JPS60222511A - 冷熱発電設備 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、液化天然ガスなどの低温液化ガスの保有する
冷熱を利用して電気エネルギを取出す冷熱発電設備ｔこ
関する。

〔発明の背景〕

冷熱発電設備の運転モードとしては、低温液化ガスの気
化のみを行う気化モードと発電を行う冷熱発電モードと
があり、運転順序としては、まず、気化モード運転に入
った後に冷熱発電モードへ移行するのが一般的である。

従来の冷熱発電設備例を第１図により説明する。

第１図は、従来の冷熱発電設備の系統図で、導管１を経
て凝縮器２ｔこ供給さｒ、た気化熱媒体は、導管３を経
て供給さｎる低温液化カスと熱交換することで冷却、液
化され、る。又、低温液化カスは、その熱媒体ｅこ上り
加熱、気化さｒ、導管４を経て、例えば、火力発電所ボ
イラ（図示省略）等地の需要先へ送給さｊる。一方、凝
縮器で液化さｒた液化熱媒体は、導管５，２１．弁２０
．導管２２゜８、逆止弁９．導管１０を経て凝縮器２よ
りも低位置に設置された蒸発器Ｊｕｌ乙供給され、ここ
で導管１２を経て供給さ１．る海水等の加熱源で加熱。

気化される。その後、この気化熱媒体は、導管】３．２
４．弁２３．導管２５，１を経て凝縮器２に環流さｒ、
ここで再び冷却、液化される。気化モード運転では、こ
のようなサイクルを繰返しつつ運転が続行され、熱媒体
の運転圧力は、この場付、熱媒体の種類文び加熱源の温
度１こよっても異なるが、一般的ｔこは数Ｋｐ／ａ／Ｇ
となり、又、凝縮器２とｌＸ発器１】とは、はぼ均圧状
態で運転さｒる。

次ｔこ、冷熱発電モードへの移行方法１こついて説明す
る。

冷熱発電モードにあっては、膨張タービン（以下タービ
ンと略）１７を駆動するためｔこ、タービン】７の入口
圧力よりも出口圧力の方が当然低く、例えば蒸発器Ｊ１
の圧力が数Ｋｙ／−Ｇであるの１こ対し凝縮器２の圧力
はほぼ大気圧と低いため凝縮器２での熱媒体を蒸発器】
１に供給するために熱媒体を昇圧するポンプ７を運転す
る必要がある。

その運転手順は、一般的に先ず弁２０を閉止し、その結
果、凝縮器２内の熱媒液の液面が上昇し、こｒが所定の
液面位迄上昇したことを液面計２６で確認した時点でポ
ンプ７を起動する。次ｔこ、弁２３を徐閉すること１こ
より凝縮器２の内圧を徐々に低下せしめ、所定圧力まで
低下したことを圧力計２７１ごて確認した時点で弁】５
を開きタービン１７を起動すると共１こ弁２３を閉止す
る。この結果、蒸発器１】からの高圧の気化熱媒体は導
管１３．１４．弁】５．導管】６を経てタービン１７に
供給さｒタービン】７は回転を開始する。この気化熱媒
体はタービン１７を回転させることｔこよりその保有す
るエネルギを機械エネルギｔこ変換し、更に、発電９１
Ｂにより電気エネルギ１こ変換して取出され、利用さｒ
る。タービン１７ｔこて仕事をした結果、温度、圧力へ
ｔこ低下した気化熱媒体は導管】９．】を経て凝縮器１
に環流さｒ、このサイクルを繰り返しつつ冷熱発電運転
が継続さｒる。

尚、ポンプ７は液化ガス用ポンプでルするため常１こ所
定のＮＰＳＨ即ち過冷却の状態で運転する必要がある。

すなわち、過冷却の状態で運転しないと−ポンプ１７内
にて多着の気泡が発生しキャビテーションを起し圧送運
転不能となる。

また、この種のポンプの軸受部の潤滑は処理流体そのも
のを用いているため、極端な場合は軸受焼損などの重大
事故につながる慣れがある。

このような冷熱発電設備では、ポンプのトラブルを避け
るべく、タービンをバイパスした導管の途中ｔこ設け゛
らｒた弁２３を・ゆっくり操作しているが、それでも圧
力降下速度が許容範囲を超えてポンプ７がキャビテーシ
ョンを起しトリップする起動失敗が生じる可能性を残し
ている。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、ポンプのトラブルを生じさせない冷熱
発電設備を提供することである。

〔発明の概要〕

大発明ハ、タービンをバイパスするバイパス通路の途中
？こ操作用の弁と並列に自動調節弁を設け、さら１こ昇
圧用のポンプ入側Ｖこおける液化熱媒体の圧力をその飽
和圧力よりも高圧力１こ維持するようをこその自動調節
弁を自動調節する圧力調節計な設けなことを特徴とする
。

〔発明の実施例〕

以下、本発明を具体的実施例に基づき詳細ンこ説明する
。

第２図は、本発明の一実施例ｔこおける冷熱発電設備の
系統図である。なお、第２図をこおいて、第１図と同−
機器等は同一符号を付している。第２図ｔこおいて、２
８は圧力調節計であり、ポンプ７の入側１こおける液化
熱媒体の圧力を検出し、この圧力を飽和圧力よりも高圧
力である設定圧力［こするための調節信号を出力する。

２９は温度検出器であり、ポンプ７０入側の液化熱媒体
の温度を検出する。この温度検出器２９の出力は演算器
３０に入力され、る。演算器３０は、入力された温度を
基に・該温度ｔこおける液化熱媒体の飽和圧力をめ、こ
れよりも高圧力となる圧力設定値を圧力調節計２８＃こ
出力する。３Ｊは自動調節弁であり、圧力調節計２８の
出力する調節信号ｔこよって自動調節される。この調節
弁３１は、弁１５と膨張タービン１７とをバイパスする
通路の途中ｅこ設けらｒた弁２３ｒこ並列に設置さ釘、
でいる。３２と３３は導管である。

このような構成において、気化モード運転から冷熱発電
モード運転への移行は次のよう？こ行なわｒる。まず、
弁２０を閉止する。この結果、凝縮器２内の液化熱媒体
の液面が上昇し、所定の液面位まで上昇した時点でポン
プ７を起動する。この起動ｔこより、ポンプ７には液化
熱媒体が吸入されるが、この吸入側（入側）の液化熱媒
体の温度は温度検出器２９で検出される。同様をこ、液
化熱媒体の圧力も圧力調節計２８で検出さｎる。演算器
３０は、温度検出器２９の出力を入力して、液化熱媒体
のその温度トこ対する飽和圧力をめ、こｒ。

よりも高い圧力を圧力調節計２８の設定圧力として出力
する。圧力調節計２８は、その設定圧力と検出した実際
の圧力とを比較し、実際の圧力が設定圧力より高い場８
１こは自動調節弁３】を閉方向に、逆に低い場８１こは
自動調節弁、３】を開方向に作動させる。例えば、弁２
３を急閉した結果、ポンプ７吸入側の圧力が圧力調節計
２８の設定値よりも低くならんとした時は自動調節弁３
１が自動的に開くのでポンプ７吸入側は圧力調節計２８
の設定値、即ち過冷却状態を維持する。そして、圧力低
下により熱媒体の温度が低下したなら自動的ｔこ圧力調
節計２８の設定値を下げるので、この動作を繰り返しつ
つ圧力は低下の一途をたどる。そして凝縮器２の内圧が
所定の圧力、例えば、０．５ＫＰ／　ｃｉ　Ｇ迄低下し
たことが圧力計２７で確認された時点で弁１５を開きタ
ービン１７を起動する。

この結果、蒸発器Ｊ１からの気化熱媒体は導管】３．１
４．升１５．導管】６を経てタービン１７に供給され、
タービン１７は回転を開始する。

本実施例のような冷熱発電設備では、ポンプの吸入部の
状態を如何なる場合でも自動的に過冷却状態に維持でき
るので、ポンプのキャビテーションの発生が防止でき、
こｒＬ、に伴なうポンプ停止による起動失敗や、ポンプ
軸受の焼損事故を充分に防止できるのみならず、起動時
間が必要最小限に短縮できるため起動効率が良く経済的
となる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によｎば、ポンプ入側の圧力
をその飽和圧力以上？こ保つことができるので、ポンプ
のトラブルを生じさせることがなくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の冷熱発電設備の系統図、第２図は本発
明の一実施例を示す冷熱発電設備の系統図である。 】、３から６．８，１０．１２から１４．１６゜１９．
２］、２２，２４，２５，３２．３３・・・・・・導管
、２・・・・・１１器、７・・・・・・ポンプ、９・・
・・・・逆止弁、１】・・・・・・蒸発器、１５　、２
０　、２３・・・・・・弁、１７・・・・・・タービン
、Ｊ８・・・・・・発電機、２６・・・・・・液面針、
２７・・・・・・圧力計、２８・・・・・・圧力調節計
、２９・・・・・・温度検出器、３０・・・・・・演算
器、３１・・・・・・自動調節弁 代理人　弁理士　小　川　勝　男 才１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、　低温液化ガスの冷熱により気化熱媒体を液化する
   凝縮器と、液化熱媒体を昇圧するポンプと、蒸発器と、
   第】の弁と、該蒸発器で気化され、た気化熱媒体の供給
   を受け駆動する膨張ターピンと、前記叡縮器とを順次直
   列に接続した熱サイクルを有し、ｌｌ′ｆｆ記ポンプを
   バイパスする通路の途中ｔこ第２の弁と、前記第１の弁
   とＯｆｆ記膨張タービンとをバイパスする通路の途中に
   第３の弁と、前記膨張ターピンにより駆動される発電機
   とを備えた冷熱発電設備ｅこおいて、前記第３の弁と並
   列を乙第４の弁を設けると共ｔこ前記ポンプの入側ｔこ
   おける液化熱媒体の圧力を飽和圧力よりも高圧力に維持
   するように該第４の弁を自動調節する圧力調節計を設け
   たことを特徴とする冷熱発電設備。