JPH05340342A - 海洋温度差発電装置 - Google Patents
海洋温度差発電装置Info
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- JPH05340342A JPH05340342A JP4147063A JP14706392A JPH05340342A JP H05340342 A JPH05340342 A JP H05340342A JP 4147063 A JP4147063 A JP 4147063A JP 14706392 A JP14706392 A JP 14706392A JP H05340342 A JPH05340342 A JP H05340342A
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- Japan
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- turbine
- seawater
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
- Y02B10/50—Hydropower in dwellings
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/30—Energy from the sea, e.g. using wave energy or salinity gradient
Landscapes
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 温海水（１）系統配管装置、作動媒体系統配
管装置、冷海水（８）系統配管装置、蒸発器、凝縮器、
タービンから成る海洋温度差発電装置において、温海水
取水ポンプ（２）駆動用、冷海水取水ポンプ（９）駆動
用、発電用それぞれ独立した作動媒体（４ａ），（４
ｂ），（４ｃ）系統配管装置、蒸発器（３ａ），（３
ｂ），（３ｃ）、凝縮器（７ａ），（７ｂ），（７
ｃ）、タービン（５ａ），（５ｂ），（５ｃ）を具備し
たことを特徴とする、海洋温度差発電装置。 【効果】 作動媒体の蒸発温度、凝縮温度をそれぞれ高
温側、低温側の熱源温度に近づけることが可能となるの
で、発電装置の熱サイクル効率が向上する。
管装置、冷海水（８）系統配管装置、蒸発器、凝縮器、
タービンから成る海洋温度差発電装置において、温海水
取水ポンプ（２）駆動用、冷海水取水ポンプ（９）駆動
用、発電用それぞれ独立した作動媒体（４ａ），（４
ｂ），（４ｃ）系統配管装置、蒸発器（３ａ），（３
ｂ），（３ｃ）、凝縮器（７ａ），（７ｂ），（７
ｃ）、タービン（５ａ），（５ｂ），（５ｃ）を具備し
たことを特徴とする、海洋温度差発電装置。 【効果】 作動媒体の蒸発温度、凝縮温度をそれぞれ高
温側、低温側の熱源温度に近づけることが可能となるの
で、発電装置の熱サイクル効率が向上する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、海洋表面の温海水と深
海の冷海水との温度差を利用する発電装置に係わり、特
に発電装置の効率向上に関する。
海の冷海水との温度差を利用する発電装置に係わり、特
に発電装置の効率向上に関する。
【０００２】
【従来の技術】海洋表面の温海水と深海の冷海水との温
度差を利用する発電装置は、自然エネルギーを活用する
発電装置の一技術として知られており、例えば機械学会
誌Vol.93，No.360，P.560 〜563 に紹介されている。
度差を利用する発電装置は、自然エネルギーを活用する
発電装置の一技術として知られており、例えば機械学会
誌Vol.93，No.360，P.560 〜563 に紹介されている。
【０００３】この技術の概要を図３で説明すると、海洋
表面の温海水１は温水ポンプ２で蒸発器３に送られる。
蒸発器３ではアンモニアのような低沸点の作動媒体４が
温海水１で加熱され、蒸発する。この媒体蒸気はタービ
ン５に導かれ、タービン５を駆動するので、それに結合
された発電機６が回転して、電気が発生する。タービン
５にエネルギーを与えて圧力、温度が低下した媒体蒸気
は凝縮器７に入る。一方、深海の冷海水８が冷水ポンプ
９で凝縮器７に供給されるので、凝縮器７に入った媒体
蒸気は冷海水８で冷やされ、凝縮して媒体液となり、媒
体ポンプ10で蒸発器３に戻る。温水ポンプ２、冷水ポン
プ９、媒体ポンプ10はそれぞれ温水ポンプモータ11、冷
水ポンプモータ12、媒体ポンプモータ13で駆動されるの
で、発電機６で発生した電力の一部はこれらの動力とし
て発電所所内で使われ、発電所所内の余剰分が所外に送
電される。
表面の温海水１は温水ポンプ２で蒸発器３に送られる。
蒸発器３ではアンモニアのような低沸点の作動媒体４が
温海水１で加熱され、蒸発する。この媒体蒸気はタービ
ン５に導かれ、タービン５を駆動するので、それに結合
された発電機６が回転して、電気が発生する。タービン
５にエネルギーを与えて圧力、温度が低下した媒体蒸気
は凝縮器７に入る。一方、深海の冷海水８が冷水ポンプ
９で凝縮器７に供給されるので、凝縮器７に入った媒体
蒸気は冷海水８で冷やされ、凝縮して媒体液となり、媒
体ポンプ10で蒸発器３に戻る。温水ポンプ２、冷水ポン
プ９、媒体ポンプ10はそれぞれ温水ポンプモータ11、冷
水ポンプモータ12、媒体ポンプモータ13で駆動されるの
で、発電機６で発生した電力の一部はこれらの動力とし
て発電所所内で使われ、発電所所内の余剰分が所外に送
電される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】海洋の有するエネルギ
ーは莫大ではあるが、このような装置で利用しようとす
る温度差はわずか20℃程度であり、太陽熱や地熱など他
の自然エネルギーに比べても小さい温度差しかとれない
ので、作動媒体の蒸発温度、凝縮温度の温度差を如何に
大きくとるかが問題である。
ーは莫大ではあるが、このような装置で利用しようとす
る温度差はわずか20℃程度であり、太陽熱や地熱など他
の自然エネルギーに比べても小さい温度差しかとれない
ので、作動媒体の蒸発温度、凝縮温度の温度差を如何に
大きくとるかが問題である。
【０００５】また、タービン前後の作動媒体のエンタル
ピー差が小さいので、各系統の流体の流量が発生電力の
割りに大きくなり、各ポンプの動力が大きい。すなわち
所内動力の比率の大きな発電装置となるので、温度条件
や規模にもよるが、所内率が１／２〜２／３にも及ぶ可
能性があり、所内電源のために電気装置が異常に大きな
ものとなる。本発明の目的は、熱サイクル効率が大き
く、所内率の小さな海洋温度差発電装置を提供しようと
するものである。
ピー差が小さいので、各系統の流体の流量が発生電力の
割りに大きくなり、各ポンプの動力が大きい。すなわち
所内動力の比率の大きな発電装置となるので、温度条件
や規模にもよるが、所内率が１／２〜２／３にも及ぶ可
能性があり、所内電源のために電気装置が異常に大きな
ものとなる。本発明の目的は、熱サイクル効率が大き
く、所内率の小さな海洋温度差発電装置を提供しようと
するものである。
【０００６】
【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、温水ポンプと冷水ポンプをタービン駆動と
し、発電機駆動用とは別のサイクルを設けることを特徴
とするものである。
するために、温水ポンプと冷水ポンプをタービン駆動と
し、発電機駆動用とは別のサイクルを設けることを特徴
とするものである。
【０００７】
【作用】温水ポンプ駆動用、発電機駆動用、冷水ポンプ
駆動用の三つのサイクルを設けるので、温海水、冷海水
の温度変化に適合した３段階の媒体蒸発温度を設定する
ことができ、装置全体としての熱サイクル効率が改善さ
れる。
駆動用の三つのサイクルを設けるので、温海水、冷海水
の温度変化に適合した３段階の媒体蒸発温度を設定する
ことができ、装置全体としての熱サイクル効率が改善さ
れる。
【０００８】
【実施例】本発明の一実施例を図１を参照して説明す
る。本発明の根本原理に直接関係ない機器類は、図３同
様図示を省略している。
る。本発明の根本原理に直接関係ない機器類は、図３同
様図示を省略している。
【０００９】本実施例では海洋表面の温海水１は温水ポ
ンプ２で蒸発器３ａ，３ｂ，３ｃに順次送られる。蒸発
器３ａ，３ｂ，３ｃでは低沸点の作動媒体４ａ，４ｂ，
４ｃが温海水１で加熱され、蒸発する。この媒体蒸気は
タービン５ａ，５ｂ，５ｃに導かれ、タービン５ａ，５
ｂ，５ｃを駆動する。タービン５ａは温水ポンプ２を、
タービン５ｂは発電機６を、タービン５ｃは冷水ポンプ
９を駆動する。タービン５ａ，５ｂ，５ｃにエネルギー
を与えて圧力、温度が低下した媒体蒸気は凝縮器７ａ，
７ｂ，７ｃに入る。一方、深海の冷海水８が冷水ポンプ
９で凝縮器７ａ，７ｂ，７ｃに冷海水８で冷やされ、順
次供給されるので、凝縮器７ａ，７ｂ，７ｃに入った媒
体蒸気は冷海水８で冷やされ、凝縮して媒体液となり、
媒体ポンプ10ａ，10ｂ，10ｃでそれぞれ蒸発器３ａ，３
ｂ，３ｃに戻る。従来技術と本発明の熱サイクル効率の
違いを図２および図４で説明する。
ンプ２で蒸発器３ａ，３ｂ，３ｃに順次送られる。蒸発
器３ａ，３ｂ，３ｃでは低沸点の作動媒体４ａ，４ｂ，
４ｃが温海水１で加熱され、蒸発する。この媒体蒸気は
タービン５ａ，５ｂ，５ｃに導かれ、タービン５ａ，５
ｂ，５ｃを駆動する。タービン５ａは温水ポンプ２を、
タービン５ｂは発電機６を、タービン５ｃは冷水ポンプ
９を駆動する。タービン５ａ，５ｂ，５ｃにエネルギー
を与えて圧力、温度が低下した媒体蒸気は凝縮器７ａ，
７ｂ，７ｃに入る。一方、深海の冷海水８が冷水ポンプ
９で凝縮器７ａ，７ｂ，７ｃに冷海水８で冷やされ、順
次供給されるので、凝縮器７ａ，７ｂ，７ｃに入った媒
体蒸気は冷海水８で冷やされ、凝縮して媒体液となり、
媒体ポンプ10ａ，10ｂ，10ｃでそれぞれ蒸発器３ａ，３
ｂ，３ｃに戻る。従来技術と本発明の熱サイクル効率の
違いを図２および図４で説明する。
【００１０】図４は従来技術の場合の収熱線図であり、
縦軸は温度、横軸は蒸発器３および凝縮器７での交換熱
量である。温海水１はＡの温度で蒸発器３に入り、作動
媒体４に熱を与える結果、Ｂの温度で蒸発器３を出る。
作動媒体４はＣの温度で蒸発器３に入り、Ｄの温度で蒸
発し、タービン５に導かれる。タービン５の排気はＥの
温度で凝縮器７に入り、作動媒体４の種類にもよるが、
その温度はほぼ飽和温度なので、ほぼその温度で凝縮す
る。すなわち、ＥとＣの温度はほぼ等しい。冷海水８は
Ｆの温度で凝縮器７に入り、作動媒体４を冷却すること
によって自らは温度が上昇し、Ｇの温度で凝縮器７を出
る。
縦軸は温度、横軸は蒸発器３および凝縮器７での交換熱
量である。温海水１はＡの温度で蒸発器３に入り、作動
媒体４に熱を与える結果、Ｂの温度で蒸発器３を出る。
作動媒体４はＣの温度で蒸発器３に入り、Ｄの温度で蒸
発し、タービン５に導かれる。タービン５の排気はＥの
温度で凝縮器７に入り、作動媒体４の種類にもよるが、
その温度はほぼ飽和温度なので、ほぼその温度で凝縮す
る。すなわち、ＥとＣの温度はほぼ等しい。冷海水８は
Ｆの温度で凝縮器７に入り、作動媒体４を冷却すること
によって自らは温度が上昇し、Ｇの温度で凝縮器７を出
る。
【００１１】この間、蒸発器３ではＱE −Ｑo の熱が温
海水１から作動媒体４に与えられる。その熱のごく一部
は、作動媒体４を温度Ｃから温度Ｄまで予熱するのに使
われ、大部分は作動媒体４を温度Ｄで蒸発させるのに使
われる。一方、凝縮器７ではＱC −Ｑo の熱を冷海水８
が作動媒体４から奪い去るので、作動媒体４は温度Ｃで
凝縮する。作動媒体４が蒸発器３から得た熱の一部はタ
ービン５で動力に変換されるため、凝縮器７の交換熱量
は、蒸発器３の交換熱量よりも小さい。
海水１から作動媒体４に与えられる。その熱のごく一部
は、作動媒体４を温度Ｃから温度Ｄまで予熱するのに使
われ、大部分は作動媒体４を温度Ｄで蒸発させるのに使
われる。一方、凝縮器７ではＱC −Ｑo の熱を冷海水８
が作動媒体４から奪い去るので、作動媒体４は温度Ｃで
凝縮する。作動媒体４が蒸発器３から得た熱の一部はタ
ービン５で動力に変換されるため、凝縮器７の交換熱量
は、蒸発器３の交換熱量よりも小さい。
【００１２】Ａ〜Ｇの温度は海洋の温度条件にもよる
が、一例をあげると第１表のようになる。これから明ら
かなように、蒸発および凝縮の現象が一定温度で行われ
るのに対し、熱源である温海水１、冷海水８の温度は、
熱交換の過程で変化するので、蒸発温度Ｄ、凝縮温度Ｅ
をそれぞれ熱源温度ＡおよびＦに十分近くすることがで
きない。
が、一例をあげると第１表のようになる。これから明ら
かなように、蒸発および凝縮の現象が一定温度で行われ
るのに対し、熱源である温海水１、冷海水８の温度は、
熱交換の過程で変化するので、蒸発温度Ｄ、凝縮温度Ｅ
をそれぞれ熱源温度ＡおよびＦに十分近くすることがで
きない。
【００１３】図２は本発明の場合の収熱線図である。本
発明では、温海水１はＡａの温度で第１の蒸発器３ａに
入り、作動媒体４ａに熱を与えた後、Ａｂの温度で第２
の蒸発器３ｂ，Ａｃの温度で第３の蒸発器３ｃに入って
それぞれ作動媒体４ｂ，４ｃに熱を与え、Ｂの温度で蒸
発器３ｃを出る。作動媒体４ａ，４ｂ，４ｃはそれぞれ
Ｃａ，Ｃｂ，Ｃｃの温度で蒸発器３ａ，３ｂ，３ｃに入
り、Ｄａ，Ｄｂ，Ｄｃの温度で蒸発し、タービン５ａ，
５ｂ，５ｃに導かれる。タービン５ａ，５ｂ，５ｃの排
気はそれぞれＥａ，Ｅｂ，Ｅｃの温度で凝縮器７ａ，７
ｂ，７ｃに入り、ほぼその温度で凝縮する。冷海水８は
温海水１の流れとは逆にＦｃの温度で第３の凝縮器７ｃ
に入り、作動媒体４ｃを冷却した後、Ｆｂの温度で第２
の凝縮器７ｂ，Ｆａの温度で第１の凝縮器７ａに入り、
それぞれで熱交換を行って、Ｇの温度で凝縮器７ａを出
る。Ａ〜Ｇの温度の一例を、従来技術と対比させると表
１のようになる。
発明では、温海水１はＡａの温度で第１の蒸発器３ａに
入り、作動媒体４ａに熱を与えた後、Ａｂの温度で第２
の蒸発器３ｂ，Ａｃの温度で第３の蒸発器３ｃに入って
それぞれ作動媒体４ｂ，４ｃに熱を与え、Ｂの温度で蒸
発器３ｃを出る。作動媒体４ａ，４ｂ，４ｃはそれぞれ
Ｃａ，Ｃｂ，Ｃｃの温度で蒸発器３ａ，３ｂ，３ｃに入
り、Ｄａ，Ｄｂ，Ｄｃの温度で蒸発し、タービン５ａ，
５ｂ，５ｃに導かれる。タービン５ａ，５ｂ，５ｃの排
気はそれぞれＥａ，Ｅｂ，Ｅｃの温度で凝縮器７ａ，７
ｂ，７ｃに入り、ほぼその温度で凝縮する。冷海水８は
温海水１の流れとは逆にＦｃの温度で第３の凝縮器７ｃ
に入り、作動媒体４ｃを冷却した後、Ｆｂの温度で第２
の凝縮器７ｂ，Ｆａの温度で第１の凝縮器７ａに入り、
それぞれで熱交換を行って、Ｇの温度で凝縮器７ａを出
る。Ａ〜Ｇの温度の一例を、従来技術と対比させると表
１のようになる。
【００１４】
【表１】
【００１５】これから明らかなように、本発明において
は、蒸発温度Ｄ、凝縮温度Ｅを３段階に分けているの
で、両者の温度差を従来技術に比べて拡大することが可
能となり、表１の例では、Ｄ−Ｅの温度差が従来技術で
は13℃であるのに対し、本発明では14.3℃と10％大きく
なる。
は、蒸発温度Ｄ、凝縮温度Ｅを３段階に分けているの
で、両者の温度差を従来技術に比べて拡大することが可
能となり、表１の例では、Ｄ−Ｅの温度差が従来技術で
は13℃であるのに対し、本発明では14.3℃と10％大きく
なる。
【００１６】タービン５の出力は、入口、出口間のエン
タルピー差に比例するので、Ｄ−Ｅの温度差が開けばエ
ンタルピー差もそれに応じて大きくなり、その結果、タ
ービン５の出力が増大する。表１の事例では、従来技術
に比較して、約10％の増加となる。
タルピー差に比例するので、Ｄ−Ｅの温度差が開けばエ
ンタルピー差もそれに応じて大きくなり、その結果、タ
ービン５の出力が増大する。表１の事例では、従来技術
に比較して、約10％の増加となる。
【００１７】このように本実施例によれば、作動媒体４
の蒸発温度Ｄ、凝縮温度Ｅを熱源温度Ａ，Ｆに近づける
ことが可能となるので、発電装置の熱サイクル効率を向
上させることが可能となる。
の蒸発温度Ｄ、凝縮温度Ｅを熱源温度Ａ，Ｆに近づける
ことが可能となるので、発電装置の熱サイクル効率を向
上させることが可能となる。
【００１８】図１では、一見したところ蒸発器３、凝縮
器７がそれぞれ複数となり、装置が複雑化するかのよう
であるが、大容量の装置の場合には、製作上、輸送上等
の制約から、単数では困難となるので、複数構成となる
ことは、特に不自然ではない。
器７がそれぞれ複数となり、装置が複雑化するかのよう
であるが、大容量の装置の場合には、製作上、輸送上等
の制約から、単数では困難となるので、複数構成となる
ことは、特に不自然ではない。
【００１９】上述の実施例では温水ポンプ用、発電用、
冷水ポンプ用計３つの媒体系統を構成しているが、この
構成は必ずしも３系統とする必要はなく、温水ポンプ、
冷水ポンプの一方はモータ駆動にして全体を２系統にす
るなど、他の構成をとることも可能である。
冷水ポンプ用計３つの媒体系統を構成しているが、この
構成は必ずしも３系統とする必要はなく、温水ポンプ、
冷水ポンプの一方はモータ駆動にして全体を２系統にす
るなど、他の構成をとることも可能である。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
温海水系統配管装置、作動媒体系統配管装置、冷海水系
統配管装置、蒸発器、凝縮器、タービンから成る海洋温
度差発電装置において、温海水取水ポンプ駆動用、冷海
水取水ポンプ駆動用、発電用それぞれ独立した作動媒体
系統配管装置、蒸発器、凝縮器、タービンを具備してい
るので、作動媒体の蒸発温度、凝縮温度をそれぞれ高温
側、低温側の熱源温度に近づけることが可能となるの
で、発電装置の熱サイクル効率が向上する。
温海水系統配管装置、作動媒体系統配管装置、冷海水系
統配管装置、蒸発器、凝縮器、タービンから成る海洋温
度差発電装置において、温海水取水ポンプ駆動用、冷海
水取水ポンプ駆動用、発電用それぞれ独立した作動媒体
系統配管装置、蒸発器、凝縮器、タービンを具備してい
るので、作動媒体の蒸発温度、凝縮温度をそれぞれ高温
側、低温側の熱源温度に近づけることが可能となるの
で、発電装置の熱サイクル効率が向上する。
【図１】本発明を用いた海洋温度差発電装置の一例を示
す基本的な系統図。
す基本的な系統図。
【図２】図１に示す装置の収熱線図。
【図３】従来技術の基本的な系統図。
【図４】図３に示す装置の収熱線図。
１…温海水 ２…温水ポンプ ３，３ａ，３ｂ，３ｃ…蒸発器 ４，４ａ，４ｂ，４ｃ…作動媒体 ５，５ａ，５ｂ，５ｃ…タービン ６…発電機 ７，７ａ，７ｂ，７ｃ…凝縮器 ８…冷海水 ９…冷水ポンプ 10，10ａ，10ｂ，10ｃ…媒体ポンプ 11…温水ポンプモータ 12…冷水ポンプモータ 13，13ａ，13ｂ，13ｃ…媒体ポンプモータ
Claims (1)
- 【請求項１】 温海水系統配管装置、作動媒体系統配管
装置、冷海水系統配管装置、蒸発器、凝縮器、タービン
から成る海洋温度差発電装置において、温海水取水ポン
プ駆動用、冷海水取水ポンプ駆動用、発電用それぞれ独
立した作動媒体系統配管装置、蒸発器、凝縮器、タービ
ンを具備したことを特徴とする、海洋温度差発電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4147063A JPH05340342A (ja) | 1992-06-08 | 1992-06-08 | 海洋温度差発電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4147063A JPH05340342A (ja) | 1992-06-08 | 1992-06-08 | 海洋温度差発電装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05340342A true JPH05340342A (ja) | 1993-12-21 |
Family
ID=15421651
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4147063A Pending JPH05340342A (ja) | 1992-06-08 | 1992-06-08 | 海洋温度差発電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05340342A (ja) |
Cited By (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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