JPH10205308A - 混合媒体サイクル発電システム - Google Patents
混合媒体サイクル発電システムInfo
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- JPH10205308A JPH10205308A JP888197A JP888197A JPH10205308A JP H10205308 A JPH10205308 A JP H10205308A JP 888197 A JP888197 A JP 888197A JP 888197 A JP888197 A JP 888197A JP H10205308 A JPH10205308 A JP H10205308A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 低沸点媒体と高沸点媒体からなる非共沸混合
媒体を作動媒体とする混合媒体サイクル発電システムに
おいて、熱源温度と熱源量が規定された場合、従来のシ
ステムに比し出力及び効率を向上し得るようにするこ
と。 【解決手段】 比較的低温度の熱源との熱交換により上
記混合媒体の一部を蒸発させて気液二相状態とする蒸発
器１と、その気液二相状態の媒体を気液分離する第１の
分離器２ａと、その第１の分離器２ａで分離された気相
媒体が供給されるタービン３と、そのタービン３からの
排ガスを復液させ上記蒸発器に還流させる復液器４と、
第１の分離器後の二相状態の媒体を再び気液分離する第
２の分離器２ｂと、第２の分離器２ｂ後の気相媒体をタ
ービン３の途中段に導く系統９と、第２の分離器２ｂ後
の液相媒体を、蒸発器入口の液相媒体の加熱に利用した
後にタービン３からの排気と接触混合させる系１０とを
有する。
媒体を作動媒体とする混合媒体サイクル発電システムに
おいて、熱源温度と熱源量が規定された場合、従来のシ
ステムに比し出力及び効率を向上し得るようにするこ
と。 【解決手段】 比較的低温度の熱源との熱交換により上
記混合媒体の一部を蒸発させて気液二相状態とする蒸発
器１と、その気液二相状態の媒体を気液分離する第１の
分離器２ａと、その第１の分離器２ａで分離された気相
媒体が供給されるタービン３と、そのタービン３からの
排ガスを復液させ上記蒸発器に還流させる復液器４と、
第１の分離器後の二相状態の媒体を再び気液分離する第
２の分離器２ｂと、第２の分離器２ｂ後の気相媒体をタ
ービン３の途中段に導く系統９と、第２の分離器２ｂ後
の液相媒体を、蒸発器入口の液相媒体の加熱に利用した
後にタービン３からの排気と接触混合させる系１０とを
有する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、低沸点媒体と高沸
点媒体からなる非共沸混合媒体を作動媒体とする混合媒
体サイクル発電システムに関する。
点媒体からなる非共沸混合媒体を作動媒体とする混合媒
体サイクル発電システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、比較的低温度の熱源を利用した発
電システムにおいては、低沸点媒体と高沸点媒体からな
る非共沸混合媒体を作動媒体として使用することが行わ
れている。
電システムにおいては、低沸点媒体と高沸点媒体からな
る非共沸混合媒体を作動媒体として使用することが行わ
れている。
【０００３】すなわち、図５は、低沸点媒体成分として
アンモニア、高沸点媒体として水を使用し、温度１５０
℃以下の熱源を利用した非共沸混合媒体サイクル発電シ
ステムの系統図であって、上記アンモニアと水からなる
媒体は蒸発器１に供給され、そこで加熱され一部蒸発
し、分離器２でアンモニアが濃厚な気相とアンモニアが
希薄な液相に分離される。
アンモニア、高沸点媒体として水を使用し、温度１５０
℃以下の熱源を利用した非共沸混合媒体サイクル発電シ
ステムの系統図であって、上記アンモニアと水からなる
媒体は蒸発器１に供給され、そこで加熱され一部蒸発
し、分離器２でアンモニアが濃厚な気相とアンモニアが
希薄な液相に分離される。
【０００４】上記分離器２で分離された気相媒体はター
ビン３に導かれ、そこで仕事をした後、復液器４へ導入
される。
ビン３に導かれ、そこで仕事をした後、復液器４へ導入
される。
【０００５】一方、分離器２で分離された液相の媒体
は、再生器５で熱を放出し、減圧器６で減圧された後、
復液器４に導かれる。上記復液器４では、タービン３で
仕事を行った後の媒体と減圧器６で減圧された媒体が接
触混合される。そして、混合後の媒体は、蒸発前の濃度
に戻り、復液器４で冷却され凝縮した後、媒体循環ポン
プ７により昇圧され再生器５に入り、そこで前記分離器
２で分離された液相媒体によって加温された後、蒸気器
１に還流される。
は、再生器５で熱を放出し、減圧器６で減圧された後、
復液器４に導かれる。上記復液器４では、タービン３で
仕事を行った後の媒体と減圧器６で減圧された媒体が接
触混合される。そして、混合後の媒体は、蒸発前の濃度
に戻り、復液器４で冷却され凝縮した後、媒体循環ポン
プ７により昇圧され再生器５に入り、そこで前記分離器
２で分離された液相媒体によって加温された後、蒸気器
１に還流される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、図５に示す
システムにおいては、蒸発器での非共沸混合媒体の特徴
である非等温蒸発特性により熱源温度変化に沿ったロー
レンツサイクルに近い熱交換が可能であり、エクセルギ
ー効率の高いサイクルの実現が可能である。
システムにおいては、蒸発器での非共沸混合媒体の特徴
である非等温蒸発特性により熱源温度変化に沿ったロー
レンツサイクルに近い熱交換が可能であり、エクセルギ
ー効率の高いサイクルの実現が可能である。
【０００７】図６はアンモニア・水を媒体とした９８℃
の熱源時の従来方法サイクルのヒートバランスの一部を
示す図である。図５の再生器では蒸発器１で高温高圧域
までエネルギー状態を高めた液相媒体について、蒸発器
入口前の液相媒体の加熱という熱利用のみとなってしま
い、かならずしも有効なエネルギー利用とはなっていな
い。
の熱源時の従来方法サイクルのヒートバランスの一部を
示す図である。図５の再生器では蒸発器１で高温高圧域
までエネルギー状態を高めた液相媒体について、蒸発器
入口前の液相媒体の加熱という熱利用のみとなってしま
い、かならずしも有効なエネルギー利用とはなっていな
い。
【０００８】また、混合媒体の気相と液相が混合すると
きに液相媒体の低沸点媒体成分（水／アンモニア混合媒
体のときはアンモニア）の濃度が気相媒体の低沸点媒体
成分の濃度より低く、かつ、液相媒体の温度が気相媒体
の温度より低いときに気相媒体が液相媒体に吸収されて
全体が液相となるという現象が起こる。この現象は、蒸
気濃度の差と温度の差が大きいほど起こりやすくなる。
混合媒体サイクルの復液器ではこの吸収という現象を積
極的に利用するのが望ましい。
きに液相媒体の低沸点媒体成分（水／アンモニア混合媒
体のときはアンモニア）の濃度が気相媒体の低沸点媒体
成分の濃度より低く、かつ、液相媒体の温度が気相媒体
の温度より低いときに気相媒体が液相媒体に吸収されて
全体が液相となるという現象が起こる。この現象は、蒸
気濃度の差と温度の差が大きいほど起こりやすくなる。
混合媒体サイクルの復液器ではこの吸収という現象を積
極的に利用するのが望ましい。
【０００９】ところが図６の分離器２で分離された液相
媒体が復液器４に導入されるポイントＡの液相媒体の温
度（４０．４℃）がタービン排気蒸気のポイントＢの温
度（２２．６℃）より高くなってしまっているため、ポ
イントＡでの濃度の薄いアンモニア液媒体にポイントＢ
のアンモニア濃度の高い蒸気が吸収されないで熱交換器
である復液器４での媒体の十分な液化が行われない恐れ
がある。そして、復液器４での完全な媒体の液化が行わ
れない場合には、濃いアンモニア蒸気が復液器４内に残
り、タービン排気圧力が上がってしまい図６に示すヒー
トバランスの実現が難しく、タービン出力が大幅に低下
してしまうことがある。
媒体が復液器４に導入されるポイントＡの液相媒体の温
度（４０．４℃）がタービン排気蒸気のポイントＢの温
度（２２．６℃）より高くなってしまっているため、ポ
イントＡでの濃度の薄いアンモニア液媒体にポイントＢ
のアンモニア濃度の高い蒸気が吸収されないで熱交換器
である復液器４での媒体の十分な液化が行われない恐れ
がある。そして、復液器４での完全な媒体の液化が行わ
れない場合には、濃いアンモニア蒸気が復液器４内に残
り、タービン排気圧力が上がってしまい図６に示すヒー
トバランスの実現が難しく、タービン出力が大幅に低下
してしまうことがある。
【００１０】本発明はこのような点に鑑み、熱源温度と
熱源量が規定された場合、従来のシステムに比し出力及
び効率を向上し得るシステムを得ることを目的とする。
熱源量が規定された場合、従来のシステムに比し出力及
び効率を向上し得るシステムを得ることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】第１の発明は、低沸点媒
体と高沸点媒体からなる非共沸混合媒体を作動媒体とす
る非共沸混合媒体サイクル発電システムにおいて、比較
的低温度の熱源との熱交換により上記非共沸混合媒体の
一部を蒸発させて気液二相状態とする蒸発器と、その気
液二相状態の媒体を気液分離する第１の分離器と、その
第１の分離器で分離された気相媒体が供給されるタービ
ンと、そのタービンからの排ガスを復液させ上記蒸発器
に還流させる復液器と、第１の分離器後の二相状態の媒
体を再び気液分離する第２の分離器と、第２の分離器後
の気相媒体をタービンの途中段に導く系統と、第２の分
離器後の液相媒体を、蒸発器入口の液媒体の加熱に利用
した後にタービンからの排気と接触混合させる系とを有
することを特徴とする。
体と高沸点媒体からなる非共沸混合媒体を作動媒体とす
る非共沸混合媒体サイクル発電システムにおいて、比較
的低温度の熱源との熱交換により上記非共沸混合媒体の
一部を蒸発させて気液二相状態とする蒸発器と、その気
液二相状態の媒体を気液分離する第１の分離器と、その
第１の分離器で分離された気相媒体が供給されるタービ
ンと、そのタービンからの排ガスを復液させ上記蒸発器
に還流させる復液器と、第１の分離器後の二相状態の媒
体を再び気液分離する第２の分離器と、第２の分離器後
の気相媒体をタービンの途中段に導く系統と、第２の分
離器後の液相媒体を、蒸発器入口の液媒体の加熱に利用
した後にタービンからの排気と接触混合させる系とを有
することを特徴とする。
【００１２】第２の発明は、第１の発明において、第２
の分離器後の気相媒体を第１の気液分離後の気相媒体が
供給されるタービンの途中段に代え別のタービンに供給
することを特徴とする。
の分離器後の気相媒体を第１の気液分離後の気相媒体が
供給されるタービンの途中段に代え別のタービンに供給
することを特徴とする。
【００１３】第３の発明は、第１または第２の発明にお
いて、第２分離器の気相側を熱源またはサイクル内媒体
からの熱を使用して加熱する手段を持つことを特徴とす
る。
いて、第２分離器の気相側を熱源またはサイクル内媒体
からの熱を使用して加熱する手段を持つことを特徴とす
る。
【００１４】第４の発明は、第１の発明において、第２
の分離器後の気相媒体を第１の気液分離後の気相媒体が
供給されるタービンの途中段に代え高圧の第２の復液器
において作動媒体に接触混合させることを特徴とする。
の分離器後の気相媒体を第１の気液分離後の気相媒体が
供給されるタービンの途中段に代え高圧の第２の復液器
において作動媒体に接触混合させることを特徴とする。
【００１５】第５の発明は、上記各発明において、比較
的低温の熱源は１５０℃以下の熱源であることを特徴と
する。
的低温の熱源は１５０℃以下の熱源であることを特徴と
する。
【００１６】第６の発明は、上記各発明において、熱源
は、地熱、太陽熱温水、或はプラント排熱であることを
特徴とする。
は、地熱、太陽熱温水、或はプラント排熱であることを
特徴とする。
【００１７】第７の発明は、上記各発明において、第１
分離器から第２分離器さらに復液器につながる系の作動
媒体中には、低沸点媒体が希薄な溶液とタービン排気と
を一様に混合させる添加剤が添加されていることを特徴
とする。
分離器から第２分離器さらに復液器につながる系の作動
媒体中には、低沸点媒体が希薄な溶液とタービン排気と
を一様に混合させる添加剤が添加されていることを特徴
とする。
【００１８】第８の発明は、上記各発明において、蒸発
器入口の作動媒体には、媒体蒸発時に高温としてエクセ
ルギー効率を高めタービンでの仕事量を増加させるた
め、沸点上昇効果を有する媒体が投入されることを特徴
とする。
器入口の作動媒体には、媒体蒸発時に高温としてエクセ
ルギー効率を高めタービンでの仕事量を増加させるた
め、沸点上昇効果を有する媒体が投入されることを特徴
とする。
【００１９】第９の発明は、上記各発明において、作動
媒体がアンモニア・水混合媒体で、９０℃〜２００℃程
度の熱源を使用する場合には、０．７〜０．９５mol/mo
l のアンモニア濃度の濃度比とすることを特徴とする。
媒体がアンモニア・水混合媒体で、９０℃〜２００℃程
度の熱源を使用する場合には、０．７〜０．９５mol/mo
l のアンモニア濃度の濃度比とすることを特徴とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、図１を参照して本発明の実
施の形態について説明する。なお、図中図５と同一部分
には同一符号を付する。
施の形態について説明する。なお、図中図５と同一部分
には同一符号を付する。
【００２１】アンモニアと水の混合媒体は、蒸発器１で
地熱、太陽熱温水、或はプラント排熱等の１５０℃以下
程度の比較的低温の熱源との熱交換によって加熱されて
一部蒸発し、第１の分離器２ａでアンモニアが濃厚な気
相とアンモニアが希薄な液相に分離される。そして、上
記第１の分離器２ａで分離された気相媒体はタービン３
に導入され、そこで仕事を行った後、復液器４で復液さ
れた後、媒体循環ポンプ７によって昇圧され再生器５を
経て蒸発器１に還流される。
地熱、太陽熱温水、或はプラント排熱等の１５０℃以下
程度の比較的低温の熱源との熱交換によって加熱されて
一部蒸発し、第１の分離器２ａでアンモニアが濃厚な気
相とアンモニアが希薄な液相に分離される。そして、上
記第１の分離器２ａで分離された気相媒体はタービン３
に導入され、そこで仕事を行った後、復液器４で復液さ
れた後、媒体循環ポンプ７によって昇圧され再生器５を
経て蒸発器１に還流される。
【００２２】一方、第１の分離器２ａの液相部は、導管
８によって減圧器６ａを介して第２の分離器２ｂに接続
されており、また第２の分離器２ｂの気相部は導管９を
介してタービン３の中間段に接続されている。したがっ
て、第１の分離器２ａで分離された液相媒体は減圧器６
ａで減圧され第２の分離器２ｂに導入され、そこでさら
に気液分離され分離された気相媒体はタービン３の中間
段に混入される。
８によって減圧器６ａを介して第２の分離器２ｂに接続
されており、また第２の分離器２ｂの気相部は導管９を
介してタービン３の中間段に接続されている。したがっ
て、第１の分離器２ａで分離された液相媒体は減圧器６
ａで減圧され第２の分離器２ｂに導入され、そこでさら
に気液分離され分離された気相媒体はタービン３の中間
段に混入される。
【００２３】しかして、タービン３で仕事を行った気相
媒体は、復液器４で復液され吸収循環系ポンプ７によっ
て蒸発器１側に還流される。
媒体は、復液器４で復液され吸収循環系ポンプ７によっ
て蒸発器１側に還流される。
【００２４】また、第２の分離器２ｂで分離された液相
媒体は再生器５を経て導管１０を介して減圧器６ｂで減
圧され復液器４においてタービン３の出口気相媒体と接
触混合される。
媒体は再生器５を経て導管１０を介して減圧器６ｂで減
圧され復液器４においてタービン３の出口気相媒体と接
触混合される。
【００２５】図２は、図１に示すシステムにおいて図６
に示すシステムと同じ熱源温度９８℃、蒸発器の交換熱
量３５８５５ｋＷのときのヒートバランス例を示す図で
あり、図６に示すサイクルに比べ、タービンからの発電
機出力が１５５ｋＷ程度増加する。ここでタービン効率
は０．８５、発電機効率は０．９５と仮定している。ま
た、第２の分離器２ｂで分離された液相媒体が復液器４
に導入されるポイントＡの液相媒体の温度（２０℃）が
タービン排気蒸気のポイントＢの温度（２２．７℃）よ
り低く、かつポイントＡでの液相媒体のアンモニア濃度
（０．６７３mol/mol ）が図６の従来サイクルのアンモ
ニア濃度（０．７１１mol/mol ）より低いため、復液器
４での十分な混合及び液化が行われ、タービン排圧の上
昇によるタービン出力の低下も防ぐことができる。
に示すシステムと同じ熱源温度９８℃、蒸発器の交換熱
量３５８５５ｋＷのときのヒートバランス例を示す図で
あり、図６に示すサイクルに比べ、タービンからの発電
機出力が１５５ｋＷ程度増加する。ここでタービン効率
は０．８５、発電機効率は０．９５と仮定している。ま
た、第２の分離器２ｂで分離された液相媒体が復液器４
に導入されるポイントＡの液相媒体の温度（２０℃）が
タービン排気蒸気のポイントＢの温度（２２．７℃）よ
り低く、かつポイントＡでの液相媒体のアンモニア濃度
（０．６７３mol/mol ）が図６の従来サイクルのアンモ
ニア濃度（０．７１１mol/mol ）より低いため、復液器
４での十分な混合及び液化が行われ、タービン排圧の上
昇によるタービン出力の低下も防ぐことができる。
【００２６】図３は本発明の他の実施の形態を示す図で
あり、第２の分離器２ｂで気液分離した後の気相媒体が
第１のタービン３ａとは別の第２のタービン３ｂへ導入
されそこで仕事を行った気相媒体が、同様に第１のター
ビン３ａで仕事をした後の気相媒体と導管１１を介して
復液器４の前で合流されるようにしてある。したがっ
て、これも図１に示す発明と同等の効果を得ることがで
きる。
あり、第２の分離器２ｂで気液分離した後の気相媒体が
第１のタービン３ａとは別の第２のタービン３ｂへ導入
されそこで仕事を行った気相媒体が、同様に第１のター
ビン３ａで仕事をした後の気相媒体と導管１１を介して
復液器４の前で合流されるようにしてある。したがっ
て、これも図１に示す発明と同等の効果を得ることがで
きる。
【００２７】なお、図１および図３に示す実施の形態に
おいては、第２の分離器２ｂで分離した気相媒体を適宜
熱源またはサイクル内の媒体からの熱を利用して加熱し
た後、タービン３或は３ｂに供給するようにしてもよ
い。
おいては、第２の分離器２ｂで分離した気相媒体を適宜
熱源またはサイクル内の媒体からの熱を利用して加熱し
た後、タービン３或は３ｂに供給するようにしてもよ
い。
【００２８】図４は本発明のさらに他の実施の形態を示
す図であり、第２の分離器２ｂで気液分離した後の気相
媒体を導管１２を介して第１の媒体循環ポンプ７ａで昇
圧した後の液相媒体に第２の復液器４ｂで接触混合させ
るようにしたもので、第２の復液器４ｂ後の液媒体は第
２の媒体循環ポンプ７ｂにより媒体蒸発圧力まで昇圧さ
れる。しかして、この場合第２の分離器２ｂからの液相
媒体が第１の復液器４ａに導入されるポイントＡの液相
媒体の温度（２２．５℃）がタービン排気蒸気のポイン
トＢの温度（２２．６℃）より低いことに加え吸収液側
のアンモニア濃度（０．６３６mol/mol ）が図６の従来
サイクルのアンモニア濃度（０．７１１mol/mol ）より
低いため、復液器４での十分な混合及び液化が行われ、
タービン出力の低下を防ぐことができる。
す図であり、第２の分離器２ｂで気液分離した後の気相
媒体を導管１２を介して第１の媒体循環ポンプ７ａで昇
圧した後の液相媒体に第２の復液器４ｂで接触混合させ
るようにしたもので、第２の復液器４ｂ後の液媒体は第
２の媒体循環ポンプ７ｂにより媒体蒸発圧力まで昇圧さ
れる。しかして、この場合第２の分離器２ｂからの液相
媒体が第１の復液器４ａに導入されるポイントＡの液相
媒体の温度（２２．５℃）がタービン排気蒸気のポイン
トＢの温度（２２．６℃）より低いことに加え吸収液側
のアンモニア濃度（０．６３６mol/mol ）が図６の従来
サイクルのアンモニア濃度（０．７１１mol/mol ）より
低いため、復液器４での十分な混合及び液化が行われ、
タービン出力の低下を防ぐことができる。
【００２９】また、図１、図３、図４において、第１の
分離器２ａと第２の分離器２ｂを含む液系に、液膜界面
を界面撹乱により物質拡散を容易にするような添加剤、
例えば、水・リチウムブロマイド混合媒体のときにはｎ
−オクタノール等を注入し循環させることにより、ター
ビン排気との接触混合を容易にすることができ、サイク
ルの効率を向上させることができる。
分離器２ａと第２の分離器２ｂを含む液系に、液膜界面
を界面撹乱により物質拡散を容易にするような添加剤、
例えば、水・リチウムブロマイド混合媒体のときにはｎ
−オクタノール等を注入し循環させることにより、ター
ビン排気との接触混合を容易にすることができ、サイク
ルの効率を向上させることができる。
【００３０】さらに、図１、図３、図４において、第１
の分離器２ａと第２の分離器２ｂを含む液系に、沸点上
昇効果のある媒体、例えば塩類を投入して媒体蒸発時の
圧力を高くしてタービンでの仕事量を増加させるように
し、沸点上昇効果のある媒体は蒸発を行わない領域での
使用を行うようにすることによって出力をさらに向上さ
せることができる。
の分離器２ａと第２の分離器２ｂを含む液系に、沸点上
昇効果のある媒体、例えば塩類を投入して媒体蒸発時の
圧力を高くしてタービンでの仕事量を増加させるように
し、沸点上昇効果のある媒体は蒸発を行わない領域での
使用を行うようにすることによって出力をさらに向上さ
せることができる。
【００３１】また、上記実施の形態においては媒体が水
とアンモニアの２成分からなるものを示したが、水、ア
ンモニア、リチウムブロマイド等の３成分以上から構成
してもよく、アンモニアと水の混合媒体の場合には９０
℃〜２００℃程度の熱源で０．７〜０．９５mol/mol の
アンモニア濃度が好ましい。
とアンモニアの２成分からなるものを示したが、水、ア
ンモニア、リチウムブロマイド等の３成分以上から構成
してもよく、アンモニアと水の混合媒体の場合には９０
℃〜２００℃程度の熱源で０．７〜０．９５mol/mol の
アンモニア濃度が好ましい。
【００３２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は第１の分
離器および第２の分離器で順次分離された液相媒体をタ
ービン排気と接触混合させるようにしたので、復液器に
おけるアンモニア濃度の高い気相媒体の吸収が効果的に
行なわれ、タービン排気圧力を下げてタービン仕事量を
増加できるばかりでなく、タービン排気の完全凝縮を行
わせることができる等の効果を奏する。
離器および第２の分離器で順次分離された液相媒体をタ
ービン排気と接触混合させるようにしたので、復液器に
おけるアンモニア濃度の高い気相媒体の吸収が効果的に
行なわれ、タービン排気圧力を下げてタービン仕事量を
増加できるばかりでなく、タービン排気の完全凝縮を行
わせることができる等の効果を奏する。
【図１】本発明の非共沸混合媒体サイクル発電システム
の一例を示す系統図。
の一例を示す系統図。
【図２】図１に示すシステムのヒートバランス例を示す
図。
図。
【図３】本発明の他の実施の形態の一例を示す図。
【図４】本発明のさらに他の実施の形態のヒートバラン
スの一例を示す系統図。
スの一例を示す系統図。
【図５】従来の非共沸混合媒体サイクル発電システムの
他の例を示す系統図。
他の例を示す系統図。
【図６】図５に示すシステムのヒートバランス例を示す
図。
図。
１ 蒸発器 ２ 分離器 ２ａ 第１の分離器 ２ｂ 第２の分離器 ３ タービン ３ａ 第１のタービン ３ｂ 第２のタービン ４ 復液器 ４ａ 第１の復液器 ４ｂ 第２の復液器 ５ 再生器 ６ 減圧器 ６ａ 第１の減圧器 ６ｂ 第２の減圧器 ７ 媒体循環ポンプ ７ａ 第１の媒体循環ポンプ ７ｂ 第２の媒体循環ポンプ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐々木 雅 國 東京都港区芝浦一丁目１番１号 株式会社 東芝本社事務所内 (72)発明者 高 柳 幹 男 東京都港区芝浦一丁目１番１号 株式会社 東芝本社事務所内
Claims (9)
- 【請求項１】低沸点媒体と高沸点媒体からなる非共沸混
合媒体を作動媒体とする混合媒体サイクル発電システム
において、比較的低温度の熱源との熱交換により上記混
合媒体の一部を蒸発させて気液二相状態とする蒸発器
と、その気液二相状態の媒体を気液分離する第１の分離
器と、その第１の分離器で分離された気相媒体が供給さ
れるタービンと、そのタービンからの排ガスを復液させ
上記蒸発器に還流させる復液器と、第１の分離器後の二
相状態の媒体を再び気液分離する第２の分離器と、第２
の分離器後の気相媒体をタービンの途中段に導く系統
と、第２の分離器後の液相媒体を、蒸発器入口の液相媒
体の加熱に利用した後にタービンからの排気と接触混合
させる系とを有することを特徴とする、混合媒体サイク
ル発電システム。 - 【請求項２】第２の分離器後の気相媒体を第１の気液分
離後の気相媒体が供給されるタービンの途中段に代え別
のタービンに供給することを特徴とする、請求項１記載
の混合媒体サイクル発電システム。 - 【請求項３】第２の分離器の気相側を熱源またはサイク
ル内媒体からの熱を使用して加熱する手段を持つ請求項
１または２記載の混合媒体サイクル発電システム。 - 【請求項４】第２の分離器後の気相媒体を第１の気液分
離後の気相媒体が供給されるタービンの途中段に代え高
圧の第２の復液器において作動媒体に接触混合させるこ
とを特徴とする、請求項１記載の混合媒体サイクル発電
システム。 - 【請求項５】比較的低温の熱源は１５０℃以下の熱源で
あることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれかに記
載の混合媒体サイクル発電システム。 - 【請求項６】熱源は、地熱、太陽熱温水、或はプラント
排熱であることを特徴とする、請求項１乃至５のいずれ
かに記載の混合媒体サイクル発電システム。 - 【請求項７】第１分離器から第２分離器さらに復液器に
つながる系の作動媒体中には、低沸点媒体が希薄な溶液
とタービン排気とを一様に混合させる添加剤が添加され
ていることを特徴とする、請求項１乃至６のいずれかに
記載の混合媒体サイクル発電システム。 - 【請求項８】蒸発器入口の作動媒体には、媒体蒸発時に
高温としてエクセルギー効率を高めタービンでの仕事量
を増加させるため、沸点上昇効果を有する媒体が投入さ
れることを特徴とする、請求項１乃至７のいずれかに記
載の混合媒体サイクル発電システム。 - 【請求項９】作動媒体がアンモニア・水混合媒体で、９
０℃〜２００℃程度の熱源を使用する場合には、０．７
〜０．９５mol/mol のアンモニア濃度の濃度比とするこ
とを特徴とする、請求項１乃至８のいずれかに記載の混
合媒体サイクル発電システム。
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