JP2001234709A - 混合媒体発電システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 混合媒体タービンの背圧を低下させることに
よってタービン出力を増大させ、より高い効率で発電で
きる混合媒体発電システムを提供する。 【解決手段】 高濃度混合媒体蒸気を低濃度混合媒体液
に混合し吸収するために用いる混合吸収手段を、第１段
目の混合吸収手段と第２段目の混合吸収手段を互いに直
列に連設した構造とする。これにより、各駆動ノズルか
ら各本体ノズル内に混合媒体液を高速度で噴出させるこ
とにより各吸引部内に生じる吸引効果が、直列的に累積
して作用するので、混合媒体タービンの出口における背
圧を最も低くしてその出力を増大することができる。ま
た、第２段目の吸引部内で復液した中間復液を取り出す
ことにより、混合吸収の際に生じる発熱を抑制し、背圧
を低下させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、沸点が異なる媒体
を混合した混合媒体を用いて発電を行う混合媒体発電シ
ステムに関し、より詳しくは、混合媒体タービンの背圧
を低下させることによってタービン出力を増大させ、よ
り一層高い効率で発電できるようにするとともに、昼間
のピーク電力需要に対応させて運転できるように改良さ
れた混合媒体発電システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年の経済発展や、家電機器の大型化お
よび冷暖房の普及等の個人消費にも支えられ、電力需要
は産業用および民生用とも着実に増加を続けている。

【０００３】このような電力需要をまかなう発電方式と
してコンバインドサイクル発電が知られているが、この
発電システムにおいては、天然ガスを燃焼して得られる
高温高圧の燃焼ガスによってガスタービンを駆動させる
と同時に、ガスタービンから排出される高温ガスにより
蒸気を発生させて蒸気タービンを駆動させることによ
り、その熱効率は４０〜５０％に達している。

【０００４】これに対して、タービン抽気を行って熱交
換器で蒸気あるいは温水を製造するとともに、製造した
温水をパイプラインで３０ｋｍ程度の距離を輸送して熱
供給し、同時に発電を行うコージェネレーション技術が
知られている。このコージェネレーション技術を採用す
ると、総合的な熱効率は６０〜８０％となる。また、こ
のコージェネレーション技術においては、電気エネルギ
ーと熱エネルギーを用いるため、地球環境に放出する熱
量を削減することができる。

【０００５】一方、我が国における熱利用においては冷
房需要が多いため、一般的には吸収式冷凍機を用い、そ
の加熱源として温水あるいは蒸気を用いて冷熱を得る方
法が熱効率的に有利である。例えば、和歌山マリーナシ
ティにおける重油燃焼の海南発電所では、６０万ｋＷｅ
のタービンより抽気した蒸気との熱交換により得られた
３０ｔ／ｈの蒸気を配管輸送して供給し、吸収式冷凍機
で生成した冷熱および蒸気をホテルや住宅、スポーツ施
設等に供給している。

【０００６】他方、発電のみでは熱効率の低い軽水型原
子力発電プラントにおいては、例えば１１０万ｋＷ級の
沸騰水型原子力発電プラントで３０％の抽気を行って熱
利用した場合、発電出力が７７６ＭＷｅ、熱出力が１２
４５ＭＷｔとなり、総合熱効率を６１．４％程度にする
ことができるから、発電のみによる場合の熱効率３３．
５％に対し大幅な熱利用効率の向上が図れる。

【０００７】ところで従来、特開平９―２０９７１６号
公報および特公平４―２７３６７号公報に記載されてい
るように、熱源で生成された水蒸気により駆動される蒸
気タービンと、蒸気タービンからの排気を凝縮させる復
水器と、復水器で生成された復水を熱源に輸送する復水
輸送手段とを有する水蒸気系と、蒸気タービンからの排
気と混合媒体との間で熱交換を行う熱交換手段と、熱交
換手段で加熱された混合媒体を液体と気体に分離する分
離手段と、分離手段で分離された気体状の混合媒体で駆
動される混合媒体タービンと、混合媒体タービンからの
排気と分離手段で分離された液体状の混合媒体を混合さ
せる混合手段と、混合された混合媒体を凝縮させる復液
手段と、復液手段で生成された復液を熱交換手段に輸送
する復液輸送手段とを有する、水・アンモニア混合媒体
サイクルを複合させた高熱効率の発電プラントが知られ
ている。

【０００８】この混合媒体サイクルは、吸収式冷凍機の
冷媒製造部に混合媒体タービンを取り付けて発電を行う
ようにしたものであるため、冷媒製造部を併設すること
により、発電を行いながら冷媒の製造が可能である。

【０００９】また、特表平１１−５０２２７８号公報に
は、ベンチュリの流体収束部に２次流体を供給するバー
構造部を設けたベンチュリ混合装置が記載されている
が、２次流体を駆動源とするエジェクタ的な使い方はな
されていない。

【００１０】また、特開平１１−１４８７３３号公報に
は、エジェクタを用いて混合吸収を行なう装置が記載さ
れているが、この装置においては駆動流と吸引流の接触
面積を大きくするために、駆動ノズルを束にして本体ノ
ズルに噴出させる方式が採用されている。

【００１１】また、特許第２８３８９１７号公報には、
冷凍サイクルの冷媒蒸発器で気化したガス冷媒を、圧縮
冷媒を駆動源とする駆動ノズルで吸引するエジェクタ装
置が記載されている。

【００１２】さらに、特開平１１−３７５７７号公報に
は、このようなエジェクタの効率向上および小型化を行
なうための駆動ノズルの内部構造が記載されている。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】原子力発電プラント
は、化石燃料を燃焼させる火力発電プラントに比較して
建設コストは高いが燃料費が安いという特徴があり、ト
ータルとしては発電コストが安い発電システムである。
そして、この原子力発電プラントに混合媒体発電システ
ムを付設することにより発電効率を向上させることがで
きるが、混合媒体発電システムを改良することにより、
より一層の発電効率向上が望まれている。

【００１４】また、昼間のピーク電力需要には、現在
は、石油火力発電所や揚水発電所の運転で対応している
が，火力発電に伴う炭酸ガスの排出や揚水発電所の建設
の困難さが問題となっている。これにより、混合媒体発
電システムを昼間のピーク電力需要に対応させて運転で
きることが好ましい。

【００１５】そこで本発明の目的は、混合媒体タービン
の背圧を低下させることによってタービン出力を増大さ
せ、より一層高い効率で発電できるようにするととも
に、昼間のピーク電力需要に対応させて運転できるよう
に改良された混合媒体発電システムを提供することにあ
る。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めの請求項１に記載の混合媒体発電システムは、沸点が
異なる媒体を混合した混合媒体を用いて発電を行う混合
媒体発電システムであって、加熱源で混合媒体を加熱し
て得た混合媒体蒸気により作動して発電機を駆動する混
合媒体タービンと、この混合媒体タービンの排気が供給
される第１段吸引部、混合媒体液が供給される第１段駆
動ノズル、この第１段駆動ノズルから前記混合媒体液を
その内部に高速度で噴出すると前記吸引部から前記排気
がその内部に吸引されて前記混合媒体液に混合し吸収さ
れる第１段本体ノズル、を含む第１段目の混合吸収手
段、および、前記第１段目の混合吸収手段の第１段本体
ノズルから噴出される混合媒体がその内部に供給される
第２段吸引部、前記混合媒体液が供給される第２段駆動
ノズル、この第２段駆動ノズルから前記混合媒体液をそ
の内部に高速度で噴出すると前記第２段吸引部から前記
混合媒体がその内部に吸引されて前記混合媒体液に混合
し吸収される第２段本体ノズル、を含む前記第１段目の
混合吸収手段に直列に連設された第２段目の混合吸収手
段、を有する多段混合吸収手段と、この多段混合吸収手
段の前記第２段本体ノズルから噴出される混合媒体を冷
却して凝縮させ復液とする復液手段と、前記復液を前記
加熱源に供給する復液供給手段と、を備える。

【００１７】すなわち、本発明の混合媒体発電システム
において高濃度混合媒体蒸気を低濃度混合媒体液に混合
し吸収するために用いる混合吸収手段は、第１段目の混
合吸収手段と第２段目の混合吸収手段とを互いに直列に
連設させた多段形の構造となっている。そして、第１段
目の混合吸収手段においては、混合媒体液を第１段駆動
ノズルから第１段本体ノズル内に高速度で噴出させるの
で、第１段吸引部に供給された混合媒体蒸気を第１段本
体ノズル内に吸引して混合媒体液内に効率良く混合し吸
収することができる。これにより、混合媒体タービンの
排気である高濃度な混合媒体蒸気を低濃度な混合媒体液
に吸収するときに発生する熱で温度が上昇し、混合媒体
タービンの背圧が上昇することを防止できる。また、混
合媒体液を第１段駆動ノズルから第１段本体ノズル内に
高速度で噴出させることにより生じる吸引効果によって
混合媒体タービンの背圧の低圧化を実現し、混合媒体タ
ービンの出力を増大させることができる。

【００１８】また、第２段目の混合吸収手段において
も、混合媒体液を第２段駆動ノズルから第２段本体ノズ
ル内に高速度で噴出させるので、第２段吸引部内に供給
された混合媒体蒸気を混合媒体液内に効率良く混合し吸
収することができる。これにより、第２段吸引部内の高
濃度な混合媒体蒸気を低濃度な混合媒体液に吸収すると
きに発生する熱で温度が上昇し、混合媒体タービンの背
圧が上昇することを防止できる。また、混合媒体液を第
２段駆動ノズルから第２段本体ノズル内に高速度で噴出
させることにより生じる吸引効果によって混合媒体ター
ビンの背圧の低圧化を実現し、混合媒体タービンの出力
を増大させることができる。

【００１９】そして、第１段目の混合吸収手段と第２段
目の混合吸収手段とを互いに直列に連設させるので、そ
の相乗効果により、混合媒体タービンの排気出口部にお
ける背圧を大幅に低下させることができる。

【００２０】また、本発明の請求項２に記載の混合媒体
発電システムにおいては、互いに直列に連設させた複数
の第２段目の混合吸収手段を、第１段目の混合吸収手段
に直列に連設させ、３段以上の多段形混合吸収手段を構
成する。これにより、混合媒体タービンの背圧をより一
層低下させて混合媒体タービンの出力をより一層増大さ
せることができる。

【００２１】また、本発明の請求項３に記載の混合媒体
発電システムは、第２段目の混合吸収手段の第２段吸引
部内で復液した中間復液を外部に取り出す中間復液取り
出し手段をさらに備える。すなわち、第２段吸引部から
中間復液を取り出すことにより、高濃度混合媒体蒸気を
低濃度混合媒体液に混合し吸収する際に生じた熱を外部
に取り出すことができる。したがって、第２段吸引部内
の温度を低下させることにより混合媒体タービンの背圧
を低下させ、混合媒体タービンの出力を増大させること
ができる。

【００２２】また、本発明の請求項４に記載の混合媒体
発電システムは、第２段吸引部から外部に取り出した中
間復液を用いて復液手段から得られる復液を加熱する熱
交換器をさらに備える。これにより、復液を加熱してか
ら加熱源に還流させることができるから、中間復液から
排熱を回収し、混合媒体発電システムの熱効率をより一
層向上させることができる。

【００２３】また、本発明の請求項５に記載の混合媒体
発電システムは、復液の加熱に用いられてその温度が低
下した中間復液を加圧し、第２段駆動ノズルに供給する
加圧手段をさらに備える。これにより、高圧分離器や中
圧分離器から得られる高温の混合媒体液に代えて、低温
の混合媒体液を第２段駆動ノズルに供給できるから、第
２段目の混合吸収手段内において高濃度混合媒体蒸気を
低濃度混合媒体液に混合し吸収する際に生じる温度上昇
を防止し、混合媒体タービンの背圧を低下させ、混合媒
体タービンの出力を増大させることができる。

【００２４】また、本発明の請求項６に記載の混合媒体
発電システムは、第１段本体ノズルから第２段吸引部内
に噴出する混合媒体に含まれる液体状態の混合媒体が第
２段本体ノズル内に直接流入しないように、気体状態の
混合媒体と液体状態の混合媒体とに気液分離する気液分
離手段をさらに備える。これにより、液体状態の混合媒
体が第２段本体ノズル内に直接流入しないようにして、
第２段目の混合吸収手段における混合吸収作用を確実な
ものとすることができる。さらに、第２段吸引部に噴出
する混合媒体に含まれる液体状の混合媒体を、中間復液
として確実に取り出すことができる。

【００２５】また、本発明の請求項７に記載の混合媒体
発電システムにおいては、第１段目の混合吸収手段が有
する駆動ノズルおよび本体ノズルと、第２段目の混合吸
収手段が有する駆動ノズルおよび本体ノズルとが、互い
に同軸とならないように配置する。これにより、第１段
本体ノズルから第２段吸引部内に噴出する混合媒体が第
２段駆動ノズルに直接衝突することを防止できるから、
混合媒体をより高速度で第１段本体ノズルから噴出さ
せ、第１段目の混合吸収手段による高濃度混合媒体蒸気
の低濃度混合媒体液への混合吸収作用をより効果的に実
行することができる。

【００２６】また、本発明の請求項８に記載の混合媒体
発電システムは、加熱源で加熱された混合媒体を低沸点
媒体の濃度が高い高濃度混合媒体蒸気と低沸点媒体の濃
度が低い低濃度混合媒体液とに分離する分離手段をさら
に備える。そして、高濃度混合媒体蒸気を混合媒体ター
ビンに供給するとともに、低濃度混合媒体液を第１およ
び第２混合吸収手段の駆動ノズルに供給する。これによ
り、混合媒体を、低沸点媒体の濃度が高い高濃度混合媒
体蒸気と低沸点媒体の濃度が低い混合媒体液とに確実に
分離することができるから、本発明の混合媒体発電シス
テムの効率をより一層向上させることができる。

【００２７】また、本発明の請求項９に記載の混合媒体
発電システムは、高濃度混合媒体蒸気を凝縮させて得た
復液を断熱膨張させて冷媒を製造する冷媒製造手段と、
前記冷媒を用いて氷を製造し貯蔵する氷製造手段と、前
記氷を解凍して得た冷却液を用いて前記混合媒体タービ
ンの排気経路を冷却する冷却手段とをさらに備える。こ
れにより、夜間等の電力エネルギー需要の少ない時に氷
を製造して潜熱の形に変換し貯蔵するとともに、昼間の
電力エネルギー需要の大きい時には貯蔵した氷を解凍し
て冷却液を得る。そして、混合媒体タービンの排気経路
に設けた冷却手段に冷却液を供給することにより混合媒
体タービン出口の蒸気圧を低下させ、混合媒体タービン
の出力を増大させることができるから、昼間のピーク電
力需要に対応させて運転可能な混合媒体発電システムを
提供することができる。

【００２８】また、本発明の請求項１０に記載の混合媒
体発電システムにおいては、冷媒製造手段は、前記冷媒
を用いて第２の冷媒を冷却し凝縮させる凝縮器と、凝縮
させた前記第２の冷媒を断熱膨張させる膨張弁と、断熱
膨張させた前記第２の冷媒との熱交換を行う熱交換器
と、熱交換させた前記第２の冷媒を圧縮して前記凝縮器
に供給する圧縮機とをさらに有する。そして、前記氷製
造手段は、前記熱交換器における前記第２の冷媒との熱
交換により氷を製造する。これにより、より高い効率で
氷を製造することが可能となる。

【００２９】また、本発明の請求項１１に記載の混合媒
体発電システムにおいては、冷却手段を、各駆動ノズル
に供給する混合媒体液を冷却する熱交換器とする。これ
により、高濃度混合媒体蒸気を低濃度混合媒体液に混合
し吸収する際に生じる温度上昇を防止し、混合媒体ター
ビンの背圧を低下させ、混合媒体タービンの出力を増大
させることができる。なお、冷却手段は、混合媒体ター
ビンと混合吸収手段との間に介装されて、混合媒体ター
ビンの排気である混合媒体蒸気を冷却する熱交換器とす
ることもできる。また、冷却手段は、例えば混合吸収手
段の本体ノズルの周囲を循環して冷却する冷却部とする
こともできる。さらに、冷却手段は、復液手段の内部を
循環して冷却する冷却部とすることもできる。

【００３０】また、本発明の請求項１２に記載の混合媒
体発電システムにおいては、第１段目の混合吸収手段お
よび第２段目の混合吸収手段は、その壁部が二重に形成
され、その内部に真空断熱空間を有する。これにより、
混合吸収手段の内部に外部の高い温度の影響が及ぶこと
を防止して混合媒体タービンの排気経路の温度上昇を抑
制し、混合媒体タービンの背圧を低下させてその出力を
より一層向上させることができる。なお、第１段目の混
合吸収手段および第２段目の混合吸収手段は、その内壁
を二重に形成するとともに、その内部に氷を解凍して得
た冷却液を供給することができる。

【００３１】混合媒体は、低沸点媒体としてのアンモニ
アと高沸点媒体としての水とから構成することができ
る。また、第２の冷媒はプロパンとすることができる。
また、氷製造手段は、海水から氷を淡水氷を製造し、若
しくはアンモニア液からアンモニア氷を製造することが
できる。

【００３２】加熱源として、石炭火力発電所、石油火力
発電所、天然ガス燃焼複合発電所、ゴミ燃焼発電所、地
熱発電所、軽水冷却原子力発電所、重水冷却原子力発電
所、高温ガス冷却原子力発電所、燃料電池発電所等から
得られるタービン排気若しくは排ガスを用いることがで
きる。

【００３３】

【発明の実施の形態】第１実施形態 まず最初に図１を参照し、請求項１３および請求項２２
に対応する第１実施形態の混合媒体発電システムの構造
および作用について説明する。

【００３４】図１に示したように、本第１実施形態の混
合媒体発電システム７は、原子力発電システム１と組み
合わされ、高い効率で発電可能な混合媒体サイクル発電
プラント１００を形成している。

【００３５】原子力発電システム１においては、軽水よ
りなる冷却材が原子炉２において加熱され、飽和状態若
しくは過熱状態の水蒸気となって水蒸気タービン３を作
動させる。そして、水蒸気タービン３が第１発電機４を
駆動して発電する。また、水蒸気タービン３が排出した
水蒸気は熱交換器（加熱源）５に導かれ、混合媒体発電
システム７から導かれる混合媒体との熱交換によって冷
却されて凝縮し復水となった後、循環ポンプ６によって
原子炉２に還流される。

【００３６】混合媒体発電システム７は、低沸点媒体と
してのアンモニアおよび高沸点媒体としての水を混合し
てなる混合媒体を用いて発電するもので、この混合媒体
は原子力発電システム１の熱交換器５において加熱され
て蒸気となり、混合媒体タービン８を作動させる。そし
て、混合媒体タービン８が第２発電機９を駆動して発電
する。

【００３７】混合媒体タービン８の排気である混合媒体
蒸気は、熱交換器（熱交換手段）１０において後述する
第１復液を加熱するために用いられる。この熱交換器１
０において加熱された第１復液は中圧分離器（分離手
段）１１に導かれ、低沸点媒体であるアンモニアの濃度
が高い高濃度の混合媒体蒸気と低沸点媒体であるアンモ
ニアの濃度が低い低濃度混合媒体液とに分離される。

【００３８】高濃度混合媒体蒸気を低濃度混合媒体液に
混合し吸収する手段として用いる第１の多段エジェクタ
１３は、互いに直列に連設された第１段目のエジェクタ
１４と第２段目のエジェクタ１５とを有している。

【００３９】中圧分離器１１から得られる低濃度混合媒
体液は、絞弁（減圧手段）１２において減圧された後、
その一部が第１段目のエジェクタ１４の第１段駆動ノズ
ル１４ａに導かれる。一方、第１段目のエジェクタ１４
の第１段吸引部１４ｂには、混合媒体タービン８の排気
である混合媒体蒸気が、熱交換器１０における熱交換に
よって冷却された後に導かれている。

【００４０】第１段駆動ノズル１４ａには縮径部および
拡径部が設けられており、この第１段駆動ノズル１４ａ
から噴出する低濃度混合媒体液を気液二相流とする作用
を行う。これにより、低濃度混合媒体液が第１段駆動ノ
ズル１４ａから高速な気液二相流体となって第１段目の
エジェクタ１４の第１段本体ノズル１４ｃ内に噴出する
と、第１段吸引部１４ｂに導かれている混合媒体タービ
ン８の排気である高濃度混合媒体蒸気が第１段本体ノズ
ル１４ｃ内に吸引され、低濃度混合媒体液と混合し吸収
される。

【００４１】第１段目のエジェクタ１４の第１段本体ノ
ズル１４ｃから噴出する混合媒体は、第２段目のエジェ
クタ１５の第２段吸引部１５ｂに供給される。また、第
２段目のエジェクタ１５の第２段駆動ノズル１５ａに
は、絞弁１２で減圧された低濃度混合媒体液の残りの部
分が導かれる。

【００４２】第２段駆動ノズル１５ａには縮径部および
拡径部が設けられており、この第２段駆動ノズル１５ａ
から噴出する低濃度混合媒体液を気液二相流とする作用
を行う。これにより、低濃度混合媒体液が第２段駆動ノ
ズル１５ａから高速な気液二相流体となって第２段目の
エジェクタ１５の第２段本体ノズル１５ｃ内に噴出する
と、第２段吸引部１５ｂに導かれている混合媒体が第２
段本体ノズル１５ｃ内に吸引され、低濃度混合媒体液と
混合し吸収される。

【００４３】第２段目のエジェクタ１５の第２段本体ノ
ズル１５ｃから噴出する混合媒体は、凝縮器（第１復液
手段）１６の内部において、ポンプ１７によって供給さ
れる海水等の冷却媒体との熱交換によって冷却され、復
液して第１復液となる。そして、この第１復液は加圧ポ
ンプ（第１復液供給手段）１８によって加圧され、熱交
換器１９（熱交換手段）に導かれる。

【００４４】熱交換器１９には、第２段目のエジェクタ
１５の第２段吸引部１５ｂ内で復液した中間復液が導か
れ、第１復液の加熱に用いられている。この熱交換器１
９において加熱された第１復液は、その一部が熱交換器
１０に供給されて加熱され中圧分離器１１に導かれると
ともに、残りの部分は第２の多段エジェクタ２０に導か
れる。なお、熱交換器１９における熱交換により冷却さ
れた中間復液は、凝縮器１６に導かれて第１復液と混合
される。

【００４５】中圧分離器１１から得られる高濃度混合媒
体蒸気を、第１復液に混合し吸収するために第２の多段
エジェクタ２０が用いられる。この第２の多段エジェク
タ２０は、互いに直列に連設された第１段目のエジェク
タ２１および第２段目のエジェクタ２２を有している。
そして、それらの第１段駆動ノズル２１ａおよび第２段
駆動ノズル２２ａに、熱交換器１９において加熱された
第１復液の残りの部分がそれぞれ導かれる。また、第１
段目のエジェクタ２１の第１段吸引部２１ｂには、中圧
分離器１１で分離された高濃度混合媒体蒸気が導かれ
る。

【００４６】第１段駆動ノズル２１ａには縮径部および
拡径部が設けられており、この第１段駆動ノズル２１ａ
から噴出される第１復液を気液二相流とする作用を行
う。これにより、第１復液が第１段駆動ノズル２１ａか
ら高速な気液二相流体となって第１段目のエジェクタ２
１の第１段本体ノズル２１ｃ内に噴出すると、第１段吸
引部２１ｂに導かれている高濃度混合媒体蒸気が第１段
本体ノズル２１ｃ内に吸引され、第１復液と混合し吸収
される。

【００４７】第１段目のエジェクタ２１の第１段本体ノ
ズル２１ｃから噴出する混合媒体は、第２段目のエジェ
クタ２２の第２段吸引部１５ｂに導かれる。また、第２
段駆動ノズル２２ａには縮径部および拡径部が設けられ
ており、この第２段駆動ノズル２２ａから噴出する混合
媒体を気液二相流とする作用を行う。これにより、第１
復液が第２段駆動ノズル２２ａから高速な気液二相流体
となって第２段目のエジェクタ２２の第２段本体ノズル
２２ｃ内に噴出すると、第２段吸引部２２ｂに導かれて
いる混合媒体が第２段本体ノズル２２ｃ内に吸引され、
第１復液と混合し吸収される。

【００４８】第２段目のエジェクタ２２の第２段本体ノ
ズル２２ｃから噴出される混合媒体は、凝縮器（第２復
液手段）２３の内部においてポンプ１７によって供給さ
れる海水等の冷却媒体との熱交換によって冷却され、復
液して第２復液となる。そして、この第２復液は加圧ポ
ンプ（第２復液供給手段）２４によって熱交換器２５
（熱交換手段）に供給される。

【００４９】熱交換器２５には、第２段目のエジェクタ
２２の第２段吸引部２２ｂ内で復液した中間復液が導か
れて第２復液の加熱に用いられている。そして、この熱
交換器２５において加熱された第２復液は、加熱源５に
還流されて加熱される。なお、熱交換器２５における熱
交換により冷却された中間復液は、凝縮器２３に導かれ
て第２復液と混合される。

【００５０】次に、上述した構成を有する本第１実施形
態の混合媒体発電システム７の効果について説明する。

【００５１】第１の多段エジェクタ１３の第１段目のエ
ジェクタ１４においては、混合媒体液を第１段駆動ノズ
ル１４ａから第１段本体ノズル１４ｃ内に高速な気液二
相流として噴出させるので、第１段吸引部１４ｂ内に供
給された混合媒体タービン８の排気を混合媒体液内に効
率良く混合し吸収することができる。これにより、混合
媒体タービン８の排気である高濃度な混合媒体蒸気を低
濃度な混合媒体液に吸収するときに発生する熱で温度が
上昇し、混合媒体タービン８の背圧が上昇することを防
止できる。また、混合媒体液を第１段駆動ノズル１４ａ
から第１段本体ノズル１４ｃ内に高速度で噴出させるこ
とにより生じる吸引効果により、混合媒体タービン８の
背圧の低圧化を実現し、混合媒体タービン８の出力を増
大させることができる。

【００５２】また、第２段目のエジェクタ１５において
も、混合媒体液を第２段駆動ノズル１５ａから第２段本
体ノズル１５ｃ内に高速な気液二相流として噴出させる
ので、第２段吸引部１５ｂ内の高濃度な混合媒体蒸気を
低濃度な混合媒体液内に効率良く混合し吸収することが
できる。これにより、高濃度な混合媒体蒸気を低濃度な
混合媒体液に吸収するときに発生する熱で温度が上昇
し、混合媒体タービン８の背圧が上昇することを防止で
きる。また、混合媒体液を第２段駆動ノズル１５ｂから
第２段本体ノズル１５ｃ内に高速度で噴出させることに
より生じる吸引効果によって混合媒体タービン８の背圧
の低圧化を実現し、混合媒体タービン８の出力を増大さ
せることができる。

【００５３】また、第２段目のエジェクタ１５において
は、第１段目のエジェクタ１４の第１段本体ノズル１４
ｃによってその第２段吸引部１５ｂ内に噴出された混合
媒体のうち、第２段吸引部１５ｂ内で復液した中間復液
を外部に取り出すので、高濃度な混合媒体蒸気を低濃度
な混合媒体液内に混合し吸収する際に生じる温度上昇を
防止し、混合媒体タービン８の背圧を低下させ、混合媒
体タービンの出力を増大させることができる。さらに、
第２段吸引部１５ｂから取り出した中間復液を熱交換器
１９に導いて第１復液の加熱に用いるので、排熱を確実
に回収して熱効率を向上させることができる。

【００５４】さらに加えて、第１段目のエジェクタ１４
と第２段目のエジェクタ１５とを互いに直列に連設させ
ているので、その相乗効果により、混合媒体タービン８
の排気出口部における背圧を大幅に低下させることがで
きる。

【００５５】また、第２段目のエジェクタ１５の第２段
本体ノズル１５ｃから混合媒体を高速な気液二相流とし
て復液器１６内に流入させるので、復液器の熱交換部に
おける熱交換効率を高めることができ、復液器１６をコ
ンパクト化してその建設費を削減することができる。

【００５６】以上の効果は、第２の多段エジェクタ２０
においても全く同様である。

【００５７】なお、上述の説明においては第１段目のエ
ジェクタ１４に一つの第２段目のエジェクタ１５を直列
に連設しているが、互いに直列に連設した複数の第２段
目のエジェクタ１５を第１段目のエジェクタ１４に直列
に連設することもできる。この場合、第２段目のエジェ
クタ１５のそれぞれにおいて、その吸入部内で復液した
中間復液を外部に取り出し、凝縮器で得られた復液の加
熱に用いれば、排熱を確実に回収して熱効率を向上させ
ることができる。

【００５８】また、原子力発電システム１の熱交換器５
により混合媒体を加熱して蒸気としているが、原子炉の
代わりに一般の加熱ボイラーで発生した蒸気との熱交換
により混合媒体を加熱して蒸気とすることもできる。ま
た、原子炉２で発生する蒸気は、飽和蒸気でなくて過熱
蒸気でもよい。さらに、原子炉２に用いる冷却材は軽水
に限らず、燃焼ガス、希ガスであってもよい。加えて、
原子力発電システム１の熱交換器５を他の各種の熱源に
置き換えて、混合媒体発電システム７を単独で運転する
こともできる。

【００５９】第２実施形態 次に図２を参照し、請求項１３および請求項２３に対応
する第２実施形態の混合媒体発電システムの構造および
作用について説明する。なお、以下の説明においては、
前述した第１実施形態と同一の部分には同一の参照符号
を用いる。

【００６０】図２に示したように、本第２実施形態の混
合媒体発電システム２６は、原子力発電システム１と組
み合わされ、高い効率で発電可能な混合媒体サイクル発
電プラント１１０を形成している。

【００６１】原子力発電システム１は、上述した第１実
施形態のそれと全く同一であるのでその説明を省略す
る。

【００６２】混合媒体発電システム２６は、第１の多段
エジェクタ１３を構成する第２段目のエジェクタ１５の
吸引部１５ｂから取り出した中間復液を、加圧ポンプ２
７で加圧して第２熱交換器１９に供給し第１復液の加熱
に用いた後、第２段目のエジェクタ１５の駆動ノズル１
５ａに供給している点においてのみ、上述した第１実施
形態と異なっている。

【００６３】したがって、本第２実施形態の混合媒体発
電システム２６は、上述した第１実施形態の混合媒体発
電システム７と全く同様の効果を奏することができる。

【００６４】一方、第２段目のエジェクタ１５の駆動ノ
ズル１５ａから噴出する混合媒体液は、第２熱交換器１
９における熱交換によって冷却されたものであり、絞弁
１２を介して供給される低濃度混合媒体液の温度よりも
低い。したがって、本第２実施形態における第２段目の
エジェクタ１５においては、高濃度な混合媒体蒸気を低
濃度な混合媒体液に混合し吸収する際に生じる温度上昇
をより一層確実に防止し、混合媒体タービン８の背圧を
より一層低下させ、混合媒体タービンの出力をより一層
増大させることができる。

【００６５】第３実施形態 次に図３を参照し、請求項１４および請求項２２に対応
する第３実施形態の混合媒体発電システムの構造および
作用について説明する。なお、以下の説明においては、
前述した第１実施形態および第２実施形態と同一の部分
には同一の参照符号を用いる。

【００６６】図３に示したように、本第３実施形態の混
合媒体発電システム３０は、原子力発電システム１と組
み合わされ、高い効率で発電可能な混合媒体サイクル発
電プラント２００を形成している。

【００６７】原子力発電システム１は、上述した第１実
施形態のそれと全く同一であるのでその説明を省略す
る。

【００６８】本第３実施形態の混合媒体発電システム３
０は、低沸点媒体としてのアンモニアおよび高沸点媒体
としての水を混合してなる混合媒体を用いて発電するも
ので、この混合媒体は原子力発電システム１の熱交換器
５において加熱された後、高圧分離器３１に導かれ、低
沸点媒体であるアンモニアの濃度が高い高濃度の混合媒
体蒸気と低沸点媒体であるアンモニアの濃度が低い低濃
度混合媒体液とに分離される。

【００６９】高圧分離器３１で分離された高濃度混合媒
体蒸気は混合媒体タービン８に導かれ、混合媒体タービ
ン８を作動させる。そして、混合媒体タービン８が第２
発電機９を駆動して発電する。

【００７０】混合媒体タービン８の排気である高濃度混
合媒体蒸気を、高圧分離器３１で分離された低濃度混合
媒体液に混合し吸収する混合吸収手段として用いる多段
エジェクタ１３は、互いに直列に連設された第１段目の
エジェクタ１４と第２段目のエジェクタ１５とを有して
いる。

【００７１】高圧分離器３１から得られる低濃度混合媒
体液は、熱交換器３２に導かれて加圧ポンプ１８から供
給される復液の加熱に用いられた後、絞弁（減圧手段）
１２で減圧され、その一部が第１段目のエジェクタ１４
の第１段駆動ノズル１４ａに導かれる。一方、第１段目
のエジェクタ１４の第１段吸引部１４ｂには、混合媒体
タービン８の排気である混合媒体蒸気が導かれている。

【００７２】第１段駆動ノズル１４ａには縮径部および
拡径部が設けられており、この第１段駆動ノズル１４ａ
から噴出する低濃度混合媒体液を気液二相流とする作用
を行う。これにより、低濃度混合媒体液が第１段駆動ノ
ズル１４ａから高速な気液二相流体となって第１段目の
エジェクタ１４の第１段本体ノズル１４ｃ内に噴出する
と、第１段吸引部１４ｂに導かれている混合媒体タービ
ン８の排気である高濃度混合媒体蒸気が第１段本体ノズ
ル１４ｃ内に吸引され、低濃度混合媒体液と混合し吸収
される。

【００７３】そして、第１段目のエジェクタ１４の第１
段本体ノズル１４ｃから噴出する混合媒体が、第２段目
のエジェクタ１５の第２段吸引部１５ｂに供給される。
また、第２段目のエジェクタ１５の第２段駆動ノズル１
５ａには、絞弁１２で減圧された低濃度混合媒体液の残
りの部分が導かれる。

【００７４】第２段駆動ノズル１５ａには縮径部および
拡径部が設けられており、この第２段駆動ノズル１５ａ
から噴出する低濃度混合媒体液を気液二相流とする作用
を行う。 これにより、低濃度混合媒体液が第２段駆動
ノズル１５ａから高速な気液二相流体となって第２段目
のエジェクタ１５の第２段本体ノズル１５ｃ内に噴出す
ると、第２段吸引部１５ｂに導かれている混合媒体が第
２段本体ノズル１５ｃ内に吸引され、低濃度混合媒体液
と混合し吸収される。

【００７５】第２段目のエジェクタ１５の第２段本体ノ
ズル１５ｃから噴出する混合媒体は、凝縮器（第１復液
手段）１６の内部において、図示されないポンプによっ
て供給される海水等の冷却媒体との熱交換によって冷却
され、凝縮して復液となる。そして、この復液は加圧ポ
ンプ（復液供給手段）１８によって加圧され、熱交換器
１９（第２熱交換手段）に導かれる。

【００７６】熱交換器１９には、第２段目のエジェクタ
１５の第２段吸引部１５ｂ内で復液した中間復液が導か
れ、第１復液の加熱に用いられている。この熱交換器１
９において加熱された復液は熱交換器３２に導かれて加
熱された後、原子力発電システム１の加熱源５に還流さ
れて加熱される。

【００７７】次に、上述した構成を有する本第３実施形
態の混合媒体発電システム７の効果について説明する。

【００７８】多段エジェクタ１３の第１段目のエジェク
タ１４においては、混合媒体液を第１段駆動ノズル１４
ａから第１段本体ノズル１４ｃ内に高速な気液二相流と
して噴出させるので、第１段吸引部１４ｂ内に供給され
た混合媒体タービン８の排気を混合媒体液内に効率良く
混合し吸収することができる。これにより、混合媒体タ
ービン８の排気である高濃度な混合媒体蒸気を低濃度な
混合媒体液に吸収するときに発生する熱で温度が上昇
し、混合媒体タービン８の背圧が上昇することを防止で
きる。また、混合媒体液を第１段駆動ノズル１４ａから
第１段本体ノズル１４ｃ内に高速度で噴出させることに
より生じる吸引効果により、混合媒体タービン８の背圧
の低圧化を実現し、混合媒体タービン８の出力を増大さ
せることができる。

【００７９】また、第２段目のエジェクタ１５において
も、混合媒体液を第２段駆動ノズル１５ａから第２段本
体ノズル１５ｃ内に高速な気液二相流として噴出させる
ので、第２段吸引部１５ｂ内の高濃度な混合媒体蒸気を
低濃度な混合媒体液内に効率良く混合し吸収することが
できる。これにより、高濃度な混合媒体蒸気を低濃度な
混合媒体液に吸収するときに発生する熱で温度が上昇
し、混合媒体タービン８の背圧が上昇することを防止で
きる。また、混合媒体液を第２段駆動ノズル１５ｂから
第２段本体ノズル１５ｃ内に高速度で噴出させることに
より生じる吸引効果によって混合媒体タービン８の背圧
の低圧化を実現し、混合媒体タービン８の出力を増大さ
せることができる。

【００８０】また、第２段目のエジェクタ１５において
は、第１段目のエジェクタ１４の第１段本体ノズル１４
ｃによってその第２段吸引部１５ｂ内に噴出された混合
媒体のうち、第２段吸引部１５ｂ内で復液した中間復液
を外部に取り出すので、高濃度な混合媒体蒸気を低濃度
な混合媒体液内に混合し吸収する際に生じる温度上昇を
防止し、混合媒体タービン８の背圧を低下させ、混合媒
体タービンの出力を増大させることができる。さらに、
第２段吸引部１５ｂから取り出した中間復液を熱交換器
１９に用いて復液の加熱に用いるので、排熱を確実に回
収し熱効率を向上させることができる。

【００８１】そして、第１段目のエジェクタ１４と第２
段目のエジェクタ１５とを互いに直列に連設させている
ので、その相乗効果により、混合媒体タービン８の排気
出口部における背圧を大幅に低下させることができる。

【００８２】また、第２段目のエジェクタ１５の第２段
本体ノズル１５ｃから混合媒体を高速な気液二相流とし
て復液器１６内に流入させるので、復液器の熱交換部に
おける熱交換効率を高めることができ、復液器１６をコ
ンパクト化してその建設費を削減することができる。

【００８３】なお、上述した説明においては第１段目の
エジェクタ１４に一つの第２段目のエジェクタ１５を直
列に連設しているが、互いに直列に連設した複数の第２
段目のエジェクタ１５を第１段目のエジェクタ１４に直
列に連設することもできる。この場合、第２段目のエジ
ェクタ１５のそれぞれにおいて、その吸入部内で復液し
た中間復液を外部に取り出し、凝縮器で得られた復液の
加熱に用いれば、排熱を確実に回収して熱効率を向上さ
せることができる。

【００８４】また、原子力発電システム１の熱交換器５
により混合媒体を加熱して蒸気としているが、原子炉の
代わりに一般の加熱ボイラーで発生した蒸気との熱交換
により混合媒体を加熱して蒸気とすることもできる。ま
た、原子炉２で発生する蒸気は、飽和蒸気でなくて過熱
蒸気でもよい。さらに、原子炉２に用いる冷却材は軽水
に限らず、燃焼ガス、希ガスであってもよい。加えて、
原子力発電システム１の熱交換器５を他の各種の熱源に
置き換えて、混合媒体発電システム７を単独で運転する
こともできる。

【００８５】第４実施形態 次に図４を参照し、請求項１４および請求項２３に対応
する第４実施形態の混合媒体発電システムの構造および
作用について説明する。なお、以下の説明においては、
前述した各実施形態と同一の部分には同一の参照符号を
用いる。

【００８６】図４に示したように、本第４実施形態の混
合媒体発電システム３４は、原子力発電システム１と組
み合わされ、高い効率で発電可能な混合媒体サイクル発
電プラント２１０を形成している。

【００８７】原子力発電システム１は、上述した各実施
形態のそれと全く同一であるのでその説明を省略する。

【００８８】混合媒体発電システム３４は、第２段目の
エジェクタ１５の吸引部１５ｂから取り出した中間復液
を、加圧ポンプ２７で加圧して熱交換器１９に供給し第
１復液の加熱に用いた後、第２段目のエジェクタ１５の
駆動ノズル１５ａに供給している点においてのみ、上述
した第３実施形態と異なっている。

【００８９】したがって、本第４実施形態の混合媒体発
電システム３４は、上述した第３実施形態の混合媒体発
電システム３０と全く同様の効果を奏することができ
る。

【００９０】一方、第２段目のエジェクタ１５の駆動ノ
ズル１５ａから噴出する混合媒体液は、熱交換器１９に
おける熱交換によって冷却されたものであり、絞弁１２
を介して供給される低濃度混合媒体液の温度よりも低
い。したがって、本第４実施形態における第２段目のエ
ジェクタ１５においては、高濃度な混合媒体蒸気を低濃
度な混合媒体液に混合し吸収する際に生じる温度上昇を
より一層確実に防止し、混合媒体タービン８の背圧をよ
り一層低下させ、混合媒体タービン８の出力をより一層
増大させることができる。

【００９１】第５実施形態 次に図５を参照し、請求項１５および請求項２２に対応
する第５実施形態の混合媒体発電システムの構造および
作用について説明する。なお、以下の説明においては、
前述した各実施形態と同一の部分には同一の参照符号を
用いる。

【００９２】図５に示したように、本第５実施形態の混
合媒体発電システム３７は、原子力発電システム１と組
み合わされ、高い効率で発電可能な混合媒体サイクル発
電プラント３００を形成している。

【００９３】原子力発電システム１は、上述した第１実
施形態のそれと全く同一であるのでその説明を省略す
る。

【００９４】混合媒体発電システム３７は、低沸点媒体
としてのアンモニアおよび高沸点媒体としての水を混合
してなる混合媒体を用いて発電するもので、混合媒体は
原子力発電システム１の熱交換器５において加熱された
後、高圧分離器（第１分離手段）３８に導かれて高濃度
混合媒体蒸気と低濃度混合媒体液とに分離される。そし
て、高圧分離器３８で分離された低濃度混合媒体液は、
絞り弁（第１減圧手段）３９で減圧された後に中圧分離
器（第２分離手段）４０に供給され、さらに高濃度混合
媒体蒸気と低濃度混合媒体液とに分離される。

【００９５】高圧分離器３８で分離された高濃度混合媒
体蒸気は混合媒体タービン４１の前段に、かつ中圧分離
器４０で分離された高濃度混合媒体蒸気は混合媒体ター
ビン４１の中段にそれぞれ導かれ、混合媒体タービン４
１を作動させて発電機９を駆動し発電するために用いら
れる。

【００９６】高濃度混合媒体蒸気を低濃度混合媒体液に
混合し吸収する手段として用いる多段エジェクタ１３
は、互いに直列に連設された第１段目のエジェクタ１４
と第２段目のエジェクタ１５とを有している。

【００９７】中圧分離器４０から得られる低濃度混合媒
体液は、熱交換器３２に導かれて加圧ポンプ１８から供
給される復液の加熱に用いられた後、絞弁（減圧手段）
１２で減圧され、その一部が第１段目のエジェクタ１４
の第１段駆動ノズル１４ａに導かれる。一方、第１段目
のエジェクタ１４の第１段吸引部１４ｂには、混合媒体
タービン４１の排気である混合媒体蒸気が導かれてい
る。

【００９８】第１段駆動ノズル１４ａには縮径部および
拡径部が設けられており、この第１段駆動ノズル１４ａ
から噴出する低濃度混合媒体液を気液二相流とする作用
を行う。これにより、低濃度混合媒体液が第１段駆動ノ
ズル１４ａから高速な気液二相流体となって第１段目の
エジェクタ１４の第１段本体ノズル１４ｃ内に噴出する
と、第１段吸引部１４ｂに導かれている混合媒体タービ
ン４１の排気である高濃度混合媒体蒸気が第１段本体ノ
ズル１４ｃ内に吸引され、低濃度混合媒体液と混合し吸
収される。

【００９９】そして、第１段目のエジェクタ１４の第１
段本体ノズル１４ｃから噴出する混合媒体が、第２段目
のエジェクタ１５の第２段吸引部１５ｂに供給される。
また、第２段目のエジェクタ１５の第２段駆動ノズル１
５ａには、絞弁１２で減圧された低濃度混合媒体液の残
りの部分が導かれる。

【０１００】第２段駆動ノズル１５ａには縮径部および
拡径部が設けられており、この第２段駆動ノズル１５ａ
から噴出する低濃度混合媒体液を気液二相流とする作用
を行う。これにより、低濃度混合媒体液が第２段駆動ノ
ズル１５ａから高速な気液二相流体となって第２段目の
エジェクタ１５の第２段本体ノズル１５ｃ内に噴出する
と、第２段吸引部１５ｂに導かれている混合媒体が第２
段本体ノズル１５ｃ内に吸引され、低濃度混合媒体液と
混合し吸収される。

【０１０１】第２段目のエジェクタ１５の第２段本体ノ
ズル１５ｃから噴出する混合媒体は、凝縮器（復液手
段）１６の内部において、図示されないポンプによって
供給される海水等の冷却媒体との熱交換によって冷却さ
れ、凝縮して復液となる。そして、この復液は加圧ポン
プ（復液供給手段）１８によって加圧され、熱交換器１
９（熱交換手段）に導かれる。

【０１０２】熱交換器１９には、第２段目のエジェクタ
１５の第２段吸引部１５ｂ内で復液した中間復液が導か
れ、第１復液の加熱に用いられている。この熱交換器１
９において加熱された復液は熱交換器３２に導かれて加
熱された後、原子力発電システム１の加熱源５に還流さ
れて加熱される。

【０１０３】次に、上述した構成を有する本第５実施形
態の混合媒体発電システム３７の効果について説明す
る。

【０１０４】第１の多段エジェクタ１３の第１段目のエ
ジェクタ１４においては、混合媒体液を第１段駆動ノズ
ル１４ａから第１段本体ノズル１４ｃ内に高速な気液二
相流として噴出させるので、第１段吸引部１４ｂ内に供
給された混合媒体タービン４１の排気を混合媒体液内に
効率良く混合し吸収することができる。これにより、混
合媒体タービン４１の排気である高濃度な混合媒体蒸気
を低濃度な混合媒体液に吸収するときに発生する熱で温
度が上昇し、混合媒体タービン４１の背圧が上昇するこ
とを防止できる。また、混合媒体液を第１段駆動ノズル
１４ａから第１段本体ノズル１４ｃ内に高速度で噴出さ
せることにより生じる吸引効果により、混合媒体タービ
ン４１の背圧の低圧化を実現し、混合媒体タービン４１
の出力を増大させることができる。

【０１０５】また、第２段目のエジェクタ１５において
も、混合媒体液を第２段駆動ノズル１５ａから第２段本
体ノズル１５ｃ内に高速な気液二相流として噴出させる
ので、第２段吸引部１５ｂ内の高濃度な混合媒体蒸気を
低濃度な混合媒体液内に効率良く混合し吸収することが
できる。これにより、高濃度な混合媒体蒸気を低濃度な
混合媒体液に吸収するときに発生する熱で温度が上昇
し、混合媒体タービン４１の背圧が上昇することを防止
できる。また、混合媒体液を第２段駆動ノズル１５ｂか
ら第２段本体ノズル１５ｃ内に高速度で噴出させること
により生じる吸引効果によって混合媒体タービン４１の
背圧の低圧化を実現し、混合媒体タービン４１の出力を
増大させることができる。

【０１０６】また、第２段目のエジェクタ１５において
は、第１段目のエジェクタ１４の第１段本体ノズル１４
ｃによってその第２段吸引部１５ｂ内に噴出された混合
媒体のうち、第２段吸引部１５ｂ内で復液した中間復液
を外部に取り出すので、高濃度な混合媒体蒸気を低濃度
な混合媒体液内に混合し吸収する際に生じる温度上昇を
防止し、混合媒体タービン４１の背圧を低下させ、混合
媒体タービン４１の出力を増大させることができる。さ
らに、第２段吸引部１５ｂから取り出した中間復液を熱
交換器１９に用いて復液の加熱に用いるので、排熱を確
実に回収し熱効率を向上させることができる。

【０１０７】そして、第１段目の混合吸収手段と第２段
目の混合吸収手段とを互いに直列に連設させるので、そ
の相乗効果により、混合媒体タービンの排気出口部にお
ける背圧を大幅に低下させることができる。

【０１０８】また、第２段目のエジェクタ１５の第２段
本体ノズル１５ｃから混合媒体を高速な気液二相流とし
て復液器１６内に流入させるので、復液器の熱交換部に
おける熱交換効率を高めることができ、復液器１６をコ
ンパクト化してその建設費を削減することができる。

【０１０９】なお、上述した説明においては第１段目の
エジェクタ１４に一つの第２段目のエジェクタ１５を直
列に連設しているが、互いに直列に連設した複数の第２
段目のエジェクタ１５を第１段目のエジェクタ１４に直
列に連設することもできる。この場合、第２段目のエジ
ェクタ１５のそれぞれにおいて、その吸入部内で復液し
た中間復液を外部に取り出し、凝縮器で得られた復液の
加熱に用いれば、排熱を確実に回収して熱効率を向上さ
せることができる。

【０１１０】また、原子力発電システム１の熱交換器５
により混合媒体を加熱して蒸気としているが、原子炉の
代わりに一般の加熱ボイラーで発生した蒸気との熱交換
により混合媒体を加熱して蒸気とすることもできる。ま
た、原子炉２で発生する蒸気は、飽和蒸気でなくて過熱
蒸気でもよい。さらに、原子炉２に用いる冷却材は軽水
に限らず、燃焼ガス、希ガスであってもよい。加えて、
原子力発電システム１の熱交換器５を他の各種の熱源に
置き換えて、混合媒体発電システム７を単独で運転する
こともできる。

【０１１１】第６実施形態 次に図６を参照し、請求項１５および請求項２３に対応
する第６実施形態の混合媒体発電システムの構造および
作用について説明する。なお、以下の説明においては、
前述した各実施形態と同一の部分には同一の参照符号を
用いる。

【０１１２】図４に示したように、本第６実施形態の混
合媒体発電システム４３は、原子力発電システム１と組
み合わされ、高い効率で発電可能な混合媒体サイクル発
電プラント３１０を形成している。

【０１１３】原子力発電システム１は、上述した各実施
形態のそれと全く同一であるのでその説明を省略する。

【０１１４】混合媒体発電システム４３は、第２段目の
エジェクタ１５の吸引部１５ｂから取り出した中間復液
を、加圧ポンプ２７で加圧して熱交換器１９に供給し第
１復液の加熱に用いた後、第２段目のエジェクタ１５の
駆動ノズル１５ａに供給している点においてのみ、上述
した第３実施形態と異なっている。

【０１１５】したがって、本第６実施形態の混合媒体発
電システム３４は、上述した第５実施形態の混合媒体発
電システム３０と全く同様の効果を奏することができ
る。

【０１１６】一方、第２段目のエジェクタ１５の駆動ノ
ズル１５ａから噴出する混合媒体液は、熱交換器１９に
おける熱交換によって冷却されたものであり、絞弁１２
を介して供給される低濃度混合媒体液の温度よりも低
い。したがって、本第４実施形態における第２段目のエ
ジェクタ１５においては、高濃度な混合媒体蒸気を低濃
度な混合媒体液に混合し吸収する際に生じる温度上昇を
より一層確実に防止し、混合媒体タービン４１の背圧を
より一層低下させ、混合媒体タービン４１の出力をより
一層増大させることができる。

【０１１７】第７実施形態 次に図７を参照し、請求項１６および請求項２２に対応
する第７実施形態の混合媒体発電システムの構造および
作用について説明する。なお、以下の説明においては、
前述した第５実施形態と同一の部分には同一の参照符号
を用いる。

【０１１８】図７に示したように、本第７実施形態の混
合媒体発電システム４５は、原子力発電システム１と組
み合わされ、高い効率で発電可能な混合媒体サイクル発
電プラント３２０を形成している。

【０１１９】原子力発電システム１は、上述した各実施
形態のそれと全く同一であるのでその説明を省略する。

【０１２０】混合媒体発電システム４５は、熱交換器３
２において加熱された復液を加熱源５に導く途中で分岐
させ、その一部を加圧ポンプ４６を介して中圧分離器４
０に導いている点においてのみ、上述した第５実施形態
と異なっている。

【０１２１】したがって、本第７実施形態の混合媒体発
電システム４５は、上述した第５実施形態の混合媒体発
電システム３７と全く同様の効果を奏することができ
る。

【０１２２】さらに加えて、中圧分離器４０には加圧ポ
ンプ４６を介して加熱源５で加熱される前の復液の一部
が供給されるから、この中圧分離器４０から得られる低
濃度混合媒体液の温度を低下させることができる。これ
により、多段エジェクタ１３の第１段駆動ノズル１４ａ
および第２段駆動ノズル１５ａに供給する低濃度混合媒
体液の温度もまた低下するから、多段エジェクタ１３に
おいて高濃度混合媒体蒸気を低濃度混合媒体液に混合し
吸収する際に生じる温度上昇を抑制し、混合媒体タービ
ン４１の背圧を低下させ、混合媒体タービン４１の出力
をより一層増大させることができる。

【０１２３】第８実施形態 次に図８を参照し、請求項１６および請求項２３に対応
する第８実施形態の混合媒体発電システムの構造および
作用について説明する。なお、以下の説明においては、
前述した第６実施形態と同一の部分には同一の参照符号
を用いる。

【０１２４】図８に示したように、本第８実施形態の混
合媒体発電システム４７は、原子力発電システム１と組
み合わされ、高い効率で発電可能な混合媒体サイクル発
電プラント３３０を形成している。

【０１２５】原子力発電システム１は、上述した各実施
形態のそれと全く同一であるのでその説明を省略する。

【０１２６】混合媒体発電システム４７は、熱交換器３
２において加熱された復液を加熱源５に導く途中で分岐
させ、その一部を加圧ポンプ４６を介して中圧分離器４
０に導いている点においてのみ、上述した第６実施形態
と異なっている。

【０１２７】したがって、本第８実施形態の混合媒体発
電システム４５は、上述した第６実施形態の混合媒体発
電システム３７と全く同様の効果を奏することができ
る。

【０１２８】さらに加えて、中圧分離器４０には加圧ポ
ンプ４６を介して加熱源５で加熱される前の復液の一部
が供給されるから、この中圧分離器４０から得られる低
濃度混合媒体液の温度を低下させることができる。これ
により、多段エジェクタ１３の第１段駆動ノズル１４ａ
に供給する低濃度混合媒体液の温度もまた低下するか
ら、多段エジェクタ１３において高濃度混合媒体蒸気を
低濃度混合媒体液に混合し吸収する際に生じる温度上昇
を抑制し、混合媒体タービン４１の背圧を低下させ、混
合媒体タービン４１の出力をより一層増大させることが
できる。

【０１２９】第９実施形態 次に図９を参照し、請求項１７および請求項２２に対応
する第９実施形態の混合媒体発電システムの構造および
作用について説明する。なお、以下の説明においては、
前述した各実施形態と同一の部分には同一の参照符号を
用いる。

【０１３０】図９に示したように、本第９実施形態の混
合媒体発電システム５０は、原子力発電システム１、冷
媒製造装置５１および氷製造装置５２と組み合わされ、
夜間に製造し貯蔵しておいた氷を昼間のピーク電力需要
発生時に解凍し、混合媒体タービンの排気経路を冷却し
て混合媒体タービンの出力を増大させることにより、昼
間のピーク電力需要に対応できるようにした混合媒体サ
イクル発電プラント４００を形成している。

【０１３１】原子力発電システム１は、上述した各実施
形態のそれと全く同一であるのでその説明を省略する。

【０１３２】混合媒体発電システム５０は、低沸点媒体
としてのアンモニアおよび高沸点媒体としての水を混合
してなる混合媒体を用いて発電するもので、この混合媒
体は原子力発電システム１の熱交換器（加熱源）５にお
いて加熱されて蒸気となり、混合媒体タービン８を作動
させる。そして、混合媒体タービン８が第２発電機９を
駆動して発電する。

【０１３３】混合媒体タービン８の排気である混合媒体
蒸気は、熱交換器（第１熱交換手段）１０において後述
する第１復液を加熱するために用いられる。この熱交換
器１０において加熱された第１復液は中圧分離器（分離
手段）１１に導かれ、低沸点媒体であるアンモニアの濃
度が高い高濃度の混合媒体蒸気と低沸点媒体であるアン
モニアの濃度が低い低濃度混合媒体液とに分離される。

【０１３４】高濃度混合媒体蒸気を低濃度混合媒体液に
混合し吸収する手段として用いる多段エジェクタ１３
は、互いに直列に連設された第１段目のエジェクタ１４
と第２段目のエジェクタ１５とを有している。

【０１３５】中圧分離器１１から得られる低濃度混合媒
体液は、絞弁（減圧手段）１２において減圧された後、
後述する熱交換器（冷却部）６０において冷却され、そ
の一部が第１段目のエジェクタ１４の第１段駆動ノズル
１４ａに導かれる。一方、第１段目のエジェクタ１４の
第１段吸引部１４ｂには、混合媒体タービン８の排気で
ある混合媒体蒸気が、熱交換器１０における熱交換によ
って冷却された後に導かれている。

【０１３６】第１段駆動ノズル１４ａには縮径部および
拡径部が設けられており、この第１段駆動ノズル１４ａ
から噴出する低濃度混合媒体液を気液二相流とする作用
を行う。これにより、低濃度混合媒体液が第１段駆動ノ
ズル１４ａから高速な気液二相流体となって第１段目の
エジェクタ１４の第１段本体ノズル１４ｃ内に噴出する
と、第１段吸引部１４ｂに導かれている混合媒体タービ
ン８の排気である高濃度混合媒体蒸気が第１段本体ノズ
ル１４ｃ内に吸引され、低濃度混合媒体液と混合し吸収
される。

【０１３７】第１段目のエジェクタ１４の第１段本体ノ
ズル１４ｃから噴出する混合媒体は、第２段目のエジェ
クタ１５の第２段吸引部１５ｂに供給される。また、第
２段目のエジェクタ１５の第２段駆動ノズル１５ａに
は、絞弁（減圧手段）１２において減圧された後に熱交
換器（冷却部）６０において冷却された、中圧分離器１
１から得られる低濃度混合媒体液の残りの部分が導かれ
る。

【０１３８】第２段駆動ノズル１５ａには縮径部および
拡径部が設けられており、この第２段駆動ノズル１５ａ
から噴出する低濃度混合媒体液を気液二相流とする作用
を行う。これにより、低濃度混合媒体液が第２段駆動ノ
ズル１５ａから高速な気液二相流体となって第２段目の
エジェクタ１５の第２段本体ノズル１５ｃ内に噴出する
と、第２段吸引部１５ｂに導かれている混合媒体が第２
段本体ノズル１５ｃ内に吸引され、低濃度混合媒体液と
混合し吸収される。

【０１３９】第２段目のエジェクタ１５の第２段本体ノ
ズル１５ｃから噴出する混合媒体は、凝縮器（第１復液
手段）１６の内部において、図示されないポンプによっ
て供給される海水等の冷却媒体との熱交換により冷却さ
れ、復液して第１復液となる。そして、この第１復液は
加圧ポンプ（復液供給手段）１８によって加圧され、そ
の一部が熱交換器１９（第２熱交換手段）に導かれる。

【０１４０】熱交換器１９には、第２段目のエジェクタ
１５の第２段吸引部１５ｂ内で復液した中間復液が導か
れ、第１復液の加熱に用いられている。この熱交換器１
９において加熱された第１復液は熱交換器１０に導かれ
て加熱された後に中圧分離器１１に導かれる。なお、熱
交換器１９における熱交換により冷却された中間復液
は、凝縮器１６に導かれて第１復液と混合される。

【０１４１】一方、中圧分離器１１で分離された高濃度
混合媒体蒸気は冷媒製造装置５１に導かれ、加圧ポンプ
１８からの第１復液が導かれている熱交換器５３におけ
る熱交換によって冷却された後、図示されないポンプか
ら海水が導かれている凝縮器（第２復液手段）５４にお
いて凝縮して第２復液となる。

【０１４２】第２復液は、冷媒製造装置５１の膨張弁
（断熱膨張手段）５５に導かれて断熱膨張し、その温度
が大幅に低下した冷媒となった後、氷製造装置５２の過
冷却装置（氷製造手段）５６に導かれて氷の製造に使用
される。そして、過冷却装置５６における熱交換でその
温度が上昇した冷媒は、第一段目のエジェクタ１４の吸
引部に１４ｂに導かれる。

【０１４３】氷製造装置５２の過冷却装置５６に導かれ
て過冷却状態にされた海水は、過冷却解除槽５７に導か
れて淡水氷と高濃度海水とに分離される。そして淡水氷
は氷貯蔵槽（氷貯蔵手段）５８に移送されて貯蔵され
る。貯蔵された淡水氷は必要に応じて解凍されて冷却水
となり、加圧ポンプ（冷却水供給手段）５９によって熱
交換器（冷却手段）６０に導かれ、第１の多段エジェク
タ１３の第１段駆動ノズル１４ａおよび第２段駆動ノズ
ル１５ａに導く低濃度混合媒体液の冷却に用いられる。

【０１４４】熱交換器（冷却手段）６０に導かれて低濃
度混合媒体液の冷却に用いられて昇温した冷却水の一部
は、熱交換器６０の途中からその一部が取り出され、氷
貯蔵槽５８に導かれて淡水氷の解凍に用いられる。そし
て、昇温した冷却水の残りの部分は淡水貯蔵槽６１に導
かれて貯蔵される。

【０１４５】夜間等の電力需要の少ない時には、氷製造
装置５２で製造された淡水氷は、氷貯蔵槽５８に貯蔵さ
れる。昼間のピーク電力需要が発生する時には、氷製造
装置５２で淡水氷を製造しつつ、氷貯蔵槽５８に貯蔵し
た淡水氷を解凍して冷却水を得る。そして、淡水氷を解
凍して得られた冷却水は加圧ポンプ５９によって熱交換
器６０に導き、第１の多段エジェクタ１３の第１段駆動
ノズル１４ａおよび第２段駆動ノズル１５ａに導く低濃
度混合媒体液の冷却に用いる。

【０１４６】次に、本第９実施形態の混合媒体発電シス
テム５０の効果について説明する。

【０１４７】上述したように、本第９実施形態の混合媒
体発電システム５０は、冷媒製造装置５１および氷製造
装置５２を備えたものである。そして、混合媒体タービ
ン８の排気から回収した熱エネルギーを用いて第１復液
を加熱し、中圧分離器１１において高濃度混合媒体蒸気
（アンモニア蒸気）を得ることができる。そして、冷媒
製造装置５１において高濃度混合媒体蒸気（アンモニア
蒸気）を冷却し復液させて第２復液を得るとともに、得
られた第２復液を膨張弁３６において断熱膨張させて冷
媒を製造し、かつ得られた冷媒を用いて氷を製造し氷貯
蔵槽５８に貯蔵することができる。すなわち、本第９実
施形態の混合媒体発電システム５０は、混合媒体タービ
ン８の排気から回収した熱エネルギーを混合媒体の濃度
差エネルギーに変換して再利用するものであるから、エ
ネルギーの利用効率を向上させることができる。

【０１４８】また、夜間等の電力エネルギー需要の少な
い時に氷を製造して潜熱の形に変換し貯蔵するととも
に、昼間の電力エネルギー需要の大きい時には貯蔵した
氷を解凍して冷却水を得る。そして、熱交換器６０に導
かれた冷却水は、第１の多段エジェクタ１３の第１段駆
動ノズル１４ａおよび第２段駆動ノズル１５ａに導く低
濃度混合媒体液を冷却する。これにより、第１の多段エ
ジェクタ１３の第１段吸引部１４ａに導いた混合媒体タ
ービン８の排気である高濃度混合媒体蒸気を吸引して混
合し吸収するときの吸収力、および第２段吸引部１４ａ
に残存している高濃度混合媒体蒸気を吸引して混合し吸
収するときの吸収力を高めることができる。同時に、高
濃度混合媒体蒸気を低濃度混合媒体液に混合し吸収する
際に発生する温度上昇を抑制することができるから、混
合媒体タービン８の背圧を低下させて混合媒体タービン
８の出力を増大させ、昼間のピーク電力需要に対応させ
て運転することができる。

【０１４９】したがって、原子力発電プラントや石炭火
力発電プラントのように従来ベースロード運転用に使用
していた発電プラントに、本第９施形態のような冷媒製
造装置５１および氷製造装置５２を並設した混合媒体発
電システム５０を組み合わせることにより、電力需要の
変動に対応可能な混合媒体サイクル発電プラントを提供
することができる。さらに、電力需要の変動に対応する
ために従来必要としていた石油火力発電所や揚水発電所
等の設備が不要となるため、炭酸ガス排出による地球環
境悪化を防止できるばかりでなく、大土木工事に伴う自
然環境の破壊を防止することもできる。

【０１５０】また、低濃度混合媒体液を第１の多段エジ
ェクタ１３の第２段本体ノズル１５ｃから高速な気液二
相流として噴出させ、その液滴径が数十ミクロン程度と
して液滴の表面積を大きくした状態で凝縮器１６の熱交
換部に高速で流入させることができる。したがって、凝
縮器１６の熱交換部における熱交換効率を高めることが
できるから、凝縮器１６をコンパクト化してその建設費
削減に寄与することができる。

【０１５１】また、氷を製造する時に海水を用いるの
で、氷を解凍して得られた冷却水を用いた後に、雑菌を
含まない淡水として資源利用することができる。また、
氷の製造に用いる海水を深層冷海水とすれば、氷を製造
する際に得られる濃縮海水を資源として利用することが
できる。

【０１５２】第１０実施形態 次に図１０を参照し、請求項１８および請求項２２に対
応する第１０実施形態の混合媒体発電システムの構造お
よび作用について説明する。なお、以下の説明において
は、前述した各実施形態と同一の部分には同一の参照符
号を用いる。

【０１５３】図１０に示したように、本第１０実施形態
の混合媒体発電システム６５は、図３に示した第３実施
形態の混合媒体発電システム３０に上述の冷媒製造装置
５１および氷製造装置５２を並設したものである。そし
て、原子力発電システム１と組み合わされ、夜間に製造
し貯蔵しておいた氷を昼間のピーク電力需要発生時に解
凍し、混合媒体タービンの排気経路を冷却して混合媒体
タービンの出力を増大させることにより、昼間のピーク
電力需要に対応できるようにした混合媒体サイクル発電
プラント５００を形成している。

【０１５４】原子力発電システム１は、上述した各実施
形態のそれと全く同一であるのでその説明を省略する。

【０１５５】混合媒体発電システム６５は、低沸点媒体
としてのアンモニアおよび高沸点媒体としての水を混合
してなる混合媒体を用いて発電するもので、この混合媒
体は原子力発電システム１の熱交換器（加熱源）５にお
いて加熱された後、高圧分離器３１に導かれて、低沸点
媒体であるアンモニアの濃度が高い高濃度の混合媒体蒸
気と低沸点媒体であるアンモニアの濃度が低い低濃度混
合媒体液とに分離される。

【０１５６】高圧分離器３１で分離された高濃度混合媒
体蒸気は混合媒体タービン８に導かれ、混合媒体タービ
ン８を作動させて第２発電機９を駆動し発電するために
用いられる。そして、混合媒体タービン８の排気である
高濃度混合媒体蒸気は第１の多段エジェクタ１３に導か
れる。

【０１５７】高圧分離器３１で分離された低濃度混合媒
体液は熱交換器３２に導かれ、加圧ポンプ１８によって
加熱源５に還流される第１復液の加熱に用いられた後、
絞弁（減圧手段）１２で減圧される。次いで、後述する
熱交換器（冷却部）６０における冷却水との熱交換によ
り冷却された後、その一部が第１の多段エジェクタ１３
の第１段駆動ノズル１４ａに、残りの部分が第１の多段
エジェクタ１３の第２段駆動ノズル１５ａに導かれる。

【０１５８】混合媒体タービン８の排気である高濃度混
合媒体蒸気を、高圧分離器３１で分離した低濃度混合媒
体液に混合し吸収する混合吸収手段である多段エジェク
タ１３は、その構造および作用が前述した第３実施形態
のそれと全く同一であるのでその説明を省略する。

【０１５９】一方、混合媒体タービン８に導く高濃度混
合媒体蒸気の一部が冷媒製造装置５１に導かれ、冷媒の
製造に用いられる。なお、本第１０実施形態における冷
媒製造装置５１および氷製造装置５２の構造と作用は、
上述した第９実施形態のそれと全く同一であるので説明
を省略する。

【０１６０】すなわち、本第１０実施形態の混合媒体発
電システム６５は、多段エジェクタ１３の第１段駆動ノ
ズル１４ａおよび第２段駆動ノズル１５ａに対する低濃
度混合媒体液の供給構造が異なるのみで、それ以外の構
造は第９実施形態と同一である。したがって、本第１０
実施形態の混合媒体発電システム６５においても、第９
実施形態の混合媒体発電システム５０と全く同一の効果
を得ることができる。

【０１６１】第１１実施形態 次に図１１を参照し、請求項１９および請求項２２に対
応する第１１実施形態の混合媒体発電システムの構造お
よび作用について説明する。なお、以下の説明において
は、前述した各実施形態と同一の部分には同一の参照符
号を用いる。

【０１６２】図１１に示したように、本第１１実施形態
の混合媒体発電システム６７は、図５に示した第５実施
形態の混合媒体発電システム３７に上述の冷媒製造装置
５１および氷製造装置５２を並設した構造である。そし
て、原子力発電システム１と組み合わされ、夜間に製造
し貯蔵しておいた氷を昼間のピーク電力需要発生時に解
凍し、混合媒体タービンの排気経路を冷却して混合媒体
タービンの出力を増大させることにより、昼間のピーク
電力需要に対応できるようにした混合媒体サイクル発電
プラント６００を形成している。

【０１６３】原子力発電システム１は、上述した各実施
形態のそれと全く同一であるのでその説明を省略する。

【０１６４】混合媒体発電システム６５は、低沸点媒体
としてのアンモニアおよび高沸点媒体としての水を混合
してなる混合媒体を用いて発電するもので、この混合媒
体は原子力発電システム１の熱交換器（加熱源）５にお
いて加熱された後、高圧分離器３１に導かれ、低沸点媒
体であるアンモニアの濃度が高い高濃度の混合媒体蒸気
と、低沸点媒体であるアンモニアの濃度が低い低濃度混
合媒体液とに分離される。

【０１６５】高圧分離器３８で分離された高濃度混合媒
体蒸気は混合媒体タービン８に導かれ、混合媒体タービ
ン８を作動させて第２発電機９を駆動し発電するために
用いられる。そして、混合媒体タービン８の排気である
高濃度混合媒体蒸気は、多段エジェクタ１３の第１段吸
引部１４ａに導かれる。

【０１６６】高圧分離器３８で分離された低濃度混合媒
体液は、絞り弁（第１減圧手段）３９で減圧された後に
中圧分離器（第２分離手段）４０に供給され、さらに高
濃度混合媒体蒸気と低濃度混合媒体液とに分離される。

【０１６７】中圧分離器４０で分離された高濃度混合媒
体蒸気は冷媒製造装置５１に導かれ、冷媒の製造に用い
られる。また、中圧分離器４０で分離された低濃度混合
媒体液は熱交換器３２に導かれ、加圧ポンプ１８によっ
て加熱源５に還流される第１復液の加熱に用いられた
後、後述する熱交換器（冷却部）６０に導かれて冷却さ
れる。そして、冷却された低濃度混合媒体液は、その一
部が第１の多段エジェクタ１３の第１段駆動ノズル１４
ａに、残りの部分が第１の多段エジェクタ１３の第２段
駆動ノズル１５ａにそれぞれ導かれる。

【０１６８】混合媒体タービン８の排気である高濃度混
合媒体蒸気を、中圧分離器４０で分離した低濃度混合媒
体液に混合し吸収する混合吸収手段である多段エジェク
タ１３は、その構造および作用が前述した第５実施形態
のそれと全く同一であるのでその説明を省略する。

【０１６９】また、本第１１実施形態における冷媒製造
装置５１および氷製造装置５２の構造および作用は、上
述した第９実施形態のそれと全く同一であるので説明を
省略する。

【０１７０】すなわち、本第１１実施形態の混合媒体発
電システム６７は、多段エジェクタ１３の第１段駆動ノ
ズル１４ａおよび第２段駆動ノズル１５ａに対する低濃
度混合媒体液の供給構造が異なるのみで、それ以外の構
造は第９実施形態と同一である。したがって、本第１１
実施形態の混合媒体発電システム６７においても、第９
実施形態の混合媒体発電システム５０と全く同一の効果
を得ることができる。

【０１７１】第１２実施形態 次に図１２を参照し、請求項１７、請求項２０および請
求項２２に対応する第１２実施形態の混合媒体発電シス
テムの構造および作用について説明する。なお、以下の
説明においては、前述した各実施形態と同一の部分には
同一の参照符号を用い、その説明を省略する。

【０１７２】図１２に示したように、本第１２実施形態
の混合媒体発電システム７０は、原子力発電システム
１、冷媒製造装置７１および氷製造装置７２と組み合わ
され、夜間に製造し貯蔵しておいた氷を昼間のピーク電
力需要発生時に解凍し、混合媒体タービンの排気経路を
冷却して混合媒体タービンの出力を増大させることによ
り、昼間のピーク電力需要に対応できるようにした混合
媒体サイクル発電プラント７００を形成している。

【０１７３】原子力発電システム１は、上述した各実施
形態のそれと全く同一であるのでその説明を省略する。

【０１７４】混合媒体発電システム７０は、前述した第
９実施形態の混合媒体発電システム５０における冷媒製
造装置５１および氷製造装置を、それぞれ別個の冷媒製
造装置７１および氷製造装置７２に置き換えたものであ
る。

【０１７５】すなわち、前述した第９実施形態の混合媒
体発電システム５０においては、中圧分離器１１で分離
した高濃度混合媒体蒸気を凝縮させて得た第２復液を、
冷媒製造装置５１の膨張弁５５に導いて断熱膨張させる
ことによりアンモニア冷媒を製造した後、このアンモニ
ア冷媒を氷製造装置４２に直接導いて淡水氷を製造する
ようになっていた。これに対して、本第１２実施形態の
混合媒体発電システム７０においては、第２復液を冷媒
製造装置７１の膨張弁５５で断熱膨張させて得たアンモ
ニア冷媒を用いてプロパンを冷却し凝縮させるととも
に、凝縮させたプロパンを膨張させることによりアンモ
ニア氷製造装置９０においてアンモニア氷を製造するよ
うになっている。

【０１７６】これにより、冷媒製造装置７１はアンモニ
ア冷媒部分とプロパン冷媒部分とを有している。

【０１７７】アンモニア冷媒部分においては、中圧分離
器１１から得られた高濃度混合媒体蒸気を、熱交換器５
３および凝縮器５４において冷却し凝縮させて第２復液
を得る。そして、この第２復液を膨張弁５５に導いて断
熱膨張させ、その温度が大幅に低下したアンモニア冷媒
を得る。このアンモニア冷媒は、熱交換器７３に導かれ
てプロパン冷媒の冷却および凝縮に用いられた後、第１
の多段エジェクタ１３の第１段吸引部１３ｂに導かれ、
混合媒体タービン８からの排気と共に低濃度混合媒体液
に混合され吸収される。

【０１７８】プロパン冷媒部分においては、熱交換器
（凝縮器）７３で凝縮させたプロパン冷媒を膨張弁７４
に導いて断熱膨張させ、その温度が大幅に低下させる。
そして、このプロパン冷媒をアンモニア氷製造装置７２
内の過冷却装置５６に供給し、アンモニア氷の製造に用
いる。過冷却装置５６から排出されたプロパン冷媒は、
電動機７６で駆動される圧縮機７７に導いて圧縮した
後、熱交換器７３に還流させる。

【０１７９】アンモニア氷製造装置７２においては、過
冷却装置５６で過冷却状態にしたアンモニア液を過冷却
解除槽５７に導いてアンモニア氷とした後、アンモニア
氷貯蔵槽５８に移送して貯蔵する。アンモニア氷貯蔵槽
５８に貯蔵されたアンモニア氷は必要に応じて解凍され
てアンモニア冷却液となる。そして、加圧ポンプ５９に
よって熱交換器（冷却手段）６０に供給され、多段エジ
ェクタ１３の第１段駆動ノズル１４ａおよび第２段駆動
ノズル１５ａに供給する低濃度混合媒体液の冷却に用い
られて昇温した後、アンモニア液貯蔵槽７８に導かれ
る。アンモニア液貯蔵槽９４に貯蔵されたアンモニア液
は、循環ポンプ７９によって過冷却装置５６に還流さ
れ、再使用される。なお、熱交換器６０において昇温し
たアンモニア液の一部はアンモニア氷貯蔵槽５８に導か
れ、アンモニア氷の解凍に用いられる。

【０１８０】次に本第１２実施形態の混合媒体発電シス
テム７０の効果について説明する。

【０１８１】上述したように、本第１２実施形態の混合
媒体発電システム７０は、冷媒製造装置７１およびアン
モニア氷製造装置７２を並設したものである。これによ
り、夜間等の電力エネルギー需要の少ない時にアンモニ
ア氷を製造して潜熱の形に変換し貯蔵するとともに、昼
間の電力エネルギー需要の大きい時には貯蔵したアンモ
ニア氷を解凍してアンモニア冷却液を得る。そして、ア
ンモニア冷却液を熱交換器６０に供給し、第１の多段エ
ジェクタ１３の第１段駆動ノズル１４ａおよび第２段駆
動ノズル１５ａに供給する低濃度混合媒体液を冷却する
ので、第１の多段エジェクタ１３に導いた混合媒体ター
ビン８の排気である高濃度混合媒体蒸気を低濃度混合媒
体液に混合し吸収するときの吸収力を高めると同時に、
その際に発生する温度上昇を抑制し、混合媒体タービン
８の出口部分の背圧を低下させて、混合媒体タービン８
の出力を増大させることができる。

【０１８２】したがって、原子力発電プラントや石炭火
力発電プラントのように従来ベースロード運転用に使用
していた発電プラントに、本第１２実施形態のような冷
媒製造装置７１およびアンモニア氷製造装置７２を並設
した混合媒体発電システム７０を組み合わせることによ
り、電力需要の変動に対応可能な混合媒体発電システム
を提供することができる。

【０１８３】すなわち、本第１２実施形態の混合媒体発
電システム７０は、冷媒製造装置７１および氷製造装置
７２の構造が異なるのみで、それ以外の構造は第９実施
形態と同一である。したがって、本第１２実施形態の混
合媒体発電システム７０においても、第９実施形態の混
合媒体発電システム５０と全く同一の効果を得ることが
できる。加えて、アンモニア冷媒を用いてプロパン冷媒
を冷却し凝縮させた後、このプロパン冷媒を用いてアン
モニア氷を製造するので、より一層高い熱効率で氷を製
造することが可能となる。

【０１８４】第１３実施形態 次に図１３を参照し、請求項１８、請求項２０および請
求項２２に対応する第１３実施形態の混合媒体発電シス
テムの構造および作用について説明する。なお、以下の
説明においては、前述した各実施形態と同一の部分には
同一の参照符号を用い、その説明を省略する。

【０１８５】図１３に示したように、本第１３実施形態
の混合媒体発電システム８０は、原子力発電システム
１、冷媒製造装置７１および氷製造装置７２と組み合わ
され、夜間に製造し貯蔵しておいた氷を昼間のピーク電
力需要発生時に解凍し、混合媒体タービンの排気経路を
冷却して混合媒体タービンの出力を増大させることによ
り、昼間のピーク電力需要に対応できるようにした混合
媒体サイクル発電プラント７００を形成している。

【０１８６】原子力発電システム１は、上述した各実施
形態のそれと全く同一であるのでその説明を省略する。

【０１８７】混合媒体発電システム８０は、前述した第
１０実施形態の混合媒体発電システム５０における冷媒
製造装置５１および氷製造装置を、それぞれ別個の冷媒
製造装置７１および氷製造装置７２に置き換えたもので
ある。

【０１８８】すなわち、前述した第１０実施形態の混合
媒体発電システム５０においては、高圧分離器３１で分
離した高濃度混合媒体蒸気の一部を凝縮させて第２復液
を得るとともに、この第２復液を冷媒製造装置５１の膨
張弁５５に導いて断熱膨張させることによりアンモニア
冷媒を製造した後、このアンモニア冷媒を氷製造装置４
２に直接導いて淡水氷を製造するようになっていた。こ
れに対して、本第１３実施形態の混合媒体発電システム
７０においては、第２復液を冷媒製造装置７１の膨張弁
５５で断熱膨張させて得たアンモニア冷媒を用いてプロ
パン冷媒を冷却し凝縮させるとともに、凝縮させたプロ
パン冷媒を膨張させることによりアンモニア氷製造装置
７２においてアンモニア氷を製造するようになってい
る。

【０１８９】これにより、冷媒製造装置７１はアンモニ
ア冷媒部分とプロパン冷媒部分とを有している。

【０１９０】アンモニア冷媒部分においては、高圧分離
器３１から得られた高濃度混合媒体蒸気の一部を、熱交
換器５３および凝縮器５４において冷却し凝縮させて第
２復液を得る。そして、この第２復液を膨張弁５５に導
いて断熱膨張させ、その温度が大幅に低下したアンモニ
ア冷媒を得る。このアンモニア冷媒は、熱交換器７３に
導かれてプロパンの冷却および凝縮に用いられた後、第
１の多段エジェクタ１３の第１段吸引部１３ｂに導か
れ、混合媒体タービン８からの排気と共に低濃度混合媒
体液に混合され吸収される。

【０１９１】プロパン冷媒部分においては、熱交換器
（凝縮器）７３で凝縮させたプロパン冷媒を膨張弁７４
に導いて断熱膨張させ、その温度が大幅に低下させる。
そして、このプロパン冷媒をアンモニア氷製造装置７２
内の過冷却装置５６に供給し、アンモニア氷の製造に用
いる。過冷却装置５６から排出されたプロパン冷媒は、
電動機７６で駆動される圧縮機７７に導いて圧縮した
後、熱交換器７３に還流させる。

【０１９２】アンモニア氷製造装置７２においては、過
冷却装置５６で過冷却状態にしたアンモニア液を過冷却
解除槽５７に導いてアンモニア氷とした後、アンモニア
氷貯蔵槽５８に移送して貯蔵する。アンモニア氷貯蔵槽
５８に貯蔵されたアンモニア氷は必要に応じて解凍され
てアンモニア冷却液となる。そして、加圧ポンプ５９に
よって熱交換器（冷却手段）６０に供給され、第１の多
段エジェクタ１３の第１段駆動ノズル１４ａおよび第２
段駆動ノズル１５ａに供給する低濃度混合媒体液の冷却
に用いられて昇温した後、アンモニア液貯蔵槽７８に導
かれる。アンモニア液貯蔵槽９４に貯蔵されたアンモニ
ア液は、循環ポンプ７９によって過冷却装置５６に還流
され、再使用される。なお、熱交換器６０において昇温
したアンモニア液の一部はアンモニア氷貯蔵槽５８に導
かれ、アンモニア氷の解凍に用いられる。

【０１９３】すなわち、本第１３実施形態の混合媒体発
電システム８０は、冷媒製造装置７１およびアンモニア
氷製造装置７２を並設したものである。これにより、夜
間等の電力エネルギー需要の少ない時にアンモニア氷を
製造して潜熱の形に変換し貯蔵するとともに、昼間の電
力エネルギー需要の大きい時には貯蔵したアンモニア氷
を解凍してアンモニア冷却液を得る。そして、アンモニ
ア冷却液を熱交換器６０に供給し、第１の多段エジェク
タ１３の第１段駆動ノズル１４ａおよび第２段駆動ノズ
ル１５ａに供給する低濃度混合媒体液を冷却するので、
第１の多段エジェクタ１３に導いた混合媒体タービン８
の排気である高濃度混合媒体蒸気を低濃度混合媒体液に
混合し吸収するときの吸収力を高めると同時に、その際
に発生する溶解熱を減少させ、混合媒体タービン８の出
口部分の蒸気圧を低下させて、混合媒体タービン８の出
力を増大させることができる。さらに、昼間の電力エネ
ルギー需要が大きい時には、高圧分離器３１から冷媒製
造装置７１に対する高濃度混合媒体蒸気の分岐供給を停
止し、混合媒体タービン８の出力を最大とする。

【０１９４】したがって、原子力発電プラントや石炭火
力発電プラントのように従来ベースロード運転用に使用
していた発電プラントに、本第１３実施形態のような冷
媒製造装置７１およびアンモニア氷製造装置７２を並設
した混合媒体発電システム７０を組み合わせることによ
り、電力需要の変動に対応可能な混合媒体発電システム
を提供することができる。

【０１９５】すなわち、本第１３実施形態の混合媒体発
電システム８０は、冷媒製造装置７１および氷製造装置
７２の構造が異なるのみで、それ以外の構造は第１０実
施形態と同一である。したがって、本第１３実施形態の
混合媒体発電システム８０においても、第１０実施形態
の混合媒体発電システム６５と全く同一の効果を得るこ
とができる。加えて、アンモニア冷媒を用いてプロパン
冷媒を冷却し凝縮させた後、このプロパン冷媒を用いて
アンモニア氷を製造するので、より一層高い熱効率で氷
を製造することが可能となる。

【０１９６】第１４実施形態 次に図１４を参照し、請求項１９、請求項２０および請
求項２２に対応する第１４実施形態の混合媒体発電シス
テムの構造および作用について説明する。なお、以下の
説明においては、前述した各実施形態と同一の部分には
同一の参照符号を用い、その説明を省略する。

【０１９７】図１４に示したように、本第１４実施形態
の混合媒体発電システム８２は、原子力発電システム
１、冷媒製造装置７１および氷製造装置７２と組み合わ
され、夜間に製造し貯蔵しておいた氷を昼間のピーク電
力需要発生時に解凍し、混合媒体タービンの排気経路を
冷却して混合媒体タービンの出力を増大させることによ
り、昼間のピーク電力需要に対応できるようにした混合
媒体サイクル発電プラント７００を形成している。

【０１９８】原子力発電システム１は、上述した各実施
形態のそれと全く同一であるのでその説明を省略する。

【０１９９】混合媒体発電システム８２は、前述した第
１１実施形態の混合媒体発電システム６７における冷媒
製造装置５１および氷製造装置を、それぞれ別個の冷媒
製造装置７１および氷製造装置７２に置き換えたもので
ある。

【０２００】すなわち、前述した第１１実施形態の混合
媒体発電システム６７においては、中圧分離器４０で分
離した高濃度混合媒体蒸気の一部を凝縮させて第２復液
を得るとともに、この第２復液を冷媒製造装置５１の膨
張弁５５に導いて断熱膨張させることによりアンモニア
冷媒を製造した後、このアンモニア冷媒を氷製造装置４
２に直接導いて淡水氷を製造するようになっていた。こ
れに対して、本第１４実施形態の混合媒体発電システム
８２においては、第２復液を冷媒製造装置７１の膨張弁
５５で断熱膨張させて得たアンモニア冷媒を用いてプロ
パン冷媒を冷却し凝縮させるとともに、凝縮させたプロ
パン冷媒を膨張させることによりアンモニア氷製造装置
７２においてアンモニア氷を製造するようになってい
る。

【０２０１】これにより、冷媒製造装置７１はアンモニ
ア冷媒部分とプロパン冷媒部分とを有している。

【０２０２】アンモニア冷媒部分においては、中圧分離
器４０から得られた高濃度混合媒体蒸気の一部を、熱交
換器５３および凝縮器５４において冷却し凝縮させて第
２復液を得る。そして、この第２復液を膨張弁５５に導
いて断熱膨張させ、その温度が大幅に低下したアンモニ
ア冷媒を得る。このアンモニア冷媒は、熱交換器７３に
導かれてプロパン冷媒の冷却および凝縮に用いられた
後、第１の多段エジェクタ１３の第１段吸引部１４ｂに
導かれ、混合媒体タービン８からの排気と共に低濃度混
合媒体液に混合され吸収される。

【０２０３】プロパン冷媒部分においては、熱交換器
（凝縮器）７３で凝縮させたプロパン冷媒を膨張弁７４
に導いて断熱膨張させ、その温度を大幅に低下させる。
そして、このプロパン冷媒をアンモニア氷製造装置７２
内の過冷却装置５６に供給し、アンモニア氷の製造に用
いる。過冷却装置５６から排出されたプロパン冷媒は、
電動機７６で駆動される圧縮機７７に導いて圧縮した
後、熱交換器７３に還流させる。

【０２０４】アンモニア氷製造装置７２においては、過
冷却装置５６で過冷却状態にしたアンモニア液を過冷却
解除槽５７に導いてアンモニア氷とした後、アンモニア
氷貯蔵槽５８に移送して貯蔵する。アンモニア氷貯蔵槽
５８に貯蔵されたアンモニア氷は必要に応じて解凍され
てアンモニア冷却液となる。そして、加圧ポンプ５９に
よって熱交換器（冷却手段）６０に供給され、第１の多
段エジェクタ１３の第１段駆動ノズル１４ａおよび第２
段駆動ノズル１５ａに供給する低濃度混合媒体液の冷却
に用いられて昇温した後、アンモニア液貯蔵槽７８に導
かれる。アンモニア液貯蔵槽９４に貯蔵されたアンモニ
ア液は、循環ポンプ７９によって過冷却装置５６に還流
され、再使用される。なお、熱交換器６０において昇温
したアンモニア液の一部はアンモニア氷貯蔵槽５８に導
かれ、アンモニア氷の解凍に用いられる。

【０２０５】すなわち、本第１４実施形態の混合媒体発
電システム８２は、冷媒製造装置７１およびアンモニア
氷製造装置７２を並設したものである。これにより、夜
間等の電力エネルギー需要の少ない時にアンモニア氷を
製造して潜熱の形に変換し貯蔵するとともに、昼間の電
力エネルギー需要の大きい時には貯蔵したアンモニア氷
を解凍してアンモニア冷却液を得る。そして、アンモニ
ア冷却液を熱交換器６０に供給し、第１の多段エジェク
タ１３の第１段駆動ノズル１４ａおよび第２段駆動ノズ
ル１５ａに供給する低濃度混合媒体液を冷却するので、
第１の多段エジェクタ１３に導いた混合媒体タービン８
の排気である高濃度混合媒体蒸気を低濃度混合媒体液に
混合し吸収するときの吸収力を高めると同時に、その際
に発生する溶解熱を減少させ、混合媒体タービン８の出
口部分の蒸気圧を低下させて、混合媒体タービン８の出
力を増大させることができる。

【０２０６】したがって、原子力発電プラントや石炭火
力発電プラントのように従来ベースロード運転用に使用
していた発電プラントに、本第１４実施形態のような冷
媒製造装置７１およびアンモニア氷製造装置７２を並設
した混合媒体発電システム７０を組み合わせることによ
り、電力需要の変動に対応可能な混合媒体発電システム
を提供することができる。

【０２０７】すなわち、本第１４実施形態の混合媒体発
電システム８２は、冷媒製造装置７１および氷製造装置
７２の構造が異なるのみで、それ以外の構造は第１１実
施形態と同一である。したがって、本第１４実施形態の
混合媒体発電システム８２においても、第１１実施形態
の混合媒体発電システム６７と全く同一の効果を得るこ
とができる。加えて、アンモニア冷媒を用いてプロパン
冷媒を冷却し凝縮させた後、このプロパン冷媒を用いて
アンモニア氷を製造するので、より一層高い熱効率で氷
を製造することが可能となる。

【０２０８】次に図１５乃至図１７を参照し、上述した
第１実施形態から第１４実施形態の混合媒体発電システ
ムに用いた多段エジェクタ１３の具体的な構造および作
用について説明する。

【０２０９】図１５乃至図１７に示したエジェクタ６０
０は、混合媒体タービン８の排気が流下する管路６０１
の下流側に、第１段目のエジェクタ６０２と第２段目の
エジェクタ６０３および凝縮器６０４とを直列に連設し
たものである。

【０２１０】混合媒体タービンの排気が流下する管路６
０１は、同軸円筒状の外筒６０６および内筒６０７から
形成され、その内側空間６０８の内部を図示上側から下
側に向かって混合媒体蒸気Ｇが流下する。また、外筒６
０６と内筒６０７との間には真空室６０９が設けられ、
混合媒体蒸気Ｇが有する熱エネルギーを外界に逃がさな
い構造となっている。

【０２１１】第１段目のエジェクタ６０２は、同軸円筒
状の外筒６１１および内筒６１２を有し、その内部空間
（吸引部）６１３には混合媒体タービンの排気である高
濃度混合媒体蒸気Ｇが図示上方から流入する。また、外
筒６１１と内筒６１２との間には、その円周方向の全周
にわたって駆動液分配室６１４が液密に形成されてい
る。そして、この駆動液分配室６１４に接続された左右
一対の駆動液供給配管６１５から、中圧分離器若しくは
高圧分離器で分離された低濃度混合媒体液ＬＭが駆動液
として供給される。

【０２１２】前記内部空間６１３には、互いに平行にか
つ水平方向に一直線状に延びる複数の駆動液分配管６１
６が配置されている。これらの駆動液分配管６１６は、
その両端がそれぞれ駆動液分配室６１４に開口し、駆動
液分配室６１４から駆動液が流入する。また、各駆動液
分配管６１６の下面には、上下方向に延びる複数の第１
段駆動ノズル６１７の上端部がそれぞれ接続されてい
る。

【０２１３】この第１段目のエジェクタ６０２の下部に
は、上下方向に所定の間隔を開けて水平に延びる上下一
対の隔壁６１８，６１９と、内筒６１２と同軸の内筒６
２０とによって、ノズル側室６２１が形成されている。
そしてこのノズル側室６２１には、各駆動ノズル６１７
と同軸にかつ１対１に対応する第１段本体ノズル６２２
が上下方向に貫通するように配設されている。なお、ノ
ズル側室６２１の内部は真空状態に保たれ、駆動液分配
室６１４に供給される低濃度混合媒体液ＬＭによって本
体ノズル６２２の温度が容易に上昇しないようになって
いる。

【０２１４】第２段目のエジェクタ６０３は、同軸円筒
状の外筒６２４および内筒６２５を有し、その内部空間
（吸引部）６２６には第１段目のエジェクタ６０２の第
１段本体ノズル６２２から噴出する混合媒体が図示上方
から流入する。また、外筒６２４と内筒６２５との間に
は、その円周方向の全周にわたって駆動液分配室６２７
が液密に形成されている。そして、この駆動液分配室６
２７に接続された左右一対の駆動液供給配管６２８か
ら、中圧分離器若しくは高圧分離器で分離された低濃度
混合媒体液ＬＭが駆動液として供給される。

【０２１５】内部空間６２６には、互いに平行にかつ水
平方向に一直線状に延びる複数の駆動液分配管６２９が
配置されている。これらの駆動液分配管６２９は、その
両端がそれぞれ駆動液分配室６２７に開口し、駆動液分
配室６２７から駆動液が流入する。また、各駆動液分配
管６２７の下面には、上下方向に延びる複数の第２段駆
動ノズル６３０の上端部がそれぞれ接続されている。な
お、これらの駆動ノズル６３０は、第１段目のエジェク
タ６０２の第１段本体ノズル６２２と同軸にかつ１対１
に対応するように配設されている。

【０２１６】第２段目のエジェクタ６０３の下部には、
上下方向に所定の間隔を開けて水平に延びる上下一対の
隔壁６３２，６３３と内筒６３４とにより、ノズル側室
６３５が形成されている。そしてこのノズル側室６３５
には、各第２段駆動ノズル６３０と同軸にかつ１対１に
対応する第２段本体ノズル６３６が上下方向に貫通する
ように配設されている。なお、ノズル側室６３５の内部
は真空状態に保たれ、駆動液分配室６２７に供給される
低濃度混合媒体液ＬＭによって本体ノズル６３６の温度
が容易に上昇しないようになっている。

【０２１７】さらに、駆動液分配管６２９および第２段
駆動ノズル６３０の周囲には気液分離用の複数の斜板６
３１が配設され、第１段目のエジェクタ６０２の第１段
本体ノズル６２２から内部空間（第２段吸引部）６２６
内に噴出される混合媒体に含まれる混合媒体液が、本体
ノズル６３６内に直接流入しないようにしている。

【０２１８】加えて、上側の隔壁６３２には、第２段本
体ノズル６３６同士の間の部分に複数の貫通孔６３７が
貫設されている。そしてこれらの貫通孔６３７は、ノズ
ル側室６３５内を水平に貫通して第２段目のエジェクタ
６０３の外部に至る複数の配管（中間復液取出手段）６
３８にそれぞれ連通している。

【０２１９】凝縮器６０４は、円筒状の内筒６４１によ
って形成される内部空間６４２を有している。そして、
この内部空間６４２には、第２段目のエジェクタ６０３
の本体ノズル６３６から噴出される混合媒体が図示上方
から流入する。

【０２２０】また、内筒６４１の図示左側の部分には、
外壁６４３と内筒６４１とによって分配室６４４が形成
されている。そして、この分配室６４４には、配管６４
５によって冷却用媒体としての海水が供給される。な
お、分配室６４４の上部には真空室６４６が配設され、
第２段目のエジェクタ６０３に供給される低濃度混合媒
体液ＬＭによって海水の温度が上昇しないようになてい
る。

【０２２１】同様に、内筒６４１の図示右側の部分に
は、外壁６４７と内筒６４１とによって集合室６４８が
形成されている。この集合室６４８には配管６４９が接
続され、その内部の海水を外部に排出するようになって
いる。なお、集合室６４８の上部には真空室６５０が配
設され、第２段目のエジェクタ６０３に供給される低濃
度混合媒体液ＬＭの温度の影響を遮断するようになって
いる。

【０２２２】また、内部空間６４２の内部には、図示左
側の端部が分配室６４４内に開口するとともに図示右側
の端部が集合室６４８内に開口する多数の熱交換用配管
６５１が配設されている。これにより、分配室６４４内
に供給された海水は、各熱交換用配管６５１の内部を通
って集合室６４８に至り、配管６４９を介して海洋に放
出される。そして、第２段目のエジェクタ６０３の本体
ノズル６３６から噴出される混合媒体は、これらの熱交
換用配管６５１の間を通過するようになっている。

【０２２３】次に、上述したエジェクタ６００の作用に
ついて説明する。

【０２２４】混合媒体タービンの排気である高濃度混合
媒体蒸気Ｇは、管路６０１を通って第１段目のエジェク
タ６０２の内部空間８０２内に流入する。一方、中圧分
離器若しくは高圧分離器で分離された低濃度混合媒体液
ＬＭは、左右一対の駆動液供給配管６１５を介して駆動
液分配室６１４に供給された後、複数の駆動液分配管６
１６を介して各第１段駆動ノズル６１７に供給される。
そして、各第１段駆動ノズル６１７に供給された低濃度
混合媒体液ＬＭは、各第１段駆動ノズル６１７内の縮拡
部を通過する際に気液二相流となり、高速度で各第１段
本体ノズル６２２内に噴出する。これに伴い、各第１段
駆動ノズル６１７の周囲に存在する高濃度混合媒体蒸気
Ｇは各第１段本体ノズル６２２内に吸引され、低濃度混
合媒体液ＬＭと効率良く混合し吸収される。

【０２２５】これにより、混合媒体タービン８の排気で
ある高濃度混合媒体蒸気Ｇを低濃度混合媒体液ＬＭに吸
収するときに発生する熱で温度が上昇し、混合媒体ター
ビン８の背圧が上昇することを防止できる。さらに、低
濃度混合媒体液ＬＭを各第１段駆動ノズル６１７から各
第１段本体ノズル６２２内に高速度で噴出させることに
より生じる吸引効果により、この第１段目のエジェクタ
６０２内の圧力を低下させることができるから、混合媒
体タービン８の背圧を低圧させてその出力を増大させる
ことができる。

【０２２６】各第１段本体ノズル６２２から噴出する混
合媒体は、高速度で第２段目のエジェクタ６０３内に流
入する。第２段目のエジェクタ６０３の内部空間（第２
段吸引部）６２６内には、蒸気状態の混合媒体と液体状
態の混合媒体液とが混ざり合った状態で第１段目のエジ
ェクタ６０２の各本体ノズル６２２から噴出する。この
とき、内部空間６２６内には多数の気液分離用の斜板６
３１が設けられているので、第２段目のエジェクタ６０
３の内部空間６２６内に流入した混合媒体は、蒸気状態
の混合媒体と液体状態の混合媒体とに気液分離される。
これにより、第２段目のエジェクタ６０３の第２段本体
ノズル６３６内には、蒸気状態の混合媒体のみが吸引さ
れることとなる。

【０２２７】これに対して、斜板６３１によって気液分
離され、若しくは第２段目のエジェクタ６０３内で復液
した液体状態の混合媒体は、上側の隔壁６３２に貫設さ
れた連通孔６３７内を流下し、配管（中間復液取出手
段）６３８を介して第２段目のエジェクタ６０３の外部
に中間復液として取り出される。

【０２２８】他方、中圧分離器若しくは高圧分離器で分
離された低濃度混合媒体液ＬＭは、左右一対の駆動液供
給配管６２８を介して駆動液分配室６２７に供給された
後、複数の駆動液分配管６２９を介して各第２段駆動ノ
ズル６３０に供給される。そして、各第２段駆動ノズル
６３０に供給された低濃度混合媒体液ＬＭは、各第２段
駆動ノズル６３０内の縮拡部を通過する際に気液二相流
となり、高速度で各第２段本体ノズル６３６内に噴出す
る。これに伴い、各第２段駆動ノズル６３０の周囲に存
在する高濃度混合媒体蒸気Ｇは各第２段本体ノズル６３
６内に吸引され、低濃度混合媒体液ＬＭと効率良く混合
し吸収される。

【０２２９】これにより、高濃度混合媒体蒸気を低濃度
な混合媒体液に吸収するときに発生する熱で第２段目の
エジェクタ６０３内の温度が上昇し、混合媒体タービン
８の背圧が上昇することを防止できる。また、混合媒体
液を各駆動ノズル６３０から各本体ノズル６３６内に高
速度で噴出させることにより生じる吸引効果により、混
合媒体タービン８の背圧の低圧化を実現し、混合媒体タ
ービンの出力を増大させることができる。

【０２３０】また、各第２段駆動ノズル６３０から各第
２段本体ノズル６３６内に噴出する低濃度混合媒体液Ｌ
Ｍを冷却し、その温度を低下させておくことにより、低
濃度混合媒体液ＬＭが高濃度混合媒体蒸気Ｇを混合し吸
収することによって発生する溶解熱の発生を抑制するこ
とができる。これにより、第２段目のエジェクタ６０３
内部の圧力を低下させることができるから、第１段目の
エジェクタ６０２内部の圧力、したがって管路６０１内
部の圧力を低下させ、混合媒体タービン８の背圧を低下
させてその出力を増大させることができる。

【０２３１】さらに、第２段目のエジェクタ６０３にお
いては、その内部空間６２６内で復液した中間復液を外
部に取り出すので、高濃度混合媒体蒸気Ｇを低濃度混合
媒体液ＬＭ内に混合し吸収する際に生じる温度上昇を防
止して混合媒体タービン８の背圧を低下させ、混合媒体
タービンの出力を増大させることができる。

【０２３２】加えて、第１段目のエジェクタ６０２と第
２段目のエジェクタ６０３とが互いに直列に連設させて
いるので、その相乗効果により、混合媒体タービンの排
気出口部における背圧を大幅に低下させることができ
る。

【０２３３】また、第２段目の各第２段本体ノズル６３
６から噴出される混合媒体は、凝縮器６０４の内部空間
６４２内に高速度で流入する。このとき、低濃度混合媒
体液ＬＭが各本体ノズル６３６から高速な気液二相流と
なって凝縮器６０４内に流入するので、凝縮器６０４の
熱交換パイプ６５１との熱交換の効率を高めることがで
き、凝縮器６０４をコンパクト化してその建設費削減に
寄与することができる。

【０２３４】次に図１８乃至図２０を参照し、上述した
多段エジェクタ６００の変形例について説明する。

【０２３５】図１５乃至図１８に示したエジェクタ６０
０においては、第１段目のエジェクタ６０２の各第１段
駆動ノズル６１７および各第１段本体ノズル６２２と、
第２段目のエジェクタ６０３の各第２段駆動ノズル６３
０および各第２段本体ノズル６３６とが、１対１に対応
しつつ互いに同軸に並ぶように配設されていた。

【０２３６】これに対して、図１８乃至図２０に示した
多段エジェクタ７００は、第１段目のエジェクタ６０２
の各第１段駆動ノズル６１７および各第１段本体ノズル
６２２と、第２段目のエジェクタ６０３の各第２段駆動
ノズル６３０および各第２段本体ノズル６３６とを、互
いに同軸に並ぶことがないように配設したものである。
これにより、第１段本体ノズル６２２から第２段吸引部
６２６内に噴出する混合媒体が第２段駆動ノズル６３０
に直接衝突することを防止できるから、混合媒体をより
高速度で第１段本体ノズル６２２から噴出させ、第１段
目のエジェクタ６０２による高濃度混合媒体蒸気の低濃
度混合媒体液への混合吸収作用をより効果的に実行する
ことができる。

【０２３７】以上、本発明に係る混合媒体発電システム
と多段エジェクタの各実施形態ついて詳しく説明した
が、本発明は上述した実施形態によって限定されるもの
ではなく、種々の変更が可能であることは言うまでもな
い。例えば、上述した多段エジェクタ６００は、第１段
目のエジェクタ６０２に、一つの第２段目のエジェクタ
６０３を直列に連設した構造である。これに対して、互
いに直列に連設させた複数の第２段目のエジェクタ６０
３を、第１段目のエジェクタ６０２に直列に連設させる
構造とすれば、混合媒体タービン８の背圧をより一層低
下させ、混合媒体タービン８の出力をより一層増大させ
ることができるばかりでなく、複数の第２段目のエジェ
クタ６０３からそれぞれ中間復液を取り出すことにより
排熱を確実に回収し、熱効率をより一層向上させること
ができる。

【０２３８】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の混合媒体発電システムにおいて高濃度混合媒体蒸気を
低濃度混合媒体液に混合し吸収するために用いる混合吸
収手段は、第１段目の混合吸収手段と第２段目の混合吸
収手段とを互いに直列に連設させた多段形の構造となっ
ている。これにより、第１段目および第２段目の混合吸
収手段の各駆動ノズルから各本体ノズル内に混合媒体液
を高速度で噴出させることにより各吸引部内に生じる吸
引効果が、直列的に累積して作用するので、混合媒体タ
ービンの出口における背圧を最も低くしてその出力を増
大させることができる。また、第２段目の吸引部内で復
液した中間復液を取り出すので、高濃度混合媒体蒸気を
低濃度混合媒体液に混合し吸収する際に生じる温度上昇
を抑制し、混合媒体タービンの背圧を低下させることが
できる。また、第２段目の吸引部から外部に取り出した
中間復液を用いて復液手段から得られる復液を加熱する
ことができるから、中間復液から排熱を回収し、混合媒
体発電システムの熱効率をより一層向上させることがで
きる。また、本発明の混合媒体発電システムは、高濃度
混合媒体蒸気を凝縮させて得た復液を断熱膨張させて冷
媒を製造する冷媒製造手段と、前記冷媒を用いて氷を製
造し貯蔵する氷製造手段と、前記氷を解凍して得た冷却
液を用いて前記混合媒体タービンの排気経路を冷却する
冷却手段とをさらに備える。これにより、夜間等の電力
エネルギー需要の少ない時に氷を製造して潜熱の形に変
換し貯蔵するとともに、昼間の電力エネルギー需要の大
きい時には貯蔵した氷を解凍して冷却液を得る。そし
て、混合媒体タービンの排気経路に設けた冷却手段に冷
却液を供給することにより混合媒体タービン出口の蒸気
圧を低下させ、混合媒体タービンの出力を増大させるこ
とができるから、昼間のピーク電力需要に対応させて運
転可能な混合媒体発電システムを提供することができ
る。したがって、本発明によれば、混合媒体タービンの
背圧を低下させることによって混合媒体タービンの出力
を増大させ、より一層高い効率で発電できるようにする
とともに、昼間のピーク電力需要に対応させて運転でき
るように改良された混合媒体発電システムを提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態の混合媒体発電システムの構造を
模式的に示す系統図。

【図２】第２実施形態の混合媒体発電システムの構造を
模式的に示す系統図。

【図３】第３実施形態の混合媒体発電システムの構造を
模式的に示す系統図。

【図４】第４実施形態の混合媒体発電システムの構造を
模式的に示す系統図。

【図５】第５実施形態の混合媒体発電システムの構造を
模式的に示す系統図。

【図６】第６実施形態の混合媒体発電システムの構造を
模式的に示す系統図。

【図７】第７実施形態の混合媒体発電システムの構造を
模式的に示す系統図。

【図８】第８実施形態の混合媒体発電システムの構造を
模式的に示す系統図。

【図９】第９実施形態の混合媒体発電システムの構造を
模式的に示す系統図。

【図１０】第１０実施形態の混合媒体発電システムの構
造を模式的に示す系統図。

【図１１】第１１実施形態の混合媒体発電システムの構
造を模式的に示す系統図。

【図１２】第１２実施形態の混合媒体発電システムの構
造を模式的に示す系統図。

【図１３】第１３実施形態の混合媒体発電システムの構
造を模式的に示す系統図。

【図１４】第１４実施形態の混合媒体発電システムの構
造を模式的に示す系統図。

【図１５】多段エジェクタの一実施形態を模式的に示す
縦断面図。

【図１６】図１５中に示したＡ−Ａ破断線に沿った縦断
面図。

【図１７】図１５中に示したＢ−Ｂ破断線に沿った水平
断面図。

【図１８】エジェクタの他の実施形態を模式的に示す縦
断面図。

【図１９】図１８中に示したＣ−Ｃ破断線に沿った縦断
面図。

【図２０】図１８中に示したＤ−Ｄ破断線に沿った水平
断面図。

【符号の説明】

１ 原子力発電システム ２ 原子炉 ３ 水蒸気タービン ４ 発電機 ５ 加熱源 ６ 循環ポンプ ７ 第１実施形態の混合媒体発電システム ８ 混合媒体タービン ９ 発電機 １１ 中圧分離器 １２ 減圧弁 １３ 多段混合吸収手段 １４ 第１段目の混合吸収手段 １５ 第２段目の混合吸収手段 １６ 復液手段 １８ 復液供給手段 １９ 熱交換器 ２０ 第２の多段エジェクタ ２１ 第１段目の混合吸収手段 ２２ 第２段目の混合吸収手段 ２３ 復液手段 ２４ 復液供給手段 ２５ 熱交換器 ２６ 第２実施形態の混合媒体発電システム ２７ 中間復液供給手段 ３０ 第３実施形態の混合媒体発電システム ３１ 高圧分離器 ３２ 熱交換器 ３４ 第４実施形態の混合媒体発電システム ３７ 第５実施形態の混合媒体発電システム ３８ 高圧分離器 ３９ 減圧弁 ４０ 中圧分離器 ４１ 混合媒体タービン ４３ 第６実施形態の混合媒体発電システム ４５ 第７実施形態の混合媒体発電システム ４６ 加圧手段 ４７ 第８実施形態の混合媒体発電システム ５０ 第９実施形態の混合媒体発電システム ５１ 冷媒製造装置 ５２ 氷製造装置 ５３ 熱交換器 ５４ 復液器 ５５ 膨張弁 ５６ 熱交換器 ５７ 過冷却解除槽 ５８ 氷貯蔵槽 ５９ 加圧手段 ６０ 熱交換器 ６２ 加圧手段 ６５ 第１０実施形態の混合媒体発電システム ６７ 第１１実施形態の混合媒体発電システム ７０ 第１２実施形態の混合媒体発電システム ７１ アンモニア冷媒製造装置 ７２ アンモニア氷製造装置 ７３ 熱交換器 ７４ 膨張弁 ７６ 電動モータ ７７ 圧縮機 ７８ アンモニア液貯蔵槽 ７９ 加圧手段 ８０ 第１３実施形態の混合媒体発電システム ８２ 第１４実施形態の混合媒体発電システム １００，１１０ 混合媒体サイクル発電プラント ２００，２１０ 混合媒体サイクル発電プラント ３００，３１０，３２０，３３０ 混合媒体サイクル発
電プラント ４００，４１０，４２０ 混合媒体サイクル発電プラン
ト ５００，５１０，５２０ 混合媒体サイクル発電プラン
ト ６００ 一実施形態の多段混合吸収手段 ６０１ 管路 ６０２ 第１段目の混合吸収手段 ６０３ 第２段目の混合吸収手段 ６０４ 復液器 ７００ 他の実施形態の多段エジェクタ ７０１ 第２段目の混合吸収手段

フロントページの続き (72)発明者 武 内 豊 神奈川県川崎市川崎区浮島町２番１号 株 式会社東芝浜川崎工場内 (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 (72)発明者 丸 目 隆 之 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 尾 形 朋 子 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 河 野 俊 二 神奈川県横浜市鶴見区末広町２丁目４番地 株式会社東芝京浜事業所内 (72)発明者 日 置 秀 明 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝横浜事業所内 Ｆターム(参考） 3G081 BB07 BC07 BD04 DA16

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】沸点が異なる媒体を混合した混合媒体を用
   いて発電を行う混合媒体発電システムであって、 加熱源で混合媒体を加熱して得た混合媒体蒸気により作
   動して発電機を駆動する混合媒体タービンと、 この混合媒体タービンの排気が供給される第１段吸引
   部、混合媒体液が供給される第１段駆動ノズル、この第
   １段駆動ノズルから前記混合媒体液をその内部に高速度
   で噴出すると前記吸引部から前記排気がその内部に吸引
   されて前記混合媒体液に混合し吸収される第１段本体ノ
   ズル、を含む第１段目の混合吸収手段、 および、前記第１段目の混合吸収手段の第１段本体ノズ
   ルから噴出される混合媒体がその内部に供給される第２
   段吸引部、前記混合媒体液が供給される第２段駆動ノズ
   ル、この第２段駆動ノズルから前記混合媒体液をその内
   部に高速度で噴出すると前記第２段吸引部から前記混合
   媒体がその内部に吸引されて前記混合媒体液に混合し吸
   収される第２段本体ノズル、を含む前記第１段目の混合
   吸収手段に直列に連設された第２段目の混合吸収手段、 を有する多段混合吸収手段と、 この多段混合吸収手段の前記第２段本体ノズルから噴出
   される混合媒体を冷却して凝縮させ復液とする復液手段
   と、 前記復液を前記加熱源に供給する復液供給手段と、を備
   えることを特徴とする混合媒体発電システム。
2. 【請求項２】前記多段混合吸収手段は、互いに直列に連
   設された状態で前記第１段目の混合吸収手段に直列に連
   設される、複数の前記第２段目の混合吸収手段を有する
   ことを特徴とする請求項１に記載の混合媒体発電システ
   ム。
3. 【請求項３】前記第２段目の混合吸収手段の前記第２段
   吸引部内で復液した中間復液を、前記第２段目の混合吸
   収手段の外部に取り出す中間復液取出手段をさらに備え
   ることを特徴とする請求項１または２に記載の混合媒体
   発電システム。
4. 【請求項４】外部に取り出した前記中間復液との熱交換
   により前記復液手段から得られる前記復液を加熱する熱
   交換器をさらに備えることを特徴とする請求項３に記載
   の混合媒体発電システム。
5. 【請求項５】前記熱交換器における熱交換によってその
   温度が低下した前記中間復液を、加圧手段により加圧し
   て前記第２段目の混合吸収手段の前記第２段駆動ノズル
   に供給することを特徴とする請求項４に記載の混合媒体
   発電システム。
6. 【請求項６】前記第２段目の混合吸収手段は、前記第１
   段本体ノズルから前記第２段吸引部内に噴出する混合媒
   体に含まれる液体状態の混合媒体が、前記第２段本体ノ
   ズル内に直接流入しないように、気体状態の混合媒体と
   液体状態の混合媒体とを気液分離する気液分離手段をさ
   らに有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか
   に記載の混合媒体発電システム。
7. 【請求項７】前記第１段目の混合吸収手段が有する第１
   段駆動ノズルおよび第１段本体ノズルと、前記第２段目
   の混合吸収手段が有する第２段駆動ノズルおよび第２段
   本体ノズルとを、互いに同軸とならないように配置する
   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
   合媒体発電システム。
8. 【請求項８】前記加熱源で加熱された混合媒体を低沸点
   媒体の濃度が高い高濃度混合媒体蒸気と低沸点媒体の濃
   度が低い低濃度混合媒体液とに分離する分離手段をさら
   に備え、 かつこの分離手段において分離した前記高濃度混合媒体
   蒸気を前記混合媒体タービンに供給するとともに、前記
   分離手段で分離した前記低濃度混合媒体液を前記第１お
   よび第２混合吸収手段の前記第１および前記第２の駆動
   ノズルにそれぞれ供給する、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発電システム。
9. 【請求項９】前記混合媒体の蒸気を凝縮させて得た復液
   を断熱膨張させて冷媒を製造する冷媒製造手段と、 前記冷媒を用いて氷を製造し貯蔵する氷製造手段と、 前記氷を解凍して得た冷却液を用いて前記混合媒体ター
   ビンの排気経路を冷却する冷却手段と、をさらに備える
   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
   合媒体発電システム。
10. 【請求項１０】前記冷媒製造手段は、前記冷媒を用いて
    第２の冷媒を冷却し凝縮させる凝縮器と、凝縮させた前
    記第２の冷媒を断熱膨張させる膨張弁と、断熱膨張させ
    た前記第２の冷媒との熱交換を行う熱交換器と、熱交換
    させた前記第２の冷媒を圧縮して前記凝縮器に供給する
    圧縮機とをさらに備え、 前記氷製造手段は、前記熱交換器における前記第２の冷
    媒との熱交換により氷を製造することを特徴とする請求
    項９に記載の混合媒体発電システム。
11. 【請求項１１】前記冷却手段は、前記冷却液との熱交換
    により、前記第１段混合吸収手段の第１段駆動ノズルお
    よび前記第２段混合吸収手段の前記第２段駆動ノズルに
    それぞれ供給する混合媒体液を冷却する熱交換器である
    ことを特徴とする請求項９または１０に記載の混合媒体
    発電システム。
12. 【請求項１２】前記第１段混合吸収手段および前記第２
    段混合吸収手段は、その壁部が二重に形成されて、その
    内部に真空断熱空間を有することを特徴とする請求項１
    乃至１１のいずれかに記載の混合媒体発電システム。