JP2003269113A - 複合エネルギーシステム - Google Patents

複合エネルギーシステム

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JP2003269113A
JP2003269113A JP2002072523A JP2002072523A JP2003269113A JP 2003269113 A JP2003269113 A JP 2003269113A JP 2002072523 A JP2002072523 A JP 2002072523A JP 2002072523 A JP2002072523 A JP 2002072523A JP 2003269113 A JP2003269113 A JP 2003269113A
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liquid
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Arata Ito
新 伊藤
Seiichi Yokobori
誠一 横堀
Tatsuo Miyazawa
竜雄 宮沢
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Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】建設費用が低く、熱媒体等を確実安価に生成し
使用して運転コストの低い複合エネルギーシステムを提
供することを目的とする。 【解決手段】高温高圧の水蒸気を生成して電力を発生す
るとともに廃熱を利用して液体窒素と液体酸素および氷
を製造する熱カスケードシステム１と、前記氷の冷熱を
供給される農水産複合システム６および空調施設８と、
前記氷の冷熱および前記液体窒素の冷熱を供給される廃
棄物・汚泥処理施設７とを備えた構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、発電プラントで生
成した蒸気を分岐して吸収式冷凍機に導いて冷媒を生成
し、タービンに導いて発電機を駆動して発電を行い、そ
の排気蒸気で低沸点媒体発電プラントの発電機を駆動し
て発電を行い、吸収式冷凍機で生成した冷媒で深冷式空
気分離機の原料空気の冷却を行い、液体空気を分離して
得られた酸素を用いて化石燃料発電プラントの燃料を炭
酸ガス雰囲気中酸素燃焼させ、得られる冷熱、温熱、炭
酸ガスを農水産複合システム、廃棄物・汚泥処理施設お
よび空調施設に供給する複合エネルギーシステムに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】和歌山マリーナシティに隣接する関西電
力（株）海南発電所ではタービン抽気蒸気熱をスチーム
コンバータで熱交換して二次蒸気を製造し、地域に熱供
給している。すなわち、二次蒸気を直接供給して暖房・
給湯を行うとともに吸収式冷凍機に供給して冷水を製造
して冷熱を供給している。
【０００３】東京電力（株）、東電設計（株）、（株）
東芝は、ナウル共和国に100kWの海洋温度差発電設備を
設置して実用プラント設計用のデータを採取している。
この海洋温度差発電設備は、作動媒体にフロン(R-22)を
使用している。
【０００４】早稲田大学では、ガスタービン複合発電装
置のボトミングに水・アンモニア混合媒体発電装置とア
ンモニア吸収式冷凍機を付設した電力・冷熱供給コンバ
インドシステム試験装置を設置して実験を行っている。
試験結果をまとめた特許出願がなされている（特開2001
-73717号公報）。
【０００５】電力中央研究所では循環型によるヒラメの
養殖実験を行い、ヒラメ１kgの生産に要する費用を計算
し、種苗として284円、飼料として349円、電気代として
671円（ヒートポンプ：41％、循環ポンプ：36％、紫外
線照射装置：15％、ブロアー：8％）、合計1,304円を示
している。設備の耐用年数を10年としての設備費は、ヒ
ラメ１kg当たりで592円を見積もっている。飼育密度は
水槽底面積当たり30kg/m2、飼育水量当たり50kg/m2の生
産量になると言われている。循環型は掛け流し式に比べ
て生産費用は高くなるが、生存率の向上や成長促進が達
成され、自然環境への汚濁負荷低減効果が多大である
（日野明徳、他２名編集：“水産養殖とゼロエミッショ
ン研究”、水産学シリーズ 123、日本水産学会監修、
恒星社厚生閣、平成10年10月１日発行）。
【０００６】特開平8-33434号公報には複数個の水耕栽
培ベッドを環状にして所定の間隔で重設して植物を立体
的に栽培して空間効率を向上させる水耕栽培器が開示さ
れている。
【０００７】特開平6-233634号公報には水耕栽培ベッド
片を傾斜させた栽培面内を水平方向に移動可能にし、植
物の成長に従いベッド間隔を広くし、装置の利用効率を
高め、作業性を向上させた栽培装置が開示されている。
【０００８】特開平11-196671号公報には人工光を照射
して植物の育成を調整するために半導体レーザを用いて
波長670〜685nmの赤色光と、青色蛍光灯を用いて波長40
0〜500nmの青色光を照射することと、定植部の表面で赤
色光の光強度を250〜500μmol/m2/sに保ちながら照射す
る植物栽培方法が開示されている。
【０００９】特開平10-23837号公報には植物を栽培する
ための農場と、動物を飼育するための畜産場と、魚介類
を養殖するための養魚場とを同一施設内に立体的に配置
し、これらの間、および動物のし尿処理装置と排水の浄
水装置間とを配管で結合した食料生産プラントが開示さ
れている。
【００１０】特開2001-162267号公報には、凍結濃縮装
置の後に蒸気再圧縮濃縮装置を配置し、省水・省エネル
ギーで濃縮と減容を可能にする溶媒分離濃縮方法とその
装置が開示されている。
【００１１】特開2001-96260号公報には、純酸素と水蒸
気あるいは炭酸ガスと混合された酸素富化ガスで廃棄物
を熔融し低温熱分解する無公害で煙突の必要の無い廃棄
物処理工程が開示されている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】上述の従来の火力発電
所や、原子力発電所においては水のランキングサイクル
が採用されているために常温近辺で蒸気圧が零近くにな
り、熱回収が困難になってくる。200メートル以深の海
には７℃程度の海洋深層水と称される低温の海水が存在
するが、この低温の海水を復水器の冷却に用いても低圧
蒸気圧より機械エネルギーを回収できないため、結果と
して熱回収ができないために発電効率向上ができない。
また、外気温度が零度以下になる地域や季節においてこ
の冷熱を有効に電力に変換することができない。
【００１３】フロンを媒体とした前述の海洋温度差発電
は実証試験まで終了しているが、オゾンホールの問題で
フロンは全廃する方向であるために、自然物質であるア
ンモニアを媒体としたシステム構築が必要である。海洋
温度差発電で利用できる高低温源の温度差が小さいため
発電効率が小さくなり、高温側、低温側に設置される大
型の熱交換器の製作費を賄えない問題がある。
【００１４】早稲田大学の、ガスタービンコンバインド
発電プラントに水・アンモニア混合媒体発電装置とアン
モニア吸収式冷凍機を付設した前述の試験装置では、海
洋温度差発電装置に比較して、水・アンモニア混合媒体
発電装置の高温側の熱交換器は、ガスタービンコンバイ
ンド発電プラントの復水器を共用するため建設費削減効
果はあるが、低温度差で熱回収を行う必要があるために
復液器が大型になっている問題の解決はできていない。
また、水・アンモニア混合媒体発電装置とアンモニア吸
収式冷凍機においては共通する大型機器がそれぞれ使用
されているために機器共用化による建設費削減の余地が
存在する。
【００１５】ヒラメは漁価が高く、需要も大きいために
大量に養殖してもコスト割れの発生が少ない魚種である
が、適水温が20℃程度と高いために周年養殖を行うため
には加熱の必要がある。電力中央研究所の前記実験施設
では、ヒートポンプでの加熱を行っているが生産コスト
の40％程度も占め、加熱コストを下げるのが重要な課題
になっている。
【００１６】特開平8-33434号公報に開示されている水
耕栽培ベッドを立体配置することで装置の利用効率を高
めるという発明は、稲の栽培のような場合には傾斜ベッ
ドであると循環水動力が大きくなり、環状の重設ベッド
では大量栽培に不向きである等の問題がある。
【００１７】特開平10-23837号公報に開示されている農
場、畜産場、養魚場を立体的に配置することで生産性を
上げるという発明は、これらの施設を立体配置すると施
設建設費が高くなりコスト確保の問題もあるが、淡水魚
の養殖より海水魚の養殖の方が需要面から有利な所があ
るが、海水魚養殖廃棄物を農場で利用するための方策の
提示が無い。
【００１８】特開2001-162267号公報においては、凍結
濃縮方法が省エネになることが言われているが、低温冷
媒を如何に安価に生成するかが問題であり、安価に生成
する方法が提示されていない。
【００１９】特開2001-96260号公報に開示されている廃
棄物処理に炭酸ガス雰囲気中酸素燃焼法を利用するシス
テムは、このシステムにおいて使用する酸素を如何に安
価に入手するかが問題であるが、深冷式空気分離機を利
用して入手する方法しか提示されていない。そこで、本
発明は、建設費用が低く、熱媒体等を確実安価に生成し
使用して運転コストの低い複合エネルギーシステムを提
供することを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１の発明は、高温高圧の水蒸気を生成して電力
を発生するとともに廃熱を利用して液体窒素と液体酸素
および氷を製造する熱カスケードシステムと、前記氷の
冷熱を供給される農水産複合システムおよび空調施設
と、前記氷の冷熱および前記液体窒素の冷熱を供給され
る廃棄物・汚泥処理施設とを備えた構成とする。
【００２１】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、熱カスケードシステムは、天然ガスを燃料としてボ
イラーで生成した水蒸気によって水蒸気タービンを駆動
して発電を行い水蒸気タービン駆動後の水蒸気を復水器
によって復水して前記ボイラーに循環する天然ガスター
ビン複合発電プラントと、この天然ガスタービン複合発
電プラントの前記復水器の熱交換部に低沸点媒体を流
し、熱交換を行って高濃度媒体蒸気と低濃度媒体液に分
離し高濃度媒体蒸気によって低沸点媒体タービンを駆動
して発電を行う低沸点媒体発電プラントと、前記天然ガ
スタービン複合発電プラントから導かれた水蒸気で水・
アンモニア混合媒体を加熱しアンモニア蒸気と低濃度混
合媒体液に分離して冷媒を生成するアンモニア吸収式冷
凍機と、このアンモニア吸収式冷凍機から導かれた冷媒
で氷を生成する氷製造システムと、前記アンモニア吸収
式冷凍機から導入された冷媒を用いて原料空気および前
記天然ガスタービン複合発電プラントから供給される炭
酸ガスを冷却して液体窒素、液体酸素および液体炭酸ガ
スを製造する深冷式空気分離機・炭酸ガス液化システム
と、前記液体窒素、前記液体酸素、前記液体炭酸ガスお
よび液化天然ガスに対して熱交換を行って冷熱を貯蔵
し、高圧の酸素ガスおよび天然ガスを前記天然ガスター
ビン複合発電プラントに供給し、低温冷媒を前記深冷式
空気分離機・炭酸ガス液化システムに供給する貯蔵冷熱
変換システムとを備えた構成とする。
【００２２】請求項３の発明は、請求項２の発明におい
て、氷製造システムは海水より氷を製造し、海水を凍結
させて分離された濃縮海水を貯蔵する濃縮海水貯蔵施設
と、前記濃縮海水より塩化ナトリウムを選択的に除去す
るミネラル製造工場とを備えた構成とする。
【００２３】請求項４の発明は、請求項２の発明におい
て、天然ガスタービン複合発電プラントの代りに石油、
石炭、可燃廃棄物、バイオマスの少なくともいずれか１
種類を燃料とする発電プラントを備え、貯蔵冷熱変換シ
ステムは液体炭酸ガス、液体窒素および液体酸素のみの
冷熱を変換する構成とする。
【００２４】請求項５の発明は、請求項２の発明におい
て、天然ガスタービン複合発電プラントの代りに原子力
発電プラントを備え、深冷式空気分離機・炭酸ガス液化
システムの代りに空気から液体窒素と液体酸素の分離の
みを行う深冷式空気分離機を備え、貯蔵冷熱変換システ
ムは液体窒素のみの冷熱の変換を行う構成とする。
【００２５】請求項６の発明は、請求項２の発明におい
て、低沸点媒体発電プラントの低沸点媒体は水・アンモ
ニア混合媒体である構成とする。請求項７の発明は、請
求項１の発明において、農水産複合システムは、淡水魚
または海水魚の陸上養殖工場と植物工場、および前記陸
上養殖工場と前記植物工場の間に設けられたミネラル調
整装置とを備え、前記陸上養殖工場の循環水を浄化し回
収された廃棄物をミネラルとして前記植物工場で利用す
るようにした構成とする。
【００２６】請求項８の発明は、請求項７の発明におい
て、ミネラル調整装置はナノ膜濾過装置または氷製造装
置を備えている構成とする。請求項９の発明は、請求項
７の発明において、植物工場は、段々畑状で複数の山形
をなす栽培ベッドを備えている構成とする。
【００２７】請求項10の発明は、請求項９の発明におい
て、段々畑状の栽培ベッドは、山形で菱形形状が形成さ
れるように複数段重ねられている構成とする。請求項11
の発明は、請求項１の発明において、熱カスケードシス
テムによって製造された氷を貯蔵する氷貯蔵施設は中性
浮力構造体を備えて海上に設置されている構成とする。
【００２８】
【発明の実施の形態】以下、図１、図２を参照して本発
明の第１の実施の形態の複合エネルギーシステムを説明
する。この実施の形態の複合エネルギーシステムは、図
１に示すように、熱カスケードシステム１と、この熱カ
スケードシステム１に接続された液体炭酸ガス貯蔵施設
２、液体窒素貯蔵施設３、液体酸素貯蔵施設４および氷
貯蔵施設５と、これらの液体炭酸ガス貯蔵施設２、液体
窒素貯蔵施設３、液体酸素貯蔵施設４、氷貯蔵施設５に
接続された農水産複合システム６、廃棄物・汚泥処理施
設７および空調施設８とで構成されている。農水産複合
システム６は植物工場９と陸上養殖工場10とからなる。
【００２９】熱カスケードシステム１は、天然ガスター
ビン複合発電プラント11、低沸点媒体発電プラント12、
アンモニア吸収式冷凍機13、氷製造システム14、深冷式
空気分離・炭酸ガス液化システム15および貯蔵冷熱変換
システム16で構成されている。
【００３０】天然ガスタービン複合発電プラント11は、
天然ガスを燃料とする燃焼器39と、この燃焼ガスで駆動
されるガスタービン41と、廃熱ボイラー47と、この廃熱
ボイラー47で生成された水蒸気によって駆動される水蒸
気タービン40と、発電機43および復水器38によって構成
されている。
【００３１】低沸点媒体発電プラント12は、天然ガスタ
ービン複合発電プラント11の復水器38の熱交換部に低沸
点媒体24を流し熱交換を行って加熱し高圧分離器に導い
て高濃度媒体上記と低濃度媒体液に分離する低沸点媒体
システム44と、前記高濃度媒体蒸気によって駆動される
低沸点媒体タービン45と、この低沸点媒体タービン45に
同軸に結合された発電機46とを備え、前記高濃度媒体蒸
気は前記低濃度媒体液で熱回収器で冷却され、絞り弁を
経由したものと混合吸収して復液し、加圧ポンプで加圧
されて熱回収器の熱交換部を経由して復水器38の熱交換
部に循環する。
【００３２】アンモニア吸収式冷凍機13は蒸発器を備
え、この蒸発器において天然ガスタービン複合発電プラ
ント11から導かれた水蒸気で水・アンモニア混合媒体が
加熱されてアンモニア蒸気と低濃度混合媒体液に分離さ
れ、アンモニア蒸気は凝縮器に導かれて冷却され、膨張
弁を経由して加熱器に流入して冷媒が流れる熱交換部で
熱交換を行い、低濃度混合媒体液で熱回収器で冷却さ
れ、絞り弁を経由したものと混合吸収して復液し、加圧
ポンプで加圧されて熱回収器の熱交換部を経由して蒸発
器に循環する構成になっている。
【００３３】天然ガスタービン複合発電プラント11の復
水器38に低沸点媒体発電プラント12より低沸点媒体24を
移送する配管が設けられ、水蒸気タービン40の排熱を回
収し、低沸点媒体タービン45を駆動して発電を行う。低
沸点媒体タービン45の排気は海水17で冷却されて復液す
る。また、天然ガスタービン複合発電プラント11の廃熱
ボイラー47で発生した水蒸気20で分岐されたものがアン
モニア吸収式冷凍機13に備えられた蒸発器に導かれ、冷
媒を生成するのに用いられる。また、水蒸気20の一部は
空調施設８の暖房のために分岐される。さらに、天然ガ
スタービン複合発電プラント11に備えられた廃熱ボイラ
ー47で熱交換を行った燃焼廃ガス19のＣＯ2と水蒸気
は、深冷式空気分離・炭酸ガス液化システム15に導かれ
て液化される。
【００３４】アンモニア吸収式冷凍機13で生成された冷
媒21は、深冷式空気分離・炭酸ガス液化システム15に導
かれて空気30の冷却や、炭酸ガス19の冷却に用いられ
る。また一部の冷媒22は、氷製造システム14に導かれて
淡水（燃焼廃ガス中の水蒸気を復水したものを利用して
もない）より氷を生成して貯蔵するのに用いられる。
【００３５】氷貯蔵施設５に貯蔵された氷は氷スラリー
23として低沸点媒体発電プラント12の復液器に送られて
冷却に用いられたり、陸上養殖工場10の循環水の冷却、
植物工場９の水耕栽培水の冷却や室温冷却、空調施設８
の冷却に用いられる。
【００３６】貯蔵冷熱変換システム16では、液体炭酸ガ
ス貯蔵施設２、液体窒素貯蔵施設３および液体酸素貯蔵
施設４から導いた液体炭酸ガス、液体窒素および液体酸
素を加圧してプロパン等の冷媒と熱交換をして窒素ガス
29は大気に放出し、炭酸ガス31と酸素ガス26は天然ガス
タービン複合発電プラント11の燃焼器に導びかれる。液
化天然ガス(LNG)28も、加圧してプロパン等の冷媒と熱
交換をして天然ガス25を天然ガスタービン複合発電プラ
ント11の燃焼器に導く。プロパン等の冷媒18は、深冷式
空気分離・炭酸ガス液化システム15に導かれて空気30の
冷却や炭酸ガス19の冷却に用いられる。
【００３７】深冷式空気分離・炭酸ガス液化システム15
は、アンモニア吸収式冷凍機13からの冷媒21と貯蔵冷熱
変換システム16からの冷媒18を空気30の加圧時に発生す
る熱の冷却や、炭酸ガス19の加圧時に発生する熱の冷却
を行うのに用い、液体酸素、液体窒素および液体炭酸ガ
スを製造して液体酸素貯蔵施設４、液体窒素貯蔵施設３
および液体炭酸ガス貯蔵施設２へ導いてそれぞれを貯蔵
する。空気30や燃焼廃ガス中の水蒸気を除去して得られ
る淡水も別途貯蔵される（図示せず）。
【００３８】液体炭酸ガス貯蔵施設２より植物工場９へ
炭酸ガスが供給される。大部分の液体炭酸ガスは、永久
処分地等に搬出される。液体窒素貯蔵施設３より液体窒
素の一部が廃棄物・汚泥処理施設７へ供給されて廃棄物
の冷凍破砕、汚泥の凍結処理に用いられる。残りは貯蔵
冷熱変換システム16に導かれてプロパン等の冷媒と熱交
換を行い、窒素ガスに変換して大気に放出される。液体
酸素貯蔵施設４より液体酸素が貯蔵冷熱変換システム16
に導かれてプロパン等の冷媒と熱交換を行い、酸素ガス
に変換して天然ガスタービン複合発電プラント11の燃焼
器に導かれる。
【００３９】天然ガスタービン複合発電プラント11は図
２に示すように、復水器38、燃焼器39、水蒸気タービン
40、ガスタービン41、発電機43、廃熱ボイラー47等で構
成され、炭酸ガス雰囲気中酸素燃焼を行う。
【００４０】燃焼器39には、貯蔵冷熱変換システム16よ
り加圧された酸素ガス26、天然ガス25および炭酸ガス31
が導かれ、炭酸ガス雰囲気中酸素燃焼が行われる。その
燃焼ガスはガスタービン41に導かれてこれを駆動して同
軸に結合された発電機43で発電を行う。ガスタービン41
より排出された燃焼ガスは、廃熱ボイラー47に導かれ熱
回収が行われる。
【００４１】廃熱ボイラー47で熱交換を行った燃焼ガス
は、深冷式空気分離・炭酸ガス液化システム15に導かれ
る。廃熱ボイラー47に導かれた燃焼ガスはまた、復水器
38からの復水と熱交換を行い、水蒸気を発生させて水蒸
気タービン40とアンモニア吸収式冷凍機13に導かれる。
水蒸気タービン40は導入された水蒸気で駆動され、同軸
に結合された発電機43で発電を行う。復水器38には、低
沸点媒体発電プラント12の低沸点媒体システム44より低
沸点媒体24が導かれ、水蒸気タービン40からの排気と熱
交換を行ってこれを復水する。
【００４２】以上のような構成とした本発明の第１の実
施の形態の複合エネルギーシステムにおいて、陸上養殖
工場10、植物工場９および空調施設８は、冬期において
は温熱需要が発生し、夏期においては冷房需要が発生す
る。また、日負荷変動があり、昼間および宵の口まで熱
需要が多く、変動幅は60％程度ある。熱需要とは別に電
力需要においても日負荷変動があり、昼間の需要が多
く、変動幅は60％程度である。廃棄物は、不定期に発生
するため処理を一定割合で行うために一時保管と併用し
ての運用となる。汚泥の発生は人の生活で毎日一定割合
で発生するため日負荷変動を調節する保管を行う運用と
なる。植物工場９の炭酸ガスの需要は、可視光のある昼
間に発生するが、照明灯を用いて夜間に照明を行う場合
には植物の生理学上、照明を行わない時間を設ける必要
がある。
【００４３】冬期の深夜においては、天然ガスタービン
複合発電プラント11の廃熱ボイラー47で発生した水蒸気
20を分岐してアンモニア吸収式冷凍機13に導いて冷媒を
生成し、この冷媒21を深冷式空気分離・炭酸ガス液化シ
ステム15に導いて原料の空気30を加圧する時に発生する
熱を冷却するのに用いる。空気30から製造された液体窒
素と液体酸素は液体窒素貯蔵施設３と液体酸素貯蔵施設
４にそれぞれ貯蔵される。
【００４４】同時に、液体炭酸ガス貯蔵施設２と液体窒
素貯蔵施設３および液体酸素貯蔵施設４に貯蔵された液
体炭酸ガスと液体窒素および液体酸素を貯蔵冷熱変換シ
ステム16に導いて加圧してプロパン等の冷媒と熱交換さ
せる。この熱交換によって発生した窒素ガス29は大気に
放出し、炭酸ガス31と酸素ガス26は天然ガスタービン複
合発電プラント11の燃焼器39に導き、炭酸ガス雰囲気中
酸素燃焼に用いる。この燃焼によって発生した燃焼ガス
をガスタービン41に導いてこれを駆動して同軸に結合さ
れた発電機43で発電を行う。
【００４５】ガスタービン41より排出された燃焼ガス
は、廃熱ボイラー47に導かれ熱回収が行われる。廃熱ボ
イラー47で熱交換を行った燃焼ガスの廃ガス19（炭酸ガ
スと水蒸気）は、深冷式空気分離・炭酸ガス液化システ
ム15に導かれる。廃熱ボイラー47に導かれた燃焼ガスは
また、復水器38からの復水と熱交換を行い、水蒸気を発
生し、この水蒸気20は水蒸気タービン40とアンモニア吸
収式冷凍機13と空調施設８に導かれる。水蒸気タービン
40は導かれた水蒸気で駆動され、同軸に結合された発電
機43で発電を行う。復水器38には、低沸点媒体発電プラ
ント12の低沸点媒体システム44より低沸点媒体24が導か
れ、水蒸気タービン40からの排気と熱交換を行ってこれ
を復水する。
【００４６】冬期の昼間および宵の口においては、天然
ガスタービン複合発電プラント11の廃熱ボイラー47で発
生した水蒸気20を分岐して空調施設８に導いて暖房に利
用する。また、液体炭酸ガス貯蔵施設２と液体酸素貯蔵
施設４に貯蔵された液体炭酸ガスと液体酸素および液化
天然ガス（LNG）28を貯蔵冷熱変換システム16に導いて
加圧し、プロパン等の冷媒と熱交換をして高圧の炭酸ガ
ス31、高圧の酸素ガス26および高圧の天然ガス25として
天然ガスタービン複合発電プラント11の燃焼器39に導
く。燃料器39においては炭酸ガス雰囲気中酸素燃焼を行
い、燃焼ガスはガスタービン41に導かれてこれを駆動し
て同軸に結合された発電機43で発電を行う。
【００４７】ガスタービン41の排気は廃熱ボイラー47に
導かれて復水器38からの復水を加熱して水蒸気を生成
し、水蒸気タ−ビン40に導いてこれの駆動と発電機43で
の発電と、空調施設８に導いての暖房を行う。廃熱ボイ
ラー47を出た排気の燃焼ガスの廃ガス19（炭酸ガスと水
蒸気）は、深冷式空気分離・炭酸ガス液化システム15に
導かれる。
【００４８】夏期の夜間においては、天然ガスタービン
複合発電プラント11の廃熱ボイラー47で発生した水蒸気
20を分岐してアンモニア吸収式冷凍機13に導いて冷媒を
生成する。この冷媒21の一部を深冷式空気分離・炭酸ガ
ス液化システム15に導いて原料の空気30と炭酸ガス19を
加圧する時に発生する熱を冷却するのに用いる。炭酸ガ
ス19と空気30から製造された液体炭酸ガス、液体窒素お
よび液体酸素を液体炭酸ガス貯蔵施設２、液体窒素貯蔵
施設３および液体酸素貯蔵施設４にそれぞれ貯蔵する。
【００４９】同時に、液体炭酸ガス貯蔵施設２、液体窒
素貯蔵施設３および液体酸素貯蔵施設４に貯蔵された液
体炭酸ガス、液体窒素および液体酸素を貯蔵冷熱変換シ
ステム16に導いて加圧してプロパン等の冷媒と熱交換さ
せる。この熱交換によって生成された窒素ガス29は大気
に放出し、炭酸ガス31と酸素ガス26は天然ガスタービン
複合発電プラント11の燃焼器39に導き、炭酸ガス雰囲気
中酸素燃焼に用いる。この燃焼によって発生した燃焼ガ
スをガスタービン41に導いてこれを駆動して同軸に結合
された発電機43で発電を行う。さらに、アンモニア吸収
式冷凍機13で生成した残りの冷媒22を氷製造システム14
に導いて淡水より氷を製造するのに用い、製造した氷を
氷貯蔵施設５に貯蔵する。
【００５０】ガスタービン41より排出された燃焼ガス
は、廃熱ボイラー47に導かれ熱回収が行われる。廃熱ボ
イラー47で熱交換を行った燃焼ガスの廃ガス19（炭酸ガ
スと水蒸気）は、深冷式空気分離・炭酸ガス液化システ
ム15に導かれる。また、廃熱ボイラー47に導かれた燃焼
ガスは、復水器38からの復水と熱交換を行い、水蒸気20
を発生させ、水蒸気20は水蒸気タービン40とアンモニア
吸収式冷凍機13に導かれる。水蒸気タービン40は導かれ
た水蒸気20で駆動され、同軸に結合された発電機43で発
電を行う。復水器38には、低沸点媒体発電プラント12の
低沸点媒体システム44より低沸点媒体24が導かれ、水蒸
気タービン40からの排気と熱交換を行ってこれを復水す
る。
【００５１】夏期の昼間および宵の口においては、天然
ガスタービン複合発電プラント11の廃熱ボイラー47で発
生した水蒸気20は水蒸気タービン40の駆動のみに用い、
同軸に結合された発電機43での発電を最大にする。さら
に、液体炭酸ガス貯蔵施設２と液体酸素貯蔵施設４に貯
蔵された液体炭酸ガスと液体酸素および外部から供給さ
れる液化天然ガス（LNG）28を貯蔵冷熱変換システム16
に導いて加圧し、プロパン等の冷媒と熱交換させて高圧
の炭酸ガス31と高圧の酸素ガス26および高圧の天然ガス
25を発生させ、これらを天然ガスタービン複合発電プラ
ント11の燃焼器39に導き、炭酸ガス雰囲気中酸素燃焼を
行い、その燃焼ガスをガスタービン41に導いてこれを駆
動して同軸に結合された発電機43で発電を行う。
【００５２】ガスタービン41の排気は廃熱ボイラー47に
導かれて、復水器38からの復水を加熱して水蒸気20を生
成する。この水蒸気20は水蒸気タービン40に導かれてこ
れを駆動し発電機43での発電を行う。廃熱ボイラー47を
出た排気19（炭酸ガスと水蒸気）は、深冷式空気分離・
炭酸ガス液化システム15に導かれる。
【００５３】さらに、氷貯蔵施設５に貯蔵した氷を氷ス
ラリー23状態にして陸上養殖工場10の循環水の冷却、植
物工場９の空調および水耕栽培の水温調整、空調施設８
の冷却に用いる。また、低沸点媒体発電プラント12にお
ける低沸点媒体システム44の低沸点媒体復液部の冷却に
用いて低沸点媒体発電プラント12の発電量を最大にす
る。
【００５４】春期と秋期の夜間においては、天然ガスタ
ービン複合発電プラント11の廃熱ボイラー47で発生した
水蒸気20を分岐してアンモニア吸収式冷凍機13に導いて
冷媒を生成し、この冷媒21を深冷式空気分離・炭酸ガス
液化システム15に導いて炭酸ガス19と原料の空気30を加
圧する時に発生する熱を冷却するのに用いる。この加圧
冷却によって製造された液体炭酸ガス、液体窒素および
液体酸素を液体炭酸ガス貯蔵施設２、液体窒素貯蔵施設
３および液体酸素貯蔵施設４にそれぞれ貯蔵する。
【００５５】同時に、液体炭酸ガス貯蔵施設２、液体窒
素貯蔵施設３および液体酸素貯蔵施設４に貯蔵された液
体炭酸ガス、液体窒素および液体酸素を貯蔵冷熱変換シ
ステム16に導いて加圧してプロパン等の冷媒と熱交換さ
せる。この熱交換によって生成された窒素ガス29は大気
に放出し、炭酸ガス31と酸素ガス26は天然ガスタービン
複合発電プラント11の燃焼器39に導き、炭酸ガス雰囲気
中酸素燃焼に用いる。この燃焼によって発生した燃焼ガ
スをガスタービン41に導いてこれを駆動して同軸に結合
された発電機43で発電を行う。さらに、アンモニア吸収
式冷凍機13で生成した残りの冷媒22を氷製造システム14
に導いて淡水より氷を製造するのに用い、製造した氷を
氷貯蔵施設５に貯蔵する。
【００５６】ガスタービン41より排出された燃焼ガス
は、廃熱ボイラー47に導かれ熱回収が行われる。廃熱ボ
イラー47で熱交換を行った燃焼ガスの廃ガス19（炭酸ガ
スと水蒸気）は、深冷式空気分離・炭酸ガス液化システ
ム15に導かれる。また、廃熱ボイラー47に導かれた燃焼
ガスは、復水器38からの復水と熱交換を行い、水蒸気20
を発生させ、水蒸気20は水蒸気タービン40とアンモニア
吸収式冷凍機13に導かれる。水蒸気タービン40は導かれ
た水蒸気20で駆動され、同軸に結合された発電機43で発
電を行う。復水器38には、低沸点媒体発電プラント12の
低沸点媒体システム44より低沸点媒体24が導かれ、水蒸
気タービン40からの排気と熱交換を行ってこれを復水す
る。
【００５７】春期と秋期の昼間および宵の口において
は、天然ガスタービン複合発電プラント11の廃熱ボイラ
ー47で発生した水蒸気20は水蒸気タービン40の駆動のみ
に用い、同軸に結合された発電機43での発電量を最大に
する。さらに、液体炭酸ガス貯蔵施設２と液体酸素貯蔵
施設４に貯蔵された液体炭酸ガスと液体酸素および外部
から供給される液化天然ガス（LNG）28を貯蔵冷熱変換
システム16に導いて加圧し、プロパン等の冷媒と熱交換
させて高圧の炭酸ガス31と高圧の酸素ガス26および高圧
の天然ガス25を発生させ、これらを天然ガスタービン複
合発電プラント11の燃焼器39に導き、炭酸ガス雰囲気中
酸素燃焼を行い、その燃焼ガスをガスタービン41に導い
てこれを駆動して同軸に結合された発電機43で発電を行
う。
【００５８】ガスタービン41の排気は廃熱ボイラー47に
導かれて、復水器38からの復水を加熱して水蒸気20を生
成する。この水蒸気20は水蒸気タ−ビン40に導かれてこ
れを駆動し発電機43での発電を行う。廃熱ボイラー47を
出た排気19（炭酸ガスと水蒸気）は、深冷式空気分離・
炭酸ガス液化システム15に導かれる。
【００５９】さらに、夜間に氷貯蔵施設５に貯蔵した氷
を氷スラリー23状態にして低沸点媒体発電プラント12に
おける低沸点媒体システム44の低沸点媒体復液部の冷却
に用いて低沸点媒体発電プラント12の発電量を最大にす
る。
【００６０】上記のような構成によって上記のように動
作する本発明の第１の実施の形態の複合エネルギーシス
テムは、天然ガスタービン複合発電プラント11のボトミ
ングに付設した低沸点媒体発電プラント12と、天然ガス
タービン複合発電プラント11の廃熱ボイラー47の分岐蒸
気を利用するアンモニア吸収式冷凍機13と、その冷媒の
一部を利用する深冷式空気分離・炭酸ガス液化システム
15と、前記冷媒の残りを利用して淡水より氷を製造する
氷製造システム14とで構成される熱カスケードシステム
１を動作させて、夜間に余剰となる熱エネルギーで液体
炭酸ガス、液体酸素、液体窒素、氷を製造して貯蔵し、
昼間のピーク電力需要に対しては低沸点媒体発電プラン
ト12の発電出力の上昇に貯蔵氷を解凍して冷却に用いる
ことで対応し、また、液体炭酸ガス、液体酸素、液体窒
素の冷熱を回収して天然ガスタービン複合発電プラント
11で発生する炭酸ガスの液化回収を行い、液体酸素を用
いて炭酸ガス中酸素燃焼をさせて100％の炭酸ガスの回
収を行い、また貯蔵氷冷熱、抽気水蒸気、温排熱、液体
窒素、液体炭酸ガスを農水産複合システム６、廃棄物・
汚泥処理施設７、空調施設８で利用することができる。
【００６１】本実施の形態の複合エネルギーシステム
は、液化天然ガスを炭酸ガス中で酸素燃焼をさせること
により発生する炭酸ガスが容易に100％回収できるた
め、地球温暖化防止対策としして非常に有効なシステム
である。さらに、天然ガスタービン複合発電プラント11
で発生する廃熱を農水産複合システム６で利用すること
によって総合的な熱エネルギー利用効率を向上させるこ
とができる。
【００６２】つぎに本発明の第２の実施の形態の複合エ
ネルギーシステムを図３を参照して説明する。この実施
の形態の複合エネルギーシステムは、図１、２に示した
前記第１の実施の形態の複合エネルギーシステムにおけ
る氷製造システム14を海水より氷を製造する氷製造シス
テム14ａに変更し、海水を凍結して分離した後の濃縮海
水を貯蔵する濃縮海水貯蔵施設32と、濃縮海水より塩化
ナトリウムを選択的に除去するミネラル製造工場33を設
けた構成である。
【００６３】熱カスケードシステム１ａは、天然ガスタ
ービン複合発電プラント11、低沸点媒体発電プラント1
2、アンモニア吸収式冷凍機13、氷製造システム14ａ、
深冷式空気分離・炭酸ガス液化システム15および貯蔵冷
熱変換システム16で構成されている。
【００６４】アンモニア吸収式冷凍機13で生成された冷
媒21は、深冷式空気分離・炭酸ガス液化システム15に導
かれて空気30の冷却や、炭酸ガス19の冷却に用いられ
る。また一部の冷媒22は、氷製造システム14ａに導かれ
て海水34より氷と濃縮海水が生成され、氷は氷貯蔵施設
５に貯蔵され、濃縮海水は濃縮海水貯蔵施設32に貯蔵さ
れる。
【００６５】氷貯蔵施設５に貯蔵された氷は、氷スラリ
ー23状で低沸点媒体発電プラント12の復液器に送られ冷
却に用いたり、陸上養殖工場10の循環水の冷却、植物工
場９の水耕栽培水の冷却や室温冷却、空調施設８の冷却
に用いる。濃縮海水貯蔵施設32に貯蔵された濃縮海水
は、ミネラル製造工場33に送られナノ膜等を用いて塩化
ナトリウムが選択的に除去されミネラル溶液が生成され
る。ミネラル製造工場33は、設備の稼働率を向上させる
上からは24時間年中無休で運転されることが好ましい。
【００６６】冬期において前記第１の実施の形態の複合
エネルギーシステムと同様の運用を行う場合にはミネラ
ル製造工場33の運転は休止される。ミネラル製造工場33
を稼動させる時にはアンモニア吸収式冷凍機13で生成さ
れた冷媒を分岐して氷製造システム14ａに導き、海水34
より氷と濃縮海水を生成し、氷は氷貯蔵施設５に貯蔵
し、濃縮海水は濃縮海水貯蔵施設32に貯蔵する。氷貯蔵
施設５に貯蔵された氷は、氷スラリー23状で低沸点媒体
発電プラント12の復液器に送って冷却に用い、発電効率
を向上させる。濃縮海水はミネラル製造工場33に導かれ
ミネラル調整水が製造される。
【００６７】夏期の夜間においては、前記第１の実施の
形態の複合エネルギーシステムの運用方法に下記の点が
追加される。すなわち、アンモニア吸収式冷凍機13で生
成した冷媒22を氷製造システム14ａに導き、海水34より
氷と濃縮海水を生成し、氷は氷貯蔵施設５に貯蔵し、濃
縮海水は濃縮海水貯蔵施設32に貯蔵する。
【００６８】夏期の昼間および宵の口においては、氷貯
蔵施設５に貯蔵した氷を氷スラリー23状態にして陸上養
殖工場10の循環水の冷却、植物工場９の空調および水耕
栽培の水温調整、空調施設８の冷却に用いる。また、低
沸点媒体発電プラント12における低沸点媒体システム44
の低沸点媒体復液部の冷却に用いて低沸点媒体発電プラ
ント12の発電量を最大にする。濃縮海水貯蔵施設32に貯
蔵した濃縮海水はミネラル製造工場33に導き、ナノ膜等
を用いてミネラル調整水を製造する。
【００６９】春期と秋期の夜間においては、アンモニア
吸収式冷凍機13で生成した冷媒22を氷製造システム14ａ
に導いて海水より氷と濃縮海水を製造する。氷は氷貯蔵
施設５に貯蔵し、濃縮海水は濃縮海水貯蔵施設32に貯蔵
する。
【００７０】春期と秋期の昼間および宵の口において
は、氷貯蔵施設５に貯蔵した氷を氷スラリー23状態にし
て低沸点媒体発電プラント12における低沸点媒体システ
ム44の低沸点媒体復液部の冷却に用いて低沸点媒体発電
プラント12の発電量を最大にする。濃縮海水貯蔵施設32
に貯蔵した濃縮海水はミネラル製造工場33に導き、ナノ
膜等を用いてミネラル調整水を製造する。
【００７１】上記のような構成によって上記のように動
作する第２の実施の形態の複合エネルギーシステムによ
れば、天然ガスタービン複合発電プラント11で発生する
熱エネルギーを用いて海水より氷と濃縮海水を生成する
ことで、氷は低沸点媒体発電プラント12の復液器の冷却
に用いて発電効率を向上するのに用いられ、濃縮海水よ
り塩化ナトリウムを選択的にナノ膜等を用いて除去する
ことでミネラル調整水を製造するための原料を供給する
ことができ、資源の有効活用とエネルギーの効率向上が
達成できる。
【００７２】つぎに本発明の第３の実施の形態の複合エ
ネルギーシステムを図４、図５を参照して説明する。こ
の実施の形態は、図１に示した第１の実施の形態におけ
る天然ガスタービン複合発電プラント11の代りに石油、
石炭、可燃廃棄物、バイオマス等を燃料とする発電プラ
ント49とし、液化天然ガスの冷熱の変換の無い貯蔵冷熱
変換システム16ａを備えた構成である。
【００７３】熱カスケードシステム１ｂは、石油、石
炭、可燃廃棄物、バイオマス等を燃料とする発電プラン
ト49、低沸点媒体発電プラント12、アンモニア吸収式冷
凍機13、氷製造システム14、深冷式空気分離・炭酸ガス
液化システム15および貯蔵冷熱変換システム16ａで構成
されている。
【００７４】発電プラント49で石油、石炭、可燃廃棄
物、バイオマス等の燃料51と貯蔵冷熱変換システム16ａ
からの炭酸ガス59と酸素ガス26が供給されて炭酸ガス雰
囲気中酸素燃焼をさせて水蒸気を発生させ、発電を行う
と同時に分岐して空調施設８の暖房のためや、アンモニ
ア吸収式冷凍機13で冷媒を生成するために導かれる。
【００７５】アンモニア吸収式冷凍機13で生成された冷
媒21は、深冷式空気分離・炭酸ガス液化システム15に導
かれて空気30の冷却や、炭酸ガス19の冷却に用いられ
る。また一部の冷媒22は、氷製造システム14に導かれて
淡水より氷が生成される。
【００７６】発電プラント49の排熱は、低沸点媒体発電
プラント12からの低沸点媒体で回収され、低沸点媒体発
電プラント12での発電に用いられる。発電プラント49の
排ガスである炭酸ガス19は、深冷式空気分離・炭酸ガス
液化システム15に導いて液化する。貯蔵冷熱変換システ
ム16ａでは、液体窒素貯蔵施設３、液体酸素貯蔵施設
４、液体炭酸ガス貯蔵施設２から導いた液体窒素、液体
酸素、液体炭酸ガスを加圧してプロパン等の冷媒と熱交
換をして窒素ガスは大気に放出し、酸素ガス26と炭酸ガ
ス59は発電プラント49のボイラーに導く。
【００７７】発電プラント49は、図５に示すように、ボ
イラー58、復水器38、水蒸気タービン40、発電機43等で
構成される。発電プラント49のボイラー58に石油、石
炭、可燃廃棄物、バイオマス等の燃料51と貯蔵冷熱変換
システム16ａからの炭酸ガス59と酸素ガス26が供給され
て炭酸ガス雰囲気中酸素燃焼をさせて水蒸気を発生さ
せ、分岐させた一部の水蒸気は水蒸気タービン40に導か
れてこれを駆動して同軸に結合される発電機43で発電を
行う。
【００７８】水蒸気タービン40の排気は復水器38に導か
れ低沸点媒体発電プラント12からの低沸点媒体で冷却さ
れて復水し、ボイラー58へと循環する。ボイラーで発生
した水蒸気の分岐した残りは空調施設８の暖房のため
と、アンモニア吸収式冷凍機13で冷媒を生成するために
導かれる。
【００７９】アンモニア吸収式冷凍機13で生成された冷
媒21は、深冷式空気分離・炭酸ガス液化システム15に導
かれて空気30の冷却や、炭酸ガス19の冷却に用いられ
る。また一部の冷媒22は、氷製造システム４に導かれて
淡水より氷が生成される。
【００８０】この第３の実施の形態の複合エネルギーシ
ステムにおいては、貯蔵冷熱変換システム16ａで液化天
然ガス（LNG）より冷熱を回収することが無く、燃料が
ボイラー58に直接供給され、炭酸ガス雰囲気中酸素燃焼
を行い、熱交換を行って水蒸気を発生させる。したがっ
て、ボイラー58で燃焼できるものであれば燃料の種類に
関係無く利用することができる。また、ボイラーで発生
する蒸気を発電に利用しなくてもよい。
【００８１】つぎに本発明の第４の実施の形態の複合エ
ネルギーシステムを図６を参照して説明する。この実施
の形態は、図３に示した第２の実施の形態における天然
ガスタービン複合発電プラント11の代りに石油、石炭、
可燃廃棄物、バイオマス等を燃料とする発電プラント49
とし、液体炭酸ガスと液体窒素と液体酸素の冷熱を変換
し液化天然ガスの冷熱の変換の無い貯蔵冷熱変換システ
ム16ａを備えた構成である。
【００８２】熱カスケードシステム１ｃは、石油、石
炭、可燃廃棄物、バイオマス等を燃料51とする発電プラ
ント49、低沸点媒体発電プラント12、アンモニア吸収式
冷凍機13、氷製造システム14ａ、深冷式空気分離・炭酸
ガス液化システム15および貯蔵冷熱変換システム16ａで
構成されている。
【００８３】発電プラント49で石油、石炭、可燃廃棄
物、バイオマス等の燃料51と貯蔵冷熱変換システム16ａ
からの炭酸ガス59と酸素ガス26が供給されて炭酸ガス雰
囲気中酸素燃焼をさせて水蒸気を発生させ、発電を行う
と同時に分岐して空調施設８の暖房のためや、アンモニ
ア吸収式冷凍機13で冷媒を生成するために導かれる。
【００８４】アンモニア吸収式冷凍機13で生成された冷
媒21は、深冷式空気分離・炭酸ガス液化システム15に導
かれて空気30の冷却や、炭酸ガス19の冷却に用いられ
る。また一部の冷媒22は、氷製造システム14ａに導かれ
て海水34より氷と濃縮海水が生成され、氷は氷貯蔵施設
５に貯蔵され、濃縮海水は濃縮海水貯蔵施設32に貯蔵さ
れる。
【００８５】発電プラント49の排熱は、低沸点媒体発電
プラント12からの低沸点媒体24で回収され、低沸点媒体
発電プラント12での発電に用いられる。発電プラント49
の排ガスである炭酸ガス19は、深冷式空気分離・炭酸ガ
ス液化システム15に導いて液化する。
【００８６】貯蔵冷熱変換システム16ａでは、液体窒素
貯蔵施設３、液体酸素貯蔵施設４、液体炭酸ガス貯蔵施
設２から導いた液体窒素、液体酸素、液体炭酸ガスを加
圧してプロパン等の冷媒と熱交換をして窒素ガス29は大
気に放出し、酸素ガス26と炭酸ガス59は発電プラント49
のボイラーに導く。
【００８７】この第４の実施の形態の複合エネルギーシ
ステムにおいては、貯蔵冷熱変換システム16ａで液化天
然ガス（LNG）より冷熱を回収することが無く、燃料51
がボイラーに直接供給され、炭酸ガス雰囲気中酸素燃焼
を行い、熱交換を行って水蒸気を発生させる。したがっ
て、ボイラーで燃焼できるものであれば燃料の種類に関
係無く利用することができる。また、ボイラーで発生す
る蒸気を発電に利用しなくてもよい。
【００８８】つぎに本発明の第５の実施の形態の複合エ
ネルギーシステムを図７を参照して説明する。この実施
の形態は、図１に示した第１の実施の形態における天然
ガスタービン複合発電プラント11の代りに原子力発電プ
ラント54とし、液体窒素のみの冷熱の変換を行う貯蔵冷
熱変換システム16ｂと空気の分離・液化を行い炭酸ガス
液化の無い深冷式空気分離機55とを備えた構成である。
【００８９】熱カスケードシステム１ｄは、原子力発電
プラント54、低沸点媒体発電プラント12、アンモニア吸
収式冷凍機13、氷製造システム14、深冷式空気分離機55
および貯蔵冷熱変換システム16ｂで構成されている。
【００９０】原子力発電プラント54で水蒸気を発生さ
せ、発電を行うと同時に分岐して空調施設８の暖房のた
めや、アンモニア吸収式冷凍機13で冷媒を生成するのに
導かれる。アンモニア吸収式冷凍機13で生成された冷媒
21は、深冷式空気分離機55に導かれて空気30の冷却に用
いられる。また一部の冷媒22は、氷製造システム14に導
かれて淡水より氷が生成される。原子力発電プラント54
の排熱は、低沸点媒体発電プラント12からの低沸点媒体
24で回収され、低沸点媒体発電プラント12での発電に用
いられる。貯蔵冷熱変換システム16ｂでは、液体窒素貯
蔵施設３から導いた液体窒素を加圧してプロパン等の冷
媒と熱交換をして窒素ガス29は大気に放出する。
【００９１】この第５の実施の形態の複合エネルギーシ
ステムにおいては貯蔵冷熱変換システム16ｂで液化天然
ガス（LNG）、液体酸素、液体炭酸ガスより冷熱を回収
することが無く、また、ボイラーが無いために天然ガ
ス、酸素ガス、炭酸ガスをボイラーに供給することも無
い。したがって、深冷式空気分離気35では炭酸ガスの液
化回収システムが不要で、分離した液体酸素は製品とし
て出荷することができる。
【００９２】つぎに本発明の第６の実施の形態の複合エ
ネルギーシステムを図８を参照して説明する。この実施
の形態は、図３に示した第２の実施の形態における天然
ガスタービン複合発電プラント11の代りに原子力発電プ
ラント54とし、液体窒素のみの冷熱の変換を行う貯蔵冷
熱変換システム16ｂと空気の分離・液化を行い炭酸ガス
液化の無い深冷式空気分離機55とを備えた構成である。
【００９３】熱カスケードシステム１ｅは、原子力発電
プラント54、低沸点媒体発電プラント12、アンモニア吸
収式冷凍機13、氷製造システム14ａ、深冷式空気分離機
55および貯蔵冷熱変換システム16ｂで構成されている。
【００９４】原子力発電プラント54で水蒸気を発生さ
せ、発電を行うと同時に分岐して空調施設８の暖房のた
めや、アンモニア吸収式冷凍機13で冷媒を生成するのに
導かれる。アンモニア吸収式冷凍機13で生成された冷媒
21は、深冷式空気分離機55に導かれて空気30の冷却に用
いられる。また一部の冷媒22は、氷製造システム14ａに
導かれて海水34より氷と濃縮海水が生成され、氷は氷貯
蔵施設５に貯蔵され、濃縮海水は濃縮海水貯蔵施設32に
貯蔵される。原子力発電プラント54の排熱は、低沸点媒
体発電プラント12からの低沸点媒体24で回収され、低沸
点媒体発電プラント12での発電に用いられる。貯蔵冷熱
変換システム16ｂでは、液体窒素貯蔵施設３から導いた
液体窒素を加圧してプロパン等の冷媒と熱交換をして窒
素ガス29は大気に放出する。
【００９５】この第６の実施の形態の複合エネルギーシ
ステムにおいては、貯蔵冷熱変換システム16ｂで液化天
然ガス（LNG）、液体酸素、液体炭酸ガスより冷熱を回
収することが無く、また、ボイラーが無いために天然ガ
ス、酸素ガス、炭酸ガスをボイラーに供給することも無
い。したがって、深冷式空気分離気55では炭酸ガスの液
化回収システムが不要で、分離した液体酸素は製品とし
て出荷することができる。
【００９６】つぎに説明する本発明の第７の実施の形態
は、複合エネルギーシステムの中の農水産複合システム
に関するものである。すなわち、図９に示すように、農
水産複合システム６は、植物工場９、陸上養殖工場10お
よびミネラル調整装置74で構成されている。
【００９７】この農水産複合システム６は、淡水魚を養
殖する陸上養殖工場10と植物工場９の間にミネラル調整
装置74を設置して陸上養殖工場10の循環水を浄化し、回
収された廃棄物をミネラルとして植物工場９で利用する
ようにしたものである。陸上養殖工場10は、飼育槽61、
沈澱槽62、汚泥貯蔵槽91、水温調整槽63、紫外線殺菌槽
64、気泡注入ポンプ65および循環ポンプ66で構成され
る。
【００９８】飼育槽61には淡水魚が入れられ、淡水89が
注入され、大気67が気泡注入ポンプ65により超微細気泡
状態で注入され、飼料90が注入され、殺菌水が紫外線殺
菌槽64から循環する。この循環水量と淡水89の注入量相
当が沈澱槽62に流出する。淡水89の注入量相当の水から
汚泥貯蔵槽91に汚泥といっしょに貯蔵される水量を引い
た水が、ミネラル調整装置74の加圧ポンプ77に導かれ、
循環水量の水が循環ポンプ66で水温調整槽63に導かれ
る。循環水は、水温調整槽63で熱カスケードシステム
１、１ａ〜１ｅで生成された冷温水68と熱交換を行って
紫外線殺菌槽64に導かれる。
【００９９】植物工場９は、栽培ベッド69、水耕溶液貯
蔵槽70、水温調整槽71、循環ポンプ72で構成される。栽
培ベッド69は、照明灯92の照明が有効に照射されるよう
に立体配置され、栽培水は高い所から低い所へ流れるよ
うに高い位置に配管で供給され、低い所に設けられた枡
に集められて水耕溶液貯蔵槽70に導かれる。栽培水は、
水耕溶液貯蔵槽70から水温調整槽71に導かれ、熱カスケ
ードシステム１、１ａ〜１ｅで生成された冷温水73と熱
交換を行って循環ポンプ72により栽培ベッド69の高い位
置に導かれる。
【０１００】ミネラル調整装置74は、ナノ膜濾過装置7
5、配合槽76、加圧ポンプ77で構成される。加圧ポンプ7
7に陸上養殖工場10の沈澱槽62から分岐した循環水が導
かれたり、植物工場９の水温調整槽71からの栽培水の分
岐したものが導かれたりし、これらを加圧してナノ膜濾
過装置75に導き、浄化水80とミネラル水79に分離され、
浄化水80は陸上養殖工場10の循環ポンプ66に導き、ミネ
ラル水は配合槽76に導き、ミネラル成分を分析して植物
の栄養素の不足分を補ってから植物工場９の循環ポンプ
72に導く。
【０１０１】この第７の実施の形態の複合エネルギーシ
ステムにおいては、陸上養殖工場10で飼料90の残滓を沈
澱槽62で分離して汚泥貯蔵槽91に移送する。そのとき一
緒に移送される水に比例して飼育槽61に淡水89が補充さ
れる。循環水の汚染が進むと、飼育槽61に淡水89を供給
しながら、沈澱槽62より循環水を分岐してミネラル調整
装置74の加圧ポンプ77に導き、ナノ膜濾過装置75で汚染
物質を濾過し、浄化水80を循環ポンプ66に戻し、浄化水
の余ったものを排水（淡水）78として環境に放出する。
ナノ膜濾過装置75で回収された汚染物質はミネラル水79
として配合槽76に導かれる。
【０１０２】植物工場９で栽培水の栄養物質の消費が進
むと、水温調整槽71からの栽培水を分岐してミネラル調
整装置74の加圧ポンプ77に導いてナノ膜濾過装置75でミ
ネラル成分を回収し、浄化水を排水（淡水）78として環
境に放出する。同時に栽培水を分析して植物の栄養素の
不足分を配合槽76に貯蔵されたミネラル水に補ってから
植物工場９の循環ポンプ72に導く。
【０１０３】この第７の実施の形態の複合エネルギーシ
ステムによれば、淡水魚養殖で発生する汚染水をナノ膜
濾過装置で浄化水とミネラル水に分離し、ミネラル水は
植物工場の栽培水として用い、浄化水を環境に放出する
ので、環境にやさしく資源を有効に利用する農水産物生
産システムを提供することができる。
【０１０４】つぎに説明する第８の実施の形態の複合エ
ネルギーシステムも、特にその中の農水産複合システム
に関するものであり、海水魚の陸上養殖工場と植物工場
の間にミネラル調整装置を設置して陸上養殖の循環水を
浄化し、回収された廃棄物をミネラルとして植物工場で
利用するようにしたものである。すなわち、図10に示す
ように、農水産複合システム６は、植物工場９、陸上養
殖工場10およびミネラル調整装置88で構成されている。
陸上養殖工場10は、飼育槽61、沈澱槽62、汚泥貯蔵槽9
1、水温調整槽63、紫外線殺菌槽64、気泡注入ポンプ65
および循環ポンプ66で構成される。
【０１０５】飼育槽61には海水魚が入れられ、海水93が
注入され、大気67が気泡注入ポンプ65により超微細気泡
状態で注入され、飼料90が注入され、殺菌水が紫外線殺
菌槽64から循環する。この循環水量と海水93の注入量相
当が沈澱槽62に流出する。海水93の注入量相当の水から
汚泥貯蔵槽91に汚泥といっしょに貯蔵される水量を引い
た水が、ミネラル調整装置88の加圧ポンプ77に導かれ、
循環水量の水が循環ポンプ66で水温調整槽63に導かれ
る。循環水は、水温調整槽63で熱カスケードシステム
１、１ａ〜１ｅで生成された冷温水68と熱交換を行って
紫外線殺菌槽64に導かれる。
【０１０６】ミネラル調整装置88は、ナノ膜濾過装置7
5、配合槽76、加圧ポンプ77、濃縮塩水貯蔵槽84で構成
される。加圧ポンプ77に陸上養殖工場10の沈澱槽62から
分岐した循環水が導かれたり、植物工場９の水温調整槽
71からの栽培水の分岐したものが導かれたりし、これら
を加圧してナノ膜濾過装置75に導き、濃縮塩水85とミネ
ラル水79に分離され、濃縮塩水85は濃縮塩水貯蔵槽84に
貯蔵し、ミネラル水79は配合槽76に導き、ミネラル成分
を分析して植物の栄養素の不足分を補ってから植物工場
９の循環ポンプ72に導く。陸上養殖工場10からの分岐水
量に比例して淡水状態で環境に排水78する。
【０１０７】この第８の実施の形態の複合エネルギーシ
ステムにおいては、陸上養殖工場10で飼料90の残滓を沈
澱槽62で分離して汚泥貯蔵槽91に移送する。そのとき一
緒に移送される水に比例して飼育槽61に海水93が補充さ
れる。循環水の汚染が進むと、飼育槽61に海水93を供給
しながら、沈澱槽62より循環水を分岐してミネラル調整
装置88の加圧ポンプ77に導き、ナノ膜濾過装置75で汚染
物質を濾過し、濃縮塩水85を濃縮塩水貯蔵槽84に貯蔵
し、浄化水を排水（淡水）78として環境に放出し、汚染
物質はミネラル水79として配合槽76に導いて貯蔵する。
【０１０８】したがって、個の第８の実施の形態の複合
エネルギーシステムによれば、海水魚養殖で発生する汚
染水をナノ膜濾過装置によって濃縮塩水と浄化水とミネ
ラル水に分離し、ミネラル水は植物工場の栽培水として
用い、浄化水を環境に放出するので、環境にやさしく資
源を有効に利用する農水産物生産システムを提供するこ
とができる。
【０１０９】つぎに説明する第９の実施の形態の複合エ
ネルギーシステムは、農水産複合システム内のミネラル
調整装置に関するものである。すなわち、図11に示すよ
うに、農水産複合システムは、植物工場９と陸上養殖工
場10とミネラル調整装置102で構成されている。ミネラ
ル調整装置102は、凍結分離装置94、配合槽76、加圧ポ
ンプ77、解凍装置101および熱回収槽100で構成されてい
る。
【０１１０】加圧ポンプ77に陸上養殖工場10の沈澱槽62
から分岐した循環水が導かれ、あるいは植物工場９の水
温調整槽71からの栽培水の分岐したものが導かれて、こ
れらを解凍装置101の熱交換部に導いて熱交換を行って
冷却し、凍結分離装置94に導いて熱カスケードシステム
１、１ａ〜１ｅで生成された冷媒97で氷とミネラル水79
に分離する。氷は氷スラリー98状態で解凍装置101に導
き、解凍水を陸上養殖工場10の循環ポンプ66に導き、あ
るいは淡水状態で環境に排水78する。ミネラル水79は熱
回収槽100に導き、加圧ポンプ77からの水の分岐したも
のと熱交換を行って配合槽76に導き、ミネラル成分を分
析して植物の栄養素の不足分を補ってから植物工場９の
循環ポンプ72に導く。
【０１１１】この第９の実施の形態の複合エネルギーシ
ステムにおいては、陸上養殖工場10で飼料90の残滓を沈
澱槽62で分離して汚泥貯蔵槽91に移送する。そのとき一
緒に移送される水に比例して飼育槽61に淡水89が補充さ
れる。循環水の汚染が進むと、飼育槽61に淡水89を供給
しながら、沈澱槽62より循環水を分岐してミネラル調整
装置102の加圧ポンプ77に導く。そして、凍結分離装置9
4で氷と汚染物質を含む濃縮汚染水とに分離し、氷は解
凍装置101で解凍して循環ポンプ66に戻し、余った解凍
水を排水（淡水）78として環境に放出する。濃縮汚染水
は熱回収槽100に導いて冷熱を回収した後でミネラル水7
9として配合槽76に導いて貯蔵する。
【０１１２】植物工場９で栽培水の栄養物質の消費が進
むと水温調整槽71からの栽培水を分岐してミネラル調整
装置102の加圧ポンプ77に導いて凍結分離装置94で氷と
ミネラル成分とに分離し、解凍装置101で氷を解凍して
排水（淡水）78として環境に放出し、ミネラル成分は配
合槽76に貯蔵する。同時に栽培水を分析して植物の栄養
素の不足分を配合槽76に貯蔵するミネラル水に補ってか
ら植物工場９の循環ポンプ72に導く。
【０１１３】したがって、この第９の実施の形態の複合
エネルギーシステムによれば、淡水魚養殖で発生する汚
染水を凍結分離装置で浄化水とミネラル水に分離し、ミ
ネラル水は植物工場の栽培水として用い、浄化水を環境
に放出するので、環境にやさしく資源を有効に利用する
農水産物生産システムを提供することができる。
【０１１４】つぎに本発明の第10の実施の形態を説明す
る。この実施の形態も農水産複合システム内のミネラル
調整装置に関するものである。すなわち、図12に示すよ
うに、本実施の形態の複合エネルギーシステムにおける
農水産複合システム６は、植物工場９、陸上養殖工場10
およびミネラル調整装置87で構成されている。ミネラル
調整装置87は、凍結分離装置94、配合槽76、加圧ポンプ
77、氷貯蔵施設95、熱回収槽96、脱塩装置83、濃縮塩水
貯蔵槽84等で構成される。
【０１１５】加圧ポンプ77に陸上養殖工場10の沈澱槽62
から分岐した循環水が導かれたり、植物工場９の水温調
整槽71からの栽培水の分岐したものが導かれたりし、こ
れらを熱回収槽96の熱交換部に導いて熱交換を行って冷
却し、凍結分離装置94に導いて熱カスケードシステム
１、１ａ〜１ｅで生成された冷媒97で氷と濃縮塩水99に
分離する。氷は氷貯蔵施設95に導き、氷スラリー98状態
で熱カスケードシステム１、１ａ〜１ｅの氷貯蔵施設に
導き、濃縮塩水99は熱回収槽96に導き、加圧ポンプ77か
らの水と熱交換を行って脱塩装置83に導いてミネラル水
79、淡水78と濃縮塩水85に分離される。濃縮塩水85は濃
縮塩水貯蔵槽84に貯蔵し、ミネラル水79は配合槽76に導
き、ミネラル成分を分析して植物の栄養素の不足分を補
ってから植物工場９の循環ポンプ72に導き、淡水78は排
水される。
【０１１６】この第10の実施の形態の複合エネルギーシ
ステムにおいては、陸上養殖工場10で飼料90の残滓を沈
澱槽62で分離して汚泥貯蔵槽91に移送する。そのとき一
緒に移送される水に比例して飼育槽61に海水93が補充さ
れる。循環水の汚染が進むと、飼育槽61に海水93を供給
しながら、沈澱槽62より循環水を分岐してミネラル調整
装置87の加圧ポンプ77に導く。そして、凍結分離装置94
で氷と汚染物質を含む濃縮海水とに分離し、氷は氷貯蔵
施設95に導いて貯蔵し、濃縮海水は熱回収槽96に導いて
冷熱を回収した後で脱塩装置83に導いてミネラル水79、
淡水78と濃縮塩水85に分離する。ミネラル水79は配合槽
76に導いて貯蔵し、濃縮塩水85は濃縮塩水貯蔵槽84に導
いて貯蔵し、淡水は環境に排水（淡水）78として放出す
る。
【０１１７】植物工場９で栽培水の栄養物質の消費が進
むと水温調整槽71からの栽培水を分岐してミネラル調整
装置87の加圧ポンプ77に導いて凍結分離装置94で氷とミ
ネラル成分に分離する。氷は氷貯蔵施設95に導いて貯蔵
し、ミネラル水は熱回収槽96に導いて冷熱を回収した後
で脱塩装置83に導いてミネラル水79と淡水78に分離す
る。ミネラル水79は配合槽76に導いて貯蔵し、淡水は環
境に排水（淡水）78として放出する。同時に栽培水を分
析して植物の栄養素の不足分を配合槽76に貯蔵するミネ
ラル水に補ってから植物工場９の循環ポンプ72に導く。
【０１１８】したがってこの第10の実施の形態の複合エ
ネルギーシステムによれば、海水魚養殖で発生する汚染
水を凍結分離装置で濃縮塩水、淡水とミネラル水に分離
し、ミネラル水は植物工場の栽培水として用い、淡水を
環境に放出するので、資源の有効利用ができる農水産物
生産システムを提供することができる。
【０１１９】つぎに本発明の第11の実施の形態を説明す
る。この実施の形態は、複合エネルギーシステム内の植
物工場の構成に関するものである。すなわち、図13に示
すように、植物工場９の栽培ベッド103を段々畑状で複
数の山形に形成する。
【０１２０】植物工場９に設置される立体式栽培ベッド
取付枠106に階段状栽培ベッド103が山形に取り付けら
れ、高さ方向に二段積み上げられた構成とする。階段状
栽培ベッド103は、複数の栽培ベッド104が水平状態に設
置され、栽培ベッド104に作物105が植えられ、栽培ベッ
ド104の高さ方向の間隔は、作物105の葉が重ならないよ
うな高さで、階段幅は作物を平地に植える場合の最少間
隔より決められる。
【０１２１】栽培ベッド104に栽培水を流し、作物105の
根の部分を成長最適温度に調整したり、栄養素の供給を
行う。照明灯92で波長670nm近辺の赤色光と400nm近辺の
青色光を照射し、照射時間帯は夜間の電力需要の少ない
時間帯にする。
【０１２２】この第11の実施の形態の複合エネルギーシ
ステムにおいては、植物工場９に設けられる栽培ベッド
を階段状で山形に配置することによって稲の栽培時にお
ける株間隔を従来の半分程度にすることができ、年５回
の収穫で10アール当り400万円程度の収入が可能とな
る。
【０１２３】つぎに本発明の第12の実施の形態を説明す
る。この実施の形態も複合エネルギーシステム内の植物
工場の構成に関するものである。すなわち図14に示すよ
うに、植物工場９内に設置される立体式栽培ベッド取付
枠106に階段状栽培ベッド103が山形に取り付けられ、高
さ方向に菱形形状に積み上げられている。そして菱形形
状の上の方に搬送機用軌道108が設けられ、照明灯92は
搬送機用軌道108より上側に巻上げられる巻き上げ式ケ
ーブル109に取り付けられている。搬送機用軌道108に
は、作物105を収穫して搬送を行うための装置が取り付
けられている。
【０１２４】階段状栽培ベッド103は、複数の栽培ベッ
ド104が水平状態に設置され、栽培ベッド104に作物105
が植えられ、栽培ベッド104の高さ方向の間隔は、作物1
05の葉が重ならないような高さで、階段幅は作物105を
平地に植える場合の最少間隔より決められる。作物105
の収穫を行う時には、照明灯92のケーブル109を巻上げ
て搬送機用軌道108以上の位置に照明灯92を移動し、搬
送機用軌道108に収穫・搬送装置を走行させる。
【０１２５】この第12の実施の形態の複合エネルギーシ
ステムにおいては、植物工場９に収穫支援装置を設置す
ることができるために作業が容易になるとともにコンパ
クトな構造にすることができ、単位体積当りの収穫量を
増大することができる。
【０１２６】つぎに本発明の第13の実施の形態を説明す
る。この実施の形態は、前記第１ないし第６の実施の形
態の複合エネルギーシステム（図１ないし図８に図示）
における氷貯蔵施設５に関するものである。
【０１２７】図15に示す第１の実施例は、海底に海底固
定柱111が立設され、この海底固定柱111に中性浮力構造
体110が取付けられ、この中性浮力構造体110に貯蔵容積
一定の氷貯蔵容器112が取付けられ、この氷貯蔵容器112
の上端にスキー場施設113と氷製造装置114が設けられた
構成である。図16に示す第２の実施例は、上記第１の実
施例の構成の上に、氷貯蔵容器112の底に可動床115を設
け、貯蔵容積可変とした構成である。
【０１２８】第１の実施例の、貯蔵容積一定の氷貯蔵容
器112を備えた場合には、氷が無い場合には淡水を充満
させ夜間にこの淡水を使って氷を製造して貯蔵する。第
２の実施例の、貯蔵容積可変の氷貯蔵容器112を備えた
場合には、氷の貯蔵が無くなるに従い可動床115が水圧
で上昇して静止し、夜間に氷を製造する場合には可動床
115が下降して静止する。海水より氷を製造する場合に
は第２の実施例の方が適している。
【０１２９】この第13の実施の形態によれば、中性浮力
構造体110に取り付けられた氷貯蔵容器112を海中に設置
することにより容器の構造強度を低減することができる
ため建設費を削減できる。海水から氷を製造してこれを
貯蔵する場合には可動床方式が有利であり、貯蔵される
氷の量により圧力差で可動床115が昇降することにな
り、氷貯蔵容器112の構造強度を低減することができる
ようになり、建設費を削減できる。また、氷貯蔵容器11
2の上にスキー場施設113を設けることにより、屋内人工
スキー場の冷房費用を低減することができ、地域共生に
も役立つ施設を効率良く運営することができる。
【０１３０】
【発明の効果】本発明によれば、建設費用が低く、熱媒
体等を確実安価に生成し使用して運転コストの低い複合
エネルギー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】本発明の第１の実施の形態の複合エネルギーシ
ステムの構成と流体の流れを示す図。
【図２】上記第１の実施の形態の複合エネルギーシステ
ムにおける熱カスケードシステムの構成と流体の流れを
示す図。
【図３】本発明の第２の実施の形態の複合エネルギーシ
ステムの構成と流体の流れを示す図。
【図４】本発明の第３の実施の形態の複合エネルギーシ
ステムの構成と流体の流れを示す図。
【図５】上記第３の実施の形態の複合エネルギーシステ
ムにおける熱カスケードシステムの構成と流体の流れを
示す図。
【図６】本発明の第４の実施の形態の複合エネルギーシ
ステムの構成と流体の流れを示す図。
【図７】本発明の第５の実施の形態の複合エネルギーシ
ステムの構成と流体の流れを示す図。
【図８】本発明の第６の実施の形態の複合エネルギーシ
ステムの構成と流体の流れを示す図。
【図９】本発明の第７の実施の形態の複合エネルギーシ
ステムにおける農水産複合システムの構成と流体の流れ
を示す図。
【図１０】本発明の第８の実施の形態の複合エネルギー
システムにおける農水産複合システムの構成と流体の流
れを示す図。
【図１１】本発明の第９の実施の形態の複合エネルギー
システムにおける農水産複合システムの構成と流体の流
れを示す図。
【図１２】本発明の第10の実施の形態の複合エネルギー
システムにおける農水産複合システムの構成と流体の流
れを示す図。
【図１３】本発明の第11の実施の形態の複合エネルギー
システムにおける植物工場の構成を示す図。
【図１４】本発明の第12の実施の形態の複合エネルギー
システムにおける植物工場の構成を示す図。
【図１５】本発明の第13の実施の形態の複合エネルギー
システムにおける氷貯蔵施設の第１の実施例を示す図。
【図１６】本発明の第13の実施の形態の複合エネルギー
システムにおける氷貯蔵施設の第２の実施例を示す図。
【符号の説明】
１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ…熱カスケードシス
テム、２…液体炭酸ガス貯蔵施設、３…液体窒素貯蔵施
設、４…液体酸素貯蔵施設、５…氷貯蔵施設、６…農水
産複合システム、７…廃棄物・汚泥処理施設、８…空調
施設、９…植物工場、10…陸上養殖工場、11…天然ガス
タービン複合発電プラント、12…低沸点媒体発電プラン
ト、13…アンモニア吸収式冷凍機、14，14ａ…氷製造シ
ステム、15…深冷式空気分離・炭酸ガス液化システム、
16，16ａ，16ｂ…貯蔵冷熱変換システム、17…海水、18
…冷媒、19…炭酸ガス、20…水蒸気、21…冷媒、22…冷
媒、23…氷スラリー、24…低沸点媒体、25…天然ガス、
26…酸素ガス、27…温排水、28…液化天然ガス、29…窒
素ガス、30…空気、31…炭酸ガス、32…濃縮海水貯蔵施
設、33…ミネラル製造工場、34…海水、35…濃縮海水、
36…氷スラリー、38…復水器、39…燃焼器、40…水蒸気
タービン、41…ガスタービン、43…発電機、44…低沸点
媒体システム、45…低沸点媒体タービン、46…発電機、
47…廃熱ボイラー、49…発電プラント、51…燃料、54…
原子力発電プラント、55…深冷式空気分離機、58…ボイ
ラー、59…炭酸ガス、61…飼育槽、62…沈澱槽、63…水
温調整槽、64…紫外線殺菌槽、65…気泡注入ポンプ、66
…循環ポンプ、67…大気、68…冷温水、69…栽培ベッ
ド、70…水耕溶液貯蔵槽、71…水温調整槽、72…循環ポ
ンプ、73…冷温水、74，87，88，102…ミネラル調整装
置、75…ナノ膜濾過装置、76…配合槽、77…加圧ポン
プ、78…排水（淡水）、79…ミネラル水、80…浄化水、
83…脱塩装置、84…濃縮塩水貯蔵槽、85…濃縮塩水、86
…濃縮塩水、89…淡水、90…飼料、91…汚泥貯蔵槽、92
…照明灯、93…海水、94…凍結分離装置、95…氷貯蔵施
設、96…熱回収槽、97…冷媒、98…氷スラリー、99…濃
縮塩水、100…熱回収槽、101…解凍装置、103…階段状
栽培ベッド、104…栽培ベッド、105…作物、106…立体
式栽培ベッド取付枠、108…搬送機用軌道、109…巻き上
げ式ケーブル、110…中性浮力構造体、111…海底固定
柱、112…氷貯蔵容器、113…スキー場施設、114…氷製
造装置、115…可動床。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０１Ｋ 25/10 Ｆ０１Ｋ 25/10 Ｋ ４Ｄ００６ Ｆ０２Ｃ 6/18 Ｆ０２Ｃ 6/18 Ｂ ４Ｄ０４７ Ｆ２５Ｂ 15/04 Ｆ２５Ｂ 15/04 ４Ｄ０５９ 27/02 27/02 Ｋ Ｆ２５Ｊ 3/04 １０１ Ｆ２５Ｊ 3/04 １０１ // Ａ０１Ｇ 31/00 ６０１ Ａ０１Ｇ 31/00 ６０１Ａ 31/06 Ａ０１Ｋ 63/04 Ｆ Ａ０１Ｋ 63/04 63/06 Ｂ 63/06 Ｃ０２Ｆ 11/20 Ｂ０９Ｂ 3/00 Ａ０１Ｇ 31/00 ６０５ Ｃ０２Ｆ 11/20 Ｂ０９Ｂ 3/00 Ｚ (72)発明者 宮沢 竜雄 神奈川県川崎市川崎区浮島町４丁目１番地 アイテル技術サービス株式会社内 Ｆターム(参考） 2B104 EC03 EC20 EF11 2B314 MA12 MA17 MA70 NA34 PA04 PB08 PB24 PD37 PD43 PD47 PD51 PD70 3G081 BA02 BA12 BB05 BB07 BC07 BD04 DA03 DA14 DA22 DA30 3L093 BB23 LL05 4D004 AA01 CA05 CB31 4D006 GA02 JA53B PB03 PB27 4D047 AA05 AA08 AB01 AB02 CA06 4D059 AA03 BF03 CA01 CA27 CA28

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 高温高圧の水蒸気を生成して電力を発生
    するとともに廃熱を利用して液体窒素と液体酸素および
    氷を製造する熱カスケードシステムと、前記氷の冷熱を
    供給される農水産複合システムおよび空調施設と、前記
    氷の冷熱および前記液体窒素の冷熱を供給される廃棄物
    ・汚泥処理施設とを備えたことを特徴とする複合エネル
    ギーシステム。
  2. 【請求項２】 熱カスケードシステムは、天然ガスを燃
    料としてボイラーで生成した水蒸気によって水蒸気ター
    ビンを駆動して発電を行い水蒸気タービン駆動後の水蒸
    気を復水器によって復水して前記ボイラーに循環する天
    然ガスタービン複合発電プラントと、この天然ガスター
    ビン複合発電プラントの前記復水器の熱交換部に低沸点
    媒体を流し熱交換を行って高濃度媒体蒸気と低濃度媒体
    液に分離し高濃度媒体蒸気によって低沸点媒体タービン
    を駆動して発電を行う低沸点媒体発電プラントと、前記
    天然ガスタービン複合発電プラントから導かれた水蒸気
    で水・アンモニア混合媒体を加熱しアンモニア蒸気と低
    濃度混合媒体液に分離して冷媒を生成するアンモニア吸
    収式冷凍機と、このアンモニア吸収式冷凍機から導かれ
    た冷媒で氷を生成する氷製造システムと、前記アンモニ
    ア吸収式冷凍機から導入された冷媒を用いて原料空気お
    よび前記天然ガスタービン複合発電プラントから供給さ
    れる炭酸ガスを冷却して液体窒素、液体酸素および液体
    炭酸ガスを製造する深冷式空気分離機・炭酸ガス液化シ
    ステムと、前記液体窒素、前記液体酸素、前記液体炭酸
    ガスおよび液化天然ガスに対して熱交換を行って冷熱を
    貯蔵し、高圧の酸素ガスおよび天然ガスを前記天然ガス
    タービン複合発電プラントに供給し、低温冷媒を前記深
    冷式空気分離機・炭酸ガス液化システムに供給する貯蔵
    冷熱変換システムとを備えたことを特徴とする請求項１
    記載の複合エネルギーシステム。
  3. 【請求項３】 氷製造システムは海水より氷を製造し、
    海水を凍結させて分離された濃縮海水を貯蔵する濃縮海
    水貯蔵施設と、前記濃縮海水より塩化ナトリウムを選択
    的に除去するミネラル製造工場とを備えたことを特徴と
    する請求項２記載の複合エネルギーシステム。
  4. 【請求項４】 天然ガスタービン複合発電プラントの代
    りに石油、石炭、可燃廃棄物、バイオマスの少なくとも
    いずれか１種類を燃料とする発電プラントを備え、貯蔵
    冷熱変換システムは液体炭酸ガス、液体窒素および液体
    酸素のみの冷熱を変換することを特徴とする請求項２記
    載の複合エネルギーシステム。
  5. 【請求項５】 天然ガスタービン複合発電プラントの代
    りに原子力発電プラントを備え、深冷式空気分離機・炭
    酸ガス液化システムの代りに空気から液体窒素と液体酸
    素の分離のみを行う深冷式空気分離機を備え、貯蔵冷熱
    変換システムは液体窒素のみの冷熱の変換を行うことを
    特徴とする請求項２記載の複合エネルギーシステム。
  6. 【請求項６】 低沸点媒体発電プラントの低沸点媒体は
    水・アンモニア混合媒体であることを特徴とする請求項
    ２記載の複合エネルギーシステム。
  7. 【請求項７】 農水産複合システムは、淡水魚または海
    水魚の陸上養殖工場と植物工場、および前記陸上養殖工
    場と前記植物工場の間に設けられたミネラル調整装置と
    を備え、前記陸上養殖工場の循環水を浄化し回収された
    廃棄物をミネラルとして前記植物工場で利用するように
    したことを特徴とする請求項１記載の複合エネルギーシ
    ステム。
  8. 【請求項８】 ミネラル調整装置はナノ膜濾過装置また
    は氷製造装置を備えていることを特徴とする請求項７記
    載の複合エネルギーシステム。
  9. 【請求項９】 植物工場は、段々畑状で複数の山形をな
    す栽培ベッドを備えていることを特徴とする請求項７記
    載の複合エネルギーシステム。
  10. 【請求項１０】 段々畑状の栽培ベッドは、山形で菱形
    形状が形成されるように複数段重ねられていることを特
    徴とする請求項９記載の複合エネルギーシステム。
  11. 【請求項１１】 熱カスケードシステムによって製造さ
    れた氷を貯蔵する氷貯蔵施設は中性浮力構造体を備えて
    海上に設置されていることを特徴とする請求項１記載の
    複合エネルギーシステム。
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Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011048657A1 (ja) * 2009-10-19 2011-04-28 株式会社きゅぶふぁーむ 植物育成ボックス昇降省エネシステム、植物育成ボックス昇降省エネ方法及び家庭用植物育成省エネ装置
KR101046721B1 (ko) 2009-11-10 2011-07-06 한국동서발전(주) 해수 냉방 시스템
WO2011101974A1 (ja) * 2010-02-18 2011-08-25 Tabata Yasuhisa 発電システム及びパイプラインの基本構造
JP2013100726A (ja) * 2011-11-07 2013-05-23 Metawater Co Ltd 余熱低沸点発電システム
KR101332568B1 (ko) 2013-06-05 2013-11-25 주식회사 세기 해수와 담수를 동시에 사용하는 방식의 폐수 열 회수에 의한 냉난방 방법
CN107559179A (zh) * 2017-10-31 2018-01-09 清华大学 一种压缩空气储能余压综合利用系统
KR101996558B1 (ko) * 2018-06-20 2019-07-04 티이컴퍼니 유한회사 액화가스 냉열 이용을 위한 융복합 냉각 시스템
CN110779277A (zh) * 2019-11-25 2020-02-11 杭州杭氧股份有限公司 一种利用lng冷能和混合制冷工质循环的生产液氮的空分节能装置
CN111006444A (zh) * 2019-12-20 2020-04-14 中国舰船研究设计中心 一种利用液氧冷量冻结清除二氧化碳气体的方法
CN111828173A (zh) * 2020-07-14 2020-10-27 西安交通大学 一种微小型燃气轮机的冷热电联产装置及其工作、控制方法
WO2020217509A1 (ja) * 2019-04-26 2020-10-29 株式会社 ユーリカ エンジニアリング 高温排ガス発生装置コンバインドサイクル発電システム
CN111963267A (zh) * 2020-08-21 2020-11-20 安徽大学 一种用于聚变堆的超临界二氧化碳功率循环系统及方法

Cited By (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011048657A1 (ja) * 2009-10-19 2011-04-28 株式会社きゅぶふぁーむ 植物育成ボックス昇降省エネシステム、植物育成ボックス昇降省エネ方法及び家庭用植物育成省エネ装置
WO2011049084A1 (ja) * 2009-10-19 2011-04-28 株式会社きゅぶふぁーむ 植物育成ボックス昇降省エネシステム、植物育成ボックス昇降省エネ方法、家庭用植物育成省エネ装置及び植物栽培省エネプラント
JP5639072B2 (ja) * 2009-10-19 2014-12-10 株式会社きゅぶふぁーむ 植物育成ボックス昇降省エネシステム、植物育成ボックス昇降省エネ方法及び家庭用植物育成省エネ装置
KR101046721B1 (ko) 2009-11-10 2011-07-06 한국동서발전(주) 해수 냉방 시스템
WO2011101974A1 (ja) * 2010-02-18 2011-08-25 Tabata Yasuhisa 発電システム及びパイプラインの基本構造
JPWO2011101974A1 (ja) * 2010-02-18 2013-06-17 靖久 田端 発電システム及びパイプラインの基本構造
JP2013100726A (ja) * 2011-11-07 2013-05-23 Metawater Co Ltd 余熱低沸点発電システム
KR101332568B1 (ko) 2013-06-05 2013-11-25 주식회사 세기 해수와 담수를 동시에 사용하는 방식의 폐수 열 회수에 의한 냉난방 방법
CN107559179A (zh) * 2017-10-31 2018-01-09 清华大学 一种压缩空气储能余压综合利用系统
CN107559179B (zh) * 2017-10-31 2018-12-28 清华大学 一种压缩空气储能余压综合利用系统
KR101996558B1 (ko) * 2018-06-20 2019-07-04 티이컴퍼니 유한회사 액화가스 냉열 이용을 위한 융복합 냉각 시스템
WO2020217509A1 (ja) * 2019-04-26 2020-10-29 株式会社 ユーリカ エンジニアリング 高温排ガス発生装置コンバインドサイクル発電システム
CN110779277A (zh) * 2019-11-25 2020-02-11 杭州杭氧股份有限公司 一种利用lng冷能和混合制冷工质循环的生产液氮的空分节能装置
CN110779277B (zh) * 2019-11-25 2023-05-23 杭氧集团股份有限公司 一种利用lng冷能和混合制冷工质循环的生产液氮的空分节能装置
CN111006444A (zh) * 2019-12-20 2020-04-14 中国舰船研究设计中心 一种利用液氧冷量冻结清除二氧化碳气体的方法
CN111006444B (zh) * 2019-12-20 2021-07-13 中国舰船研究设计中心 一种利用液氧冷量冻结清除二氧化碳气体的方法
CN111828173A (zh) * 2020-07-14 2020-10-27 西安交通大学 一种微小型燃气轮机的冷热电联产装置及其工作、控制方法
CN111963267A (zh) * 2020-08-21 2020-11-20 安徽大学 一种用于聚变堆的超临界二氧化碳功率循环系统及方法
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