
図
第8図
第12図
躬
ノ3
閃
第
図
■
圓Figures 1 to 9 are system diagrams of a system for obtaining electrical energy according to the present invention, Figure 10 is a characteristic diagram representing the relationship between temperature T and ξ, and Figure 11 is a characteristic diagram representing the relationship between T and ξXη. 12 to 14 are system diagrams of a system for supplying thermal energy according to the present invention, and FIG. 15 is a system diagram of a system for supplying thermal energy according to the present invention.
FIG. 16 is a system diagram of a system that utilizes thermal energy obtained by the present invention for seawater desalination. FIG. 16 is a system diagram of a system that simultaneously supplies thermal energy and electrical energy according to the present invention. 1... Fusion reactor, 2... Electrode assembly, 3...
Power source, 4... Steam generator, 5... Combustor, 6...
Turbine, 7... Condenser, 8... Preheater, 9... Air extraction port, 10... Supply tank, 11... Preheater using seawater, 12... Fuel cell, 13... Solar battery, 14
...Storage battery, 15...Pipe steam generator, 16...
・Absorption chiller, 17...Thermal funeral map is not included. Figure Figure Figure 8 Figure 12 Figure 3 Sendai Figure ■ En
Claims (1)
解質を含む液体に通電し、核融合反応により熱エネルギ
を発生する装置において、 通電エネルギと前記発生熱エネルギとの比ξをY軸とし
、核融合から得られる温度TをX軸と表した場合、少な
くとも座標(T、ξ)=(50、70)、(100、2
0)、(150、14)、(200、10)を通りX軸
、Y軸に漸近する曲線を中心としてこの曲線の±10%
で表せる領域すなわち(50、70±7)、(100、
20±2)、(150、14±1.4)、(200、1
0±1)の各座標を結んだ二本の曲線で囲まれる領域を
前記熱エネルギ発生装置のξ及びTが前記領域の上限以
下の場合は、前記発生エネルギを温熱又は冷熱として利
用し、下限以上の場合は前記発生エネルギを電力、又は
、温/冷熱として利用することを特徴とする低温核融合
エネルギシステム。 2、重水又は三重水を含む液体、あるいは、これらに電
解質を含む液体に通電し、核融合反応により熱エネルギ
を発生する装置において、 核融合反応を生じさせるのに要するエネルギと前記発生
熱エネルギとの比をξと表し、前記発生熱エネルギから
電力への変換効率をηと表した時、ξとηの積が1以下
の場合は前記発生熱エネルギを温熱又は冷熱として利用
し、この積が1以上の場合は、前記熱エネルギを電力又
は温/冷熱として利用する請求項1に記載の低温核融合
エネルギシステム。 3、蒸気発生器、燃焼器、蒸気タービン、発電機、凝縮
器、予熱器、及びポンプから構成され、前記蒸気発生器
には熱交換器が内蔵されており、前記熱交換器には低温
核融合反応炉内で昇温された液を循環させ前記蒸気発生
器内に滞留している液を加熱して蒸気を発生させ、前記
蒸気を前記燃焼器に導入し、前記低温核融合反応炉で発
生する重水素ガス、又は、三重水素ガスと酸素ガスとを
前記燃焼器に導入して燃焼させ、前記蒸気を過熱蒸気と
した後、前記蒸気タービンへ導入して前記蒸気タービン
を駆動し、発電し、さらに、前記蒸気タービンで膨張後
の蒸気を海水等の冷却水で凝縮し、この凝縮液を前記予
熱器へ導入し、前記燃焼器で燃焼後に発生する重水蒸気
又は三重水蒸気と熱交換して、前記液を昇温した後、前
記蒸気発生器へ導入し、再循環させる系統で発電する請
求項1に記載の低温核融合エネルギシステム。 4、蒸気発生器、過熱器、タービン、発電機、凝縮器及
びポンプから成る発電システムに於いて、前記蒸気発生
器を低温核融合反応炉とし、前記反応炉から発生する重
水素ガス又は三重水素ガスと酸素ガスとを燃焼反応させ
、得られる高温度の重水蒸気と前記蒸気を熱交換させる
過熱蒸気として、タービンへ導入する請求項1に記載の
低温核融合エネルギシステム。 5、蒸気発生器、燃焼器、タービン、凝縮器、予熱器、
ポンプから構成され、低温核融合反応炉で発生した重水
素ガス又は三重水素ガスと酸素ガスを含む重水蒸気を、
前記蒸気発生器へ導入して、前記蒸気発生器に導入され
ている水又は水より低沸点の液体を加熱し蒸発せしめ、
重水蒸気は凝縮され、前記低温核融合反応炉へ戻る再循
環系と、重水素ガス、又は、三重水素ガスと酸素ガスを
、前記燃焼器へ導入し、前記ガスの燃焼反応による高温
度発生熱で、前記発生蒸気を加熱して、過熱蒸気とし前
記蒸気タービンへ導入し、発電機を回転させた後、前記
凝縮器で復水又は液化され前記予熱器へ導入され、前記
予熱器では、前記燃焼器で燃焼して生成された重水蒸気
と熱交換されて、重水蒸気は重水となり前記低温核融合
反応炉へ戻る再循環系に合流すると共に、前記水又は液
は余熱された後、前記蒸気発生器へ導入される再循環系
とから成る請求項1に記載の低温核融合エネルギシステ
ム。 6、蒸気発生器、過熱器、吸収冷凍機、及び燃料電池と
から構成され、前記蒸気発生器には熱交換器が内蔵され
ており、前記熱交換器には低温核融合反応炉内で昇温さ
れた液を循環させて前記蒸気発生器内に滞留している水
を加熱して蒸気を発生させ、前記蒸気を前記過熱器を通
して昇温し、一部を減温器で温度調整した後、熱需要家
へ送気して暖房し、凝縮水を前記蒸気発生器へ戻し、残
りを吸収冷凍機の駆動熱源して、前記吸収冷凍機で発生
する冷熱を冷熱需要家へ供給する系統及び、低温核融合
反応炉内で発生した重水素ガス又は三重水素ガスと酸素
ガスを燃料電池に導入して発電し、電力を前記低温核融
合反応炉に供給して前記両ガスから生成された高温の重
水蒸気を前記過熱器に導入し、前記蒸気発生器からの蒸
気と熱交換して、凝縮させ、再び、前記低温核融合反応
炉へ戻る系統とから成る請求項1に記載の低温核融合エ
ネルギ供給システム。 7、燃焼器、吸収冷凍機から構成され、低温核融合反応
炉で発生した重水素ガス、又は、三重水素ガスと酸素ガ
スを含む重水蒸気を、燃焼器へ導入し、前記重水素ガス
又は三重水素ガスと酸素ガスとの燃焼反応により生じる
高温の重水蒸気で、前記重水蒸気を加熱して昇温し、前
記蒸気の一部を減温器で温度調節した後、熱需要家へ送
気して暖房し凝縮した後、前記低温核融合反応炉へ戻し
、残りは前記吸収冷凍機の駆動熱源として作用させ、凝
縮液は前記低温核融合反応炉へ戻す請求項1に記載の低
温核融合エネルギ供給システム。8、燃焼器、吸収冷凍
機とから構成され、低温核融合反応炉内で昇温された液
を前記燃焼器に導入し、一方、前記燃焼器に核融合時に
発生する重水素ガス又は三重水素ガスと酸素ガスとを導
入して燃焼反応を生じさせ、発生する高温の重水蒸気と
前記液とを熱交換して前記液を昇温し、一部は温水需要
家に供給し、残りは吸収冷凍機の駆動熱源として使用し
、それぞれ前記低温核融合反応炉へ戻す請求項1に記載
の低温核融合エネルギ供給システム。 9、重水又は三重水を含む液体、あるいは、これらに電
解質を含む液体に通電し、核融合反応によつて熱エネル
ギを発生する装置において、前記通電の電力を太陽光発
電により得る請求項1に記載の低温核融合エネルギシス
テム。 10、請求項9に記載の熱エネルギを発生する装置に通
電する電力を燃料電池から得る低温核融合エネルギシス
テム。 11、請求項9に記載の太陽光発電より得られた電力を
蓄電器を介して、前記熱エネルギを発生する装置に通電
する低温核融合エネルギシステム。 12、請求項9に記載の熱エネルギを発生する装置にお
いて、得られた熱エネルギを海水の加熱用に利用し、海
水を蒸発させ、その蒸気を冷却して淡水を得る低温核融
合エネルギシステム。 13、請求項9に記載の熱エネルギを発生する装置で得
られた熱エネルギの一部は電気に変換し電力として利用
し、他を温熱又は冷熱として利用する低温核融合エネル
ギシステム。[Scope of Claims] 1. In a device that generates thermal energy through a nuclear fusion reaction by applying electricity to a liquid containing heavy water or triple water, or a liquid containing an electrolyte therein, the ratio of the energizing energy to the generated thermal energy If ξ is the Y-axis and the temperature T obtained from nuclear fusion is the X-axis, at least the coordinates (T, ξ) = (50, 70), (100, 2
0), (150, 14), (200, 10) and asymptotically approaches the X and Y axes, ±10% of this curve.
The area that can be expressed as (50, 70±7), (100,
20±2), (150, 14±1.4), (200, 1
If ξ and T of the thermal energy generating device are below the upper limit of the area, the generated energy is used as heat or cold, and the area surrounded by two curves connecting the coordinates of 0±1) is In the above case, the low temperature fusion energy system is characterized in that the generated energy is used as electric power or hot/cold energy. 2. In a device that generates thermal energy through a nuclear fusion reaction by applying electricity to a liquid containing heavy water or triple water, or a liquid containing an electrolyte therein, the energy required to cause the nuclear fusion reaction and the generated thermal energy are When the ratio of ξ is expressed as ξ, and the conversion efficiency from the generated thermal energy to electric power is expressed as η, if the product of ξ and η is less than 1, the generated thermal energy is used as heat or cold, and this product is 2. The low-temperature fusion energy system according to claim 1, wherein if the thermal energy is one or more, the thermal energy is used as electric power or hot/cold energy. 3. It is composed of a steam generator, a combustor, a steam turbine, a generator, a condenser, a preheater, and a pump, and the steam generator has a built-in heat exchanger, and the heat exchanger has a low-temperature core. The heated liquid is circulated in the fusion reactor to heat the liquid remaining in the steam generator to generate steam, and the steam is introduced into the combustor, and the low temperature fusion reactor is heated. Generated deuterium gas or tritium gas and oxygen gas are introduced into the combustor and combusted to convert the steam into superheated steam, which is then introduced into the steam turbine to drive the steam turbine and generate electricity. Further, the steam expanded in the steam turbine is condensed with cooling water such as seawater, and this condensate is introduced into the preheater, and heat exchanged with heavy steam or triple steam generated after combustion in the combustor. 2. The low-temperature fusion energy system according to claim 1, wherein power is generated in a system in which the liquid is heated, then introduced into the steam generator and recirculated. 4. In a power generation system consisting of a steam generator, a superheater, a turbine, a generator, a condenser, and a pump, the steam generator is a low-temperature nuclear fusion reactor, and the deuterium gas or tritium generated from the reactor is 2. The low-temperature fusion energy system according to claim 1, wherein the low temperature fusion energy system is introduced into the turbine as superheated steam that undergoes a combustion reaction between the gas and oxygen gas and exchanges heat between the resulting high-temperature heavy steam and the steam. 5. Steam generator, combustor, turbine, condenser, preheater,
It consists of a pump that pumps heavy water vapor containing deuterium gas or tritium gas and oxygen gas generated in a low-temperature fusion reactor.
Introducing water into the steam generator to heat and evaporate water introduced into the steam generator or a liquid with a boiling point lower than water;
Heavy water vapor is condensed and returned to the low-temperature fusion reactor through a recirculation system, and deuterium gas or tritium gas and oxygen gas are introduced into the combustor to generate high-temperature heat generated by the combustion reaction of the gases. The generated steam is heated to become superheated steam and introduced into the steam turbine, and after rotating a generator, the generated steam is condensed or liquefied in the condenser and introduced into the preheater, and in the preheater, Heat is exchanged with the heavy steam generated by combustion in the combustor, and the heavy steam becomes heavy water and joins the recirculation system that returns to the low temperature fusion reactor. After the water or liquid is preheated, the steam becomes heavy water. 2. A cold fusion energy system according to claim 1, comprising a recirculation system introduced into the generator. 6. It is composed of a steam generator, a superheater, an absorption refrigerator, and a fuel cell, and the steam generator has a built-in heat exchanger, and the heat exchanger has a built-in heat exchanger. The heated liquid is circulated to heat the water retained in the steam generator to generate steam, the steam is heated through the superheater, and a part of the steam is temperature-adjusted using a desuperheater. , a system that supplies air to a heat consumer for heating, returns condensed water to the steam generator, uses the remainder as a driving heat source for an absorption chiller, and supplies cold heat generated by the absorption chiller to the cold heat consumer; , deuterium gas or tritium gas and oxygen gas generated in a low temperature fusion reactor are introduced into a fuel cell to generate electricity, and electricity is supplied to the low temperature fusion reactor to generate high temperature generated from both gases. A system for introducing heavy steam into the superheater, exchanging heat with steam from the steam generator, condensing it, and returning it to the low temperature fusion reactor again. Energy supply system. 7. Consisting of a combustor and an absorption refrigerator, deuterium gas or heavy steam containing tritium gas and oxygen gas generated in a low-temperature fusion reactor is introduced into the combustor, and the deuterium gas or The high-temperature heavy steam generated by the combustion reaction between hydrogen gas and oxygen gas is used to heat the heavy steam to raise its temperature, and after adjusting the temperature of a portion of the steam using a desuperheater, it is sent to heat consumers. The low-temperature fusion energy according to claim 1, wherein the low-temperature fusion energy is heated and condensed, and then returned to the low-temperature fusion reactor, the remainder is used as a driving heat source for the absorption refrigerator, and the condensate is returned to the low-temperature fusion reactor. supply system. 8. Consisting of a combustor and an absorption refrigerator, the liquid heated in the low-temperature fusion reactor is introduced into the combustor, and deuterium gas or tritium generated during nuclear fusion is introduced into the combustor. Gas and oxygen gas are introduced to cause a combustion reaction, and the generated high-temperature heavy water vapor is heat exchanged with the liquid to raise the temperature of the liquid. A portion is supplied to hot water consumers and the rest is absorbed. The low temperature fusion energy supply system according to claim 1, wherein the low temperature fusion energy supply system is used as a driving heat source for a refrigerator and is returned to the low temperature fusion reactor. 9. An apparatus for generating heat energy by a nuclear fusion reaction by supplying electricity to a liquid containing heavy water or triple water, or a liquid containing an electrolyte thereof, according to claim 1, wherein the electric power for said electricity is obtained from solar power generation. The described cold fusion energy system. 10. A low-temperature fusion energy system that obtains power from a fuel cell to supply electricity to the device for generating thermal energy according to claim 9. 11. A low-temperature fusion energy system in which the power obtained from the solar power generation according to claim 9 is supplied to the device that generates thermal energy via a capacitor. 12. A device for generating thermal energy according to claim 9, in which the obtained thermal energy is used to heat seawater, the seawater is evaporated, and the steam is cooled to obtain fresh water. 13. A low-temperature fusion energy system in which a part of the thermal energy obtained by the apparatus for generating thermal energy according to claim 9 is converted into electricity and used as electric power, and the other part is used as hot or cold heat.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1136055A JPH032689A (en) | 1989-05-31 | 1989-05-31 | Cold fusion energy system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1136055A JPH032689A (en) | 1989-05-31 | 1989-05-31 | Cold fusion energy system |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH032689A true JPH032689A (en) | 1991-01-09 |
Family
ID=15166131
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1136055A Pending JPH032689A (en) | 1989-05-31 | 1989-05-31 | Cold fusion energy system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH032689A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001026117A1 (en) * | 1999-10-04 | 2001-04-12 | Daikin Plant Co., Ltd. | Thermal energy extraction apparatus, hot-water supply, and electric generator |
| JP2016521534A (en) * | 2013-03-22 | 2016-07-21 | エルイーエヌアール カーズ ソシエテ アノニムLenr Cars Sa | Low energy nuclear thermoelectric system |
-
1989
- 1989-05-31 JP JP1136055A patent/JPH032689A/en active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001026117A1 (en) * | 1999-10-04 | 2001-04-12 | Daikin Plant Co., Ltd. | Thermal energy extraction apparatus, hot-water supply, and electric generator |
| JP2016521534A (en) * | 2013-03-22 | 2016-07-21 | エルイーエヌアール カーズ ソシエテ アノニムLenr Cars Sa | Low energy nuclear thermoelectric system |
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