JP2013181398A - バイナリー発電装置の制御方法及びバイナリー発電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】バイナリー発電装置において、蒸発器から排出される温水の温度を所定の温度に調整した上で、さらに発電効率をも最大にする。
【解決手段】本発明のバイナリー発電装置１の制御方法は、温水を熱源として作動媒体を蒸発させる蒸発器２と、蒸発器２で蒸発した作動媒体の蒸気を膨張させて回転駆動力を発生する膨張機３と、膨張機３で膨張した作動媒体の蒸気を液体に凝縮する凝縮器４と、凝縮器４から蒸発器２に向って作動媒体を循環させる循環ポンプ５とを備えたバイナリー発電装置１を制御するに際しては、蒸発器２の出側における温水の温度を所定の温度にした上で発電量を最大にするために、蒸発器２に供給される作動媒体の循環量及び圧力を調整する。
【選択図】図１

Description

本発明は、バイナリー発電装置の制御方法及びバイナリー発電装置に関するものである。

従来、工場から排出される排温水や温泉水などの低温の熱源から熱を回収して発電を行う発電システムとして、バイナリー発電が行われている。このバイナリー発電は、作動媒体として水でなく低沸点の有機化合物などを用いており、通常の蒸気タービンを用いた発電装置に比べて低温の熱源であっても発電が可能なものとなっている。
ところで、このような温排水や温泉水は、バイナリー発電装置を通過した後でも比較的高い温度を維持していることがあり、そのような場合は発電用の熱源として１次的に用いられた温水をさらに２次的に利用するといったニーズがユーザから寄せられることがある。例えば、工場からの温排水の場合であれば発電用の熱源として供給されたときよりも低温のプロセス（例えば、温水プール）において２次利用することが考えられるし、温泉水の場合であれば発電に用いた後に浴槽などに実際に給湯する温水として２次利用することが考えられる。こういった発電に用いられた温水を２次利用するケースでは、バイナリー発電装置から排出される温水温度を２次側のプロセスに合わせた温度に制御・管理する必要がある。

ところで、バイナリー発電装置では、与えられた温水・冷却水の条件から最大の発電効率が得られるように運転条件を定めることが一般的であり、蒸発器から排出される温水温度も運転条件が決まれば自動的に定まってしまう。その一方で、バイナリー発電装置の蒸発器から出てくる温水の温度を２次利用で必要となる温度に合わせようとすれば、必然的に作動媒体の流量を加減せざるを得なくなる。

ところが、バイナリー発電サイクルにおいてこのように作動媒体の流量を変化させれば、作動媒体の流量変化に付随して作動媒体の圧力やエンタルピーも変化してしまい、結果として流量とエンタルピーとの積として与えられる発電効率が最適な状態から大きくずれ、発電量の低下が著しいものとなってしまう。つまり、バイナリー発電装置において作動媒体の流量調整を行う際には、作動媒体の流量を変化させてもそれに付随して作動媒体の圧力が変動しないような何らかの手段を講じることが望ましいのである。

例えば、特許文献１や特許文献２には、循環ポンプの前後にバイパス用の流路を設けたり圧力調整弁を用いたりすることにより、作動媒体の圧力を変動させることなく作動媒体の流量を調整する技術が開示されている。

特開昭５９−５４８７２号公報 特公平０６−３３７６６号公報

ところが、特許文献１や特許文献２の技術は、作動媒体の圧力を一定にしたまま循環量を増加方向か減少方向かのいずれかに一方の変化に対応して調整するものであり、蒸発器出側の温水温度を制御する場合に適用可能な技術とはなっていない。
つまり、蒸発器出側の温水温度を所望の温度に調整しつつも、発電効率の低下を最小限に留めるためには、蒸発器に供給される作動媒体の循環量を増減させるだけでなく、作動媒体の圧力を循環量に連動させるような制御が必要となる。ところが、特許文献１や特許文献２はそのような技術を開示しておらず、蒸発器出側の温水温度を確実に制御することはできないのである。

本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、蒸発器から排出される温水の温度を所定の温度に調整した上で、さらに発電効率をも最大にすることができるバイナリー発電装置の制御方法及びバイナリー発電装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明のバイナリー発電装置の制御方法は以下の技術的手段を講じている。
即ち、本発明のバイナリー発電装置の制御方法は、温水を熱源として作動媒体を蒸発させる蒸発器と、前記蒸発器で蒸発した作動媒体の蒸気を膨張させて回転駆動力を発生する膨張機と、前記膨張機で膨張した作動媒体の蒸気を液体に凝縮する凝縮器と、前記凝縮器から蒸発器に向って作動媒体を循環させる循環ポンプとを備えたバイナリー発電装置を制御するに際しては、前記蒸発器の出側における温水の温度を所定の温度にした上で発電量を最大にするために、蒸発器に供給される作動媒体の循環量及び圧力を調整することを特徴とするものである。

なお、好ましくは、前記蒸発器の出側における温水の温度が所定の温度になるように、蒸発器に供給される作動媒体の循環量を増減し、前記作動媒体の循環量の増減に対応して、前記蒸発器に供給される作動媒体の圧力を調整するとよい。
なお、好ましくは、前記蒸発器の出側における温水の温度が所定の温度より高い場合には、前記作動媒体の循環量を増大させると共に、前記蒸発器に供給される作動媒体の圧力を減少させるとよい。

なお、好ましくは、前記蒸発器の出側における温水の温度が所定の温度より低い場合には、前記作動媒体の循環量を減少させると共に、前記蒸発器に供給される作動媒体の圧力を増加させるとよい。
一方、本発明のバイナリー発電装置は、温水を熱源として作動媒体を蒸発させる蒸発器と、前記蒸発器で蒸発した作動媒体の蒸気を膨張させて回転駆動力を発生する膨張機と、前記膨張機が発生した回転駆動力を用いて発電を行う発電機と、前記膨張機で膨張した作動媒体の蒸気を液体に凝縮する凝縮器と、前記凝縮器から蒸発器に向って作動媒体を循環させる循環ポンプと、上述の制御方法に従って、前記作動媒体の循環量と圧力とを調整する制御部と、を備えている。

なお、好ましくは、前記制御部は、前記循環ポンプの出側の作動媒体を入側に帰還させるバイパス流路と、前記バイパス流路を流通する作動媒体の流量を調整することにより前記蒸発器に供給される作動媒体の流量を調整する流量調整弁とを有しているとよい。
なお、好ましくは、前記制御部は、前記蒸発器の入側に設けられて、当該蒸発器に供給される作動媒体の圧力を調整する圧力調整弁を有しているとよい。

本発明のバイナリー発電装置の制御方法及びバイナリー発電装置によれば、蒸発器から排出される温水の温度を所定の温度に調整した上で、さらに発電効率をも最大にすることができる。

第１実施形態のバイナリー発電装置を示している。 第１実施形態の循環ポンプに関して、循環流量と揚程との関係を概念的に示した図である。 第１実施形態のバイナリー発電装置の制御方法において、作動媒体の循環流量を増加させるときの処理を示したフローチャートである。 第１実施形態のバイナリー発電装置の制御方法において、作動媒体の循環流量を減少させるときの処理を示したフローチャートである。

「第１実施形態」
以下、本発明のバイナリー発電装置１及びこのバイナリー発電装置１の制御方法の実施形態を、図面に基づき詳しく説明する。
図１は、第１実施形態のバイナリー発電装置１を模式的に示したものである。図１に示すように、バイナリー発電装置１は、工場から排出される排温水や温泉からの温水を熱源として液体の作動媒体を蒸発させる蒸発器２と、蒸発器２で蒸発した作動媒体の蒸気を膨張させて回転駆動力を発生する膨張機３と、膨張機３で膨張した作動媒体の蒸気を液体に
凝縮する凝縮器４と、凝縮器４から蒸発器２に向って作動媒体を循環させる循環ポンプ５とを備えている。これら蒸発器２、膨張機３、凝縮器４及び循環ポンプ５は作動媒体を循環させる閉ループ状の循環配管６により接続されていて、作動媒体を循環配管６の一方向（蒸発器２、膨張機３、凝縮器４、循環ポンプ５の順番に循環する方向）に沿って流通できるようになっている。

このバイナリー発電装置１には、膨張機３に隣接するように発電機７が設けられており、膨張機３で得られた回転駆動力を用いて発電機７で発電を行うことができるようになっている。また、バイナリー発電装置１に用いられる作動媒体には、代替フロンやペンタンなどのような水より低沸点の有機化合物が用いられており、温泉からの温水や工場の排温水などのように１００℃未満の低温の温水から供給される熱を用いて発電を行うことが可能となっている。

図１に示すバイナリー発電装置１で発電を行う際には、まず蒸発器２の１次側に温水を供給すると共に蒸発器２の２次側に液体の作動媒体を導いて、蒸発器２内で両者の間に熱交換を行って、液体の作動媒体を作動媒体の蒸気に蒸発させる。そして、この蒸発器２から送られてきた作動媒体の蒸気によって、膨張機３を駆動させ、膨張機３の回転駆動力を用いて発電機７で発電を行う。その後、作動媒体の蒸気は凝縮器４に送られ、凝縮器４において冷却水との間に熱交換が行われて、作動媒体は蒸気から液体に戻る。凝縮器４で生成された液体の作動媒体は循環ポンプ５で圧送されて蒸発器２に帰還し、再び蒸発に用いられる。このようにしてバイナリー発電装置１では、作動媒体のランキンサイクルを利用して発電が行われるのである。

ところで、発電用の熱源として１次的に用いられた温水をさらに２次的に利用するケースでは、バイナリー発電装置１の蒸発器２から排出される温水温度を２次側のプロセスに合わせた温度に制御・管理する必要がある。このような場合は蒸発器２の出側で計測される温水が所定の温度になるように、蒸発器２内に供給される作動媒体の流量を適宜増加させたり、減少させたりしなくてはならない。

ところが、このような作動媒体の流量調整を行うと、作動媒体の流量変化に付随して作動媒体の圧力やエンタルピーも変化してしまい、結果として流量とエンタルピーとの積として与えられる発電効率が最も良い状態から大きくずれてしまい、発電量が大幅に低下する可能性が高い。
そこで、本発明のバイナリー発電装置１及びその制御方法では、蒸発器２の出側における温水の温度を所定の温度にするだけでなく、発電量の落ち込みを最小限に留めて発電量を可能な限り大きなものとするために、蒸発器２に供給される作動媒体の循環量と圧力との双方を調整しているのである。

具体的には、第１実施形態のバイナリー発電装置１は、蒸発器２の出側における温水の温度が所定の温度になるように、蒸発器２に供給される作動媒体の循環量を調整（増減）し、次に作動媒体の循環量の増減に対応して蒸発器２に供給される作動媒体の圧力を調整する制御部９を備えている。
そして、この制御部９では、蒸発器２の出側における温水の温度が所定の温度より高い場合には、作動媒体の循環量を増大させて温水との間に交換される熱量を増やすと共に、循環量の増大に伴って大きくなるエンタルピーを下げるために蒸発器２に供給される作動媒体の圧力を減少させる制御を行っている。

また、この制御部９では、蒸発器２の出側における温水の温度が所定の温度より低い場合には、作動媒体の循環量を減少させて温水との間に交換される熱量を減らすと共に、循環量の減少に伴って小さくなるエンタルピーを上げるために蒸発器２に供給される作動媒体の圧力を増加させる制御も行っている。なお、実際の制御部９には、ＰＬＣやパソコンなどのような機器が用いられる。

さらに、上述したバイナリー発電装置１には、上述した制御部９以外にも、循環ポンプ５の出側の作動媒体の一部を入側に返送するバイパス流路１０、このバイパス流路１０を流通する作動媒体の流量を調整する流量調整弁１１、蒸発器２に供給される作動媒体の圧力を調整する圧力調整弁１２、が設けられている。そして、上述した制御部９は、これら
の流量調整弁１１や圧力調整弁１２などに制御信号を出力して、作動媒体の循環流量や圧力を調整するようになっている。

次に、第１実施形態のバイナリー発電装置１に設けられるバイパス流路１０、流量調整弁１１、圧力調整弁１２、制御部９について説明する。
バイパス流路１０は、循環ポンプ５が設けられた部分の循環配管６に対して、この循環ポンプ５を迂回するように循環配管６と並列に設けられた配管である。バイパス流路１０は、循環ポンプ５に対する入側の循環配管６と、出側の循環配管６とを結んでおり、循環ポンプ５を経由することなく循環ポンプ５の出側の作動媒体を入側に戻すことができるようになっている。

流量調整弁１１は、バイパス流路１０に設けられて、バイパス流路１０を経由して循環ポンプ５の出側から入側に戻る作動媒体の流量を調整するものであり、バイパス流路１０の流量を調整することで蒸発器２に供給される作動媒体の循環流量を制御できるようになっている。具体的には、この流量調整弁１１は、外部からの信号によって弁の開度を調整可能となっており、制御部９からの制御信号によってバイパス流路１０を経由して返送される作動媒体の流量を調整している。

圧力調整弁１２は、循環ポンプ５と蒸発器２との間の循環配管６に設けられて、循環配管６を流れる作動媒体の圧力を減少させつつ調整する弁である。この圧力調整弁１２も、外部からの信号によって圧力の減少量を調整可能となっており、制御部９からの制御信号によって循環配管６の圧力を調整している。
上述したバイナリー発電装置１には、蒸発器２の出側における温水の温度T_wを計測する第１の温度計測手段１３ａ、膨張機３の入側における作動媒体の温度T₂を計測する第２の温度計測手段１３ｂ、蒸発器２の入側における作動媒体の圧力P₁を計測する第１の圧力計測手段１４ａ、蒸発器２の出側における作動媒体の圧力P₂を計測する第２の圧力計測手段１４ｂが設けられている。これらの計測手段で計測された温度、圧力などの計測結果は、制御部９に信号として入力されている。

図３は、制御部９で行われる制御（バイナリー発電装置１の制御方法）を示すフローチャートである。
第１実施形態のバイナリー発電装置１の制御方法は、次のような手順で行われる。
ステップ１１では、第１の温度計測手段１３ａを用いて、蒸発器２の出側の温水温度T_w[℃]を計測する。そして、予め入力されていた排水温度の目標値T_s[℃]（２次利用において要求される温水温度）に対して、計測された温水温度T_w[℃]が有する温度差の絶対値が許容値T_p[℃]内に入っているかどうかを判断する。

なお、この許容値T_p[℃]は、２次利用される温水の目的などに合わせて適宜設定されるものであり、例えば温泉や温水プールの場合であれば２℃〜５℃程度とされる。
このようにして算出された温度差の絶対値が許容値T_p[℃]より大きい場合は、蒸発器２の出側の温水温度T_w[℃]を調整する必要があるものと判断して、ステップ１２以降に進んで作動媒体の循環流量及び圧力の調整を行う。また、算出された温度差の絶対値が許容値T_p[℃]以下である場合は、作動媒体の循環流量や圧力を調整する必要はない（現状の運転をそのまま継続すればよい）と判断して、ステップ１８に進んで処理を終了する。

ステップ１２では、蒸発器２の出側の温水温度T_w[℃]が排水温度の目標値T_s[℃]より高いかどうか、言い換えれば蒸発器２の出側における温水の温度が排水温度の目標値T_s[℃]より高温側に外れているか低温側に外れているかを判断する。蒸発器２の出側の温水温度T_w[℃]が排水温度の目標値T_s[℃]より高い場合は、高温側に外れている温水の温度を下げるためにステップ１３以降に進んで作動媒体の循環流量を上げる（増加させる）。また、蒸発器２の出側の温水温度T_w[℃]が排水温度の目標値T_s[℃]と同じ温度か低い場合は、低温側に外れている温水の温度を上げるために、図４のステップ２１に進んで作動媒体の循環流量を下げる（減少させる）。

ステップ１３では、循環ポンプ５の回転数を増加させて、作動媒体の循環流量を増加させる。具体的には、作動媒体の循環流量を所定の増加量毎に段階的に変化させ、段階的に増加させられた循環流量のそれぞれに対して後述する過熱度が所望範囲に収まるような作
動媒体の圧力を求める。このようにして作動媒体の循環流量と圧力とをそれぞれ段階的に変化させてゆけば、蒸発器２の出側において２次利用が可能な温度を維持しつつも、発電効率が最大となるような循環流量及び圧力の条件を得ることが可能となるからである。

ステップ１４では、このようにステップ１３で循環ポンプ５の回転数を所定量だけ増加させて作動媒体の循環流量が増大したら、増大した作動媒体の循環流量に対応する膨張機３の入側における作動媒体の温度T₂[℃]及び圧力P₂[Pa]を、第２の温度計測手段１３ｂ及び第２の圧力計測手段１４ｂを用いて計測する。そして、求められた作動媒体の温度T₂[℃]及び圧力P₂[Pa]を用いて、膨張機３の入側（膨張機３の出側）における作動媒体の過熱度ΔT_v[℃]を算出する。

なお、過熱度ΔT_v[℃]は、作動媒体に用いられる有機化合物の種類が分かれば、膨張機３の入側における作動媒体の圧力P₂[Pa]より必然的に導くことができる。このようにして作動媒体の過熱度ΔT_v[℃]が算出されたら、ステップ１５に進んで過熱度が所望範囲に収まるかどうかを判断する。
ステップ１５では、ステップ１４において算出された作動媒体の過熱度ΔT_v[℃]が、予め定められた過熱度の下限値ΔT_P2[℃]よりも大きいかどうかを判断する。この過熱度の下限値ΔT_P2[℃]は、作動媒体が気液混合状態のまま膨張機３に吸い込まれることがないように作動媒体が蒸発器２で十分に過熱されたと判断できる過熱度、言い換えれば良好な発電効率が得られていることを示す過熱度の値である。

このようにして算出された作動媒体の過熱度ΔT_v[℃]が下限値ΔT_P2[℃]よりも大きいと判断された場合は、膨張機３において作動媒体から回転駆動力を安定して回収して、上述した発電機７を用いて効率よく発電を行うことができると判断できるので、ステップ１７に進む。
一方、算出された作動媒体の過熱度ΔT_v[℃]が下限値ΔT_P2[℃]よりも小さいと判断された場合は、作動媒体が液体のまま膨張機３に吸い込まれる虞があり、このままでは良好な発電効率を得ることができないため、ステップ１６に進んで作動媒体の圧力を下げる。

ステップ１６では、圧力調整弁１２に制御信号を出力して、圧力が低くなる方向に所定の変更量毎に弁開度を段階的に調整する。このようにすれば、弁開度を調整するたびに、第１の圧力計測手段１４ａで計測される作動媒体の圧力P₁[Pa]が段階的に低く変化する。そして、作動媒体の圧力P₁[Pa]が段階的に変化する毎に、ステップ１４の前に戻って過熱度が所望の範囲に入っているかどうかの判断を繰り返せば、やがて過熱度ΔT_v[℃]が下限値ΔT_P2[℃]よりも大きくなるような作動媒体の圧力P₁[Pa]が得られる。このようにして過熱度を所望の範囲内にするような作動媒体の圧力P₁[Pa]が求められたら、ステップ１７に進む。

ステップ１７では、蒸発器２の出側で計測された温水温度T_w[℃]が排水温度の目標値T_s[℃]に対して許容値T_p[℃]の範囲内に入っているか小さいかどうかを再び判断する。このステップ１７の判断において、蒸発器２の出側で計測された温水温度T_w[℃]から排水温度の目標値T_s[℃]を差し引いた温度差が許容値T_p[℃]以下となる場合には、発電効率が最大となる循環流量と圧力との条件が得られたものと考えて、処理を終了する。

一方、温度差が許容値T_p[℃]より大きくなる場合には、ステップ１３に戻って、再び循環流量を段階的に増加させる。
上述したステップ１３〜ステップ１７は、蒸発器２の出側における温水の温度T_w[℃]が排水温度の目標値T_s[℃]より高い場合（ステップ１２での判断が「ｙｅｓ」の場合）であった。しかし、排水温度の目標値T_s[℃]と同じか低い場合（ステップ１２での判断が「ｎｏ」の場合）には、図４に示すような手順で処理を行うこともできる。

すなわち、ステップ２１では、バイパス流路１０に設けられた流量調整弁１１に制御信号を送って循環ポンプ５の出側から入側に戻る作動媒体の流量を所定の量だけ上げ、蒸発器２に供給される作動媒体の循環流量を段階的に減少させる。このようにして循環流量が段階的に減少したら、ステップ２２に進んで作動媒体の過熱度ΔT_v[℃]を算出する。
ステップ２２では、膨張機３の入側（蒸発器２の出側）における作動媒体の温度T₂[℃]及び圧力P₂[Pa]を計測する。そして、求められた作動媒体の温度T₂[℃]及び圧力P₂[Pa]を
用いて、ステップ１４の場合と同様にして膨張機３の入側（膨張機３の出側）における作動媒体の過熱度ΔT_v[℃]を算出する。このようにして作動媒体の過熱度ΔT_v[℃]が算出されたら、ステップ２３に進む。

ステップ２３では、ステップ２２において算出された作動媒体の過熱度ΔT_v[℃]が、予め定められた過熱度の適正範囲内にあるかどうかを判断する。具体的には、このステップ２３では、作動媒体の過熱度ΔT_v[℃]が過熱度の下限値ΔT_P2[℃]よりも小さいかどうかという判断が行われる。
例えば、作動媒体の過熱度ΔT_v[℃]が下限値ΔT_P2[℃]よりも小さいと判断されなかった場合（「ｎｏ」の場合）は、作動媒体の過熱度ΔT_v[℃]が高く、温水と作動媒体との間に十分な温度差があると考えられるので、発電量を高くするためにステップ２４に進んで作動媒体の圧力を上げる。

ステップ２４では、循環ポンプ５に制御信号を出力して、圧力が高くなる方向に所定の変更量毎に回転数を段階的に調整する。このように循環ポンプ５を用いて作動媒体の圧力を上げた場合は、圧力と共に作動媒体の流量も上昇する。それゆえ、図３の場合と同様に第１圧力計測手段１４ａで計測される作動媒体の圧力P₁[Pa]が段階的に大きくなると同時に、作動媒体の流量も大きくなり、蒸発器２の出側における作動媒体の過熱度ΔT_v[℃]が必要以上に小さくなる場合がある。そこで、ステップ２３に戻って再び過熱度が所望の範囲に入っているかどうかの判断を繰り返す。

ステップ２３に戻った際に、上述したように作動媒体の過熱度ΔT_v[℃]が過熱度の下限値ΔT_P2[℃]よりも小さいという判断が下された場合は、循環ポンプ５の回転数を上げ過ぎたと言うことになるので、今度は圧力が低くなる方向に所定の変更量毎に回転数を段階的に調整し、循環ポンプ５を用いて作動媒体の圧力及び流量を下げる。
このようにしてステップ２３とステップ２４との操作を繰り返し、作動媒体の過熱度が適正な範囲に収まるような作動媒体の圧力及び流量、言い換えれば最大の発電出力が得られれば（「ｙｅｓ」の場合は）、ステップ２５に進む。

ステップ２５では、ステップ１７と同様に蒸発器２の出側で計測された温水温度T_w[℃]が排水温度の目標値T_s[℃]に対して許容値T_p[℃]の範囲内に入っているかどうかを再び判断する。この判断において、蒸発器２の出側で計測された温水温度T_w[℃]から排水温度の目標値T_s[℃]を差し引いた温度差が許容値T_p[℃]以下となる場合には、発電効率が最大となる循環流量と圧力との条件が得られたものと考えて、処理を終了する。

上述の制御方法に従って発電を行えば、作動媒体の循環流量を上げたり下げたりして、蒸発器２の出側における温水の温度を２次利用に適した温度に制御することができる。そして、このように循環流量を調整した上で、バイパス流路１０や圧力調整弁１２を用いて圧力を調整することで、発電効率を最大にすることができる。それゆえ、蒸発器２の出側における温水の温度の変更を行っても、それに付随して発電量が大きく落ち込むことがなく、温水の２次利用と良好な発電効率の維持とを両立させることが可能となる。

言い換えれば、本発明のバイナリー発電装置１の制御方法は、バイパス流路１０や圧力調整弁１２を用いることにより、図２に示すように循環ポンプ５のポンプ特性曲線（循環流量に対する揚程の変化曲線）を見かけ上で仕様が異なるものに変化させる作用効果を有している。例えば作動媒体を循環ポンプ５の入側にバイパスする場合を考えると、循環ポンプ５の特性曲線がバイパス前の状態からより左側に水平に移動した変化曲線に変更することに相当し、揚程が同じでも作動媒体の吐出能力（循環流量）が小さいポンプに循環ポンプ５の仕様を切り替えたような効果を発揮する。

なお、今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。特に、今回開示された実施形態において、明示的に開示されていない事項、例えば、運転条件や操業条件、各種パラメータ、構成物の寸法、重量、体積などは、当業者が通常実施する範囲を逸脱するものではなく、通常の当業者であれば、容易に想定することが可能な値を採用している。

１ バイナリー発電装置
２ 蒸発器
３ 膨張機
４ 凝縮器
５ 循環ポンプ
６ 循環配管
７ 発電機
９ 制御部
１０ バイパス流路
１１ 流量調整弁
１２ 圧力調整弁
１３ａ第１の温度計測手段
１３ｂ第２の温度計測手段
１４ａ第１の圧力計測手段
１４ｂ第２の圧力計測手段

Claims (7)

1. 温水を熱源として作動媒体を蒸発させる蒸発器と、前記蒸発器で蒸発した作動媒体の蒸気を膨張させて回転駆動力を発生する膨張機と、前記膨張機で膨張した作動媒体の蒸気を液体に凝縮する凝縮器と、前記凝縮器から蒸発器に向って作動媒体を循環させる循環ポンプとを備えたバイナリー発電装置を制御するに際しては、
   前記蒸発器の出側における温水の温度を所定の温度にした上で発電量を最大にするために、蒸発器に供給される作動媒体の循環量及び圧力を調整することを特徴とするバイナリー発電装置の制御方法。
2. 前記蒸発器の出側における温水の温度が所定の温度になるように、蒸発器に供給される作動媒体の循環量を増減し、
   前記作動媒体の循環量の増減に対応して、前記蒸発器に供給される作動媒体の圧力を調整することを特徴とする請求項１に記載のバイナリー発電装置の制御方法。
3. 前記蒸発器の出側における温水の温度が所定の温度より高い場合には、
   前記作動媒体の循環量を増大させると共に、前記蒸発器に供給される作動媒体の圧力を減少させることを特徴とする請求項１又は２に記載のバイナリー発電装置の制御方法。
4. 前記蒸発器の出側における温水の温度が所定の温度より低い場合には、
   前記作動媒体の循環量を減少させると共に、前記蒸発器に供給される作動媒体の圧力を増加させることを特徴とする請求項１又は２に記載のバイナリー発電装置の制御方法。
5. 温水を熱源として作動媒体を蒸発させる蒸発器と、
   前記蒸発器で蒸発した作動媒体の蒸気を膨張させて回転駆動力を発生する膨張機と、
   前記膨張機が発生した回転駆動力を用いて発電を行う発電機と、
   前記膨張機で膨張した作動媒体の蒸気を液体に凝縮する凝縮器と、
   前記凝縮器から蒸発器に向って作動媒体を循環させる循環ポンプと、
   請求項１〜４のいずれかに記載の制御方法に従って、前記作動媒体の循環量と圧力とを調整する制御部と、
   を備えたバイナリー発電装置。
6. 前記循環ポンプの出側の作動媒体を入側に帰還させるバイパス流路と、前記バイパス流路を流通する作動媒体の流量を調整することにより前記蒸発器に供給される作動媒体の流量を調整する流量調整弁と、を有し、
   前記流量調整弁が、前記制御部により制御されるように構成されていることを特徴とする請求項５に記載のバイナリー発電装置。
7. 前記蒸発器の入側に設けられて、当該蒸発器に供給される作動媒体の圧力を調整する圧力調整弁を有していて、
   前記圧力調整弁が、前記制御部により制御されるように構成されていることを特徴とする請求項５又は６に記載のバイナリー発電装置。

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