JPS63134867A

JPS63134867A - 海洋温度差発電装置

Info

Publication number: JPS63134867A
Application number: JP61282469A
Authority: JP
Inventors: Masatoshi Kudome; 正敏久留; Isamu Osada; 長田　勇
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1986-11-27
Filing date: 1986-11-27
Publication date: 1988-06-07

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】［産業上の利用分野］本発明は原動機製品の海洋温度差発電に適用される発電
装置に関する。

［従来の技術］温海水（３０℃前後）を高熱源とし、冷海水（１０℃前
後）を低熱源とする海洋温度差発電サイクルを第２図に
示す。第２図に於いて、作動流体０３としては、沸点の
低いアンモニア等の単成分流体が使われる。コンデンサ
０６をでた液相アンモニアは給液ポンプ０７で昇圧され
、蒸発器０８で温海水０１と熱交換され、アンモニアガ
スの作動流体０３となり、これがタービン０４で膨張仕
事をして、発電機０５を回し、電気を発生した後、コン
デンサ０６で冷海水０２と熱交換して復液する。

復液したアンモニアは給液ポンプ０７で再び循環される
。

［発明が解決しようとする問題点］海洋温度差発電では、前述の如く、高温熱源側の温度が
低く、かつ、高温源と低温源との間の温度差が小さく、
プラント効率は２〜３％と低い値にある。

これは、高温熱源と低温熱源との温度差が小さいばかり
でなく、単一成分作動流体を使用する事に伴なう凝縮過
程における低熱源利用法の非効率性にもよる。即ち、単
一成分流体では凝縮過程は等温変化となり、凝縮温度は
コンデンサ冷却水（低熱源）の出口側温度に依存する。

コンデンサ冷却水凝縮過程の潜熱を吸収し、出口側温度
は入口側温度より高くなる。従って凝縮温度をコンデン
サ冷却水入口側温度に依存させれば、冷熱源温度が低下
したことに相当し、サイクル効率は上昇する。

［問題点を解決するための手段及び作用コ前述の問題点
に対して、本発明は、差動流体として、低沸点流体と、
高沸点流体との混合流体を作動流体とし、低沸点流体は
高沸点流体に温度、圧力、濃度に応じて吸収されるもの
を使い、コンデンサ入口で高濃度高沸点流体・低沸点流
体混合流体を作動流体に混合し、流体の低沸点流体の濃
度を低下させてコンデンサで吸収凝縮させる。こうすれ
ばコンデンサ内の凝縮は非等温変化で行なわれ、出口付
近で凝縮が完了する。即ち凝縮は冷却水の入力側温度に
依存しく単一作動流体では冷却水出口側に依存する凝縮
となる）、単一作動流体の凝縮に比べ冷却水温度を低く
したことに相当する効果があり、コンデンサ内圧は低下
する。更にコンデンサ入口での混合により、低沸点流体
の濃度が低下する為、混合以上の作動流体に比べ、同一
温度の場合、飽和液圧力（即ち、コンデンサ内圧）は相
対的に低下される。これらの効果から上述の作動流体は
、単一成分作動流体よりコンデンサ内圧を低下させるこ
とが出来、タービンにてより大きい仕事をさせることが
出来る。作動流体中の低沸点流体は、通常の温海水を熱
源としてボイラにて蒸発出来るが、高沸点流体（例えば
水など）の蒸発には十分でないので、温海水より高温な
熱源として、太陽熱等を利用して、蒸発させる。

こうすれば太陽熱等の高温な熱源は低温域の低沸点流体
の加熱・蒸発に使うことなく、高温域の用途に使われる
ので熱力学的損失が小さく出来る。

［実施例］以下第１図を参照して本発明の一実施例を説明する。こ
こでは、低沸点流体としてアンモニア、高沸点流体とし
て水を使い、これ等の混合流体アンモニア水を作動流体
とした海洋温度差発電への適用例を示している。

給液ポンプ７により供給される作動流体３は給水熱交換
器２１にて加温された後、蒸発器８に入る。ここでは温
海水を熱源として主として作動流体３中のアンモニアを
蒸発させる。

蒸発器８を出た作動流体３中の液相成分は、太陽熱等の
熱源によって、蒸発し、作動流体ガスはタービン４に入
る。

タービン４にて作動流体３は膨張仕事をして、発電機５
を廻し、電気を発生させる。

タービン４出口の作動流体３は排熱回収器１１で冷却さ
れた後、低濃度のアンモニア水混合の液状流体１４と混
合され、混合後のアンモニア水流体のアンモニア濃度は
作動流体３のアンモニア濃度より低くなっており、コン
デンサ６で冷海水２を低熱源として冷却され、凝縮復液
する。

コンデンサ６で復液したアンモニア水混合液体は、ポン
プ１２で昇圧された後、一部は排気熱回収器１１へ送ら
れ、加温されて気液混合流体となる。

この気液混合流体は気液分離器１３で気相成分と、液相
成分とに分れる。気相成分は低沸点のアンモニアが大部
分を占めるアンモニア水混合ガスであり、液相成分であ
る液状流体１４のアンモニア濃度は気液分離器１３前の
流体のアンモニア濃度より低くなる。

上述の液相成分である液状流体１４は熱交換器１５で冷
海水２により、効率的な液熱交換方式で冷却され、膨張
弁２２で減圧後、作動流体３に混合する低濃度のアンモ
ニア水混合流体として使う。

気相成分は給水熱交換器２１にて冷却された後、コンデ
ンサ６の復液の一部と混合され、作動流体３の組成を作
る。この作動流体３は凝縮器２３で冷海水２により冷却
凝縮する。凝縮した作動流体３は給液ポンプ７に入り、
循環を繰り返す。

［発明の効果］上述した本発明の温度差発電に於いては以下のような効
果をもつ。

（１）低沸点流体は圧力、温度に応じて高沸点流体に吸
収される特性を有する低沸点流体及び高沸点流体とから
成る混合流体を海洋温度差発電作動流体とする。これに
よりコンデンサでの作動流体の凝縮が冷却水入口温度に
よって決定されることとなり、低温熱源が有効に使われ
、プラント効率が上昇する。

（２）　　又、コンデンサ入口で作動流体に高濃度高沸
点流体濃度の高い混合流体を混合し、混合後の流体中の
低沸点流体濃度を低下させ、コンデンサ内圧を混合しな
い場合より、低下せしめ、タービンでの膨張仕事を増大
せしめる。

（３）上記（１）項に示した作動流体中の高沸点流体の
蒸発を達成する為、太陽熱等の熱源を併用する。

ここで併用する熱源は主として高沸点流体の蒸発の用途
に使い、温度の低い低沸点流体の蒸発用へはミニマムに
抑えることによって熱力学的ロスを低減させる。

（４）上記（２）項に示す作動流体に混合する流体はタ
ービン排熱によってコンデンサ復液より再生する。

以上によってタービンにより大きな仕事をさせることが
でき、効率の良い海洋温度差発電プラントが実現される
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施料による発電サイクルを説明す
るためのシステムブロック図、第２図は従来の発電サイ
クルを説明するためのシステムブロック図である。１・・・温海水・・・、２・・・冷海水、３・・・作動
流体、４・・・タービン、５・・・発電機、６・・・コ
ンデンサ、７・・・給液ポンプ、８・・・蒸発器、１１
・・・排熱回収器、１２・・・循環ポンプ、１３・・・
気液分離器、１４・・・液状流体、１５・・・熱交換器
、１６・・・熱源、２１・・・給水熱交換器、２２・・
・膨張弁、２３・・・凝縮器。出願人復代理人　弁理士　鈴　江　武　彦第２図

Claims

【特許請求の範囲】

温海水を高熱源とし冷海水を低熱源とする海洋温度差発
電装置に於いて、発電機を作動させるタービンと、同タ
ービン出口の作動の作動流体を受ける排熱回収器と、同
排熱回収器出口の作動流体を受けて凝縮するコンデンサ
と、同コンデンサで凝縮された作動流体を昇圧する循環
ポンプと、同循環ポンプで昇圧された作動流体の一部を
上記排熱回収器を介して受ける気液分離器と、同気液分
離器で分離された液状流体を受ける熱交換器と、同熱交
換器出口の流体を上記コンデンサ入口の作動流体に混合
する手段と、上記循環ポンプで昇圧された作動流体を受
ける凝縮器と、同凝縮器出口の流体を上記タービン入口
の作動流体として循環するための給液ポンプ、給水熱交
換器、及び蒸発器とを有し、上記タービン入口の作動流
体は、圧力を高くするか或いは温度を低くすると液状高
沸点流体中に吸収凝縮される特性を有する低沸点流体と
高沸点流体の混合流体でなり、同作動流体中、主として
低沸点流体の気化には温海水を熱源として用い、高沸点
流体の気化には温海水の他に太陽熱或いはその他の熱源
を用いることを特徴とした海洋温度差発電装置。