JP2014190285A - バイナリー発電装置の運転方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、低温液化ガスを気化させて、ガス状態とする際に発生する低温液化ガスから失われる冷熱を有効に活用することが可能なバイナリー発電装置の運転方法を提供することを課題とする。
【解決手段】低沸点の作動媒体を、蒸発器によって地熱や工場廃熱等の低品位熱源と熱交換して蒸発させ、該作動媒体の蒸気で発電機を駆動させるバイナリー発電装置の運転方法であって、作動媒体凝縮器に、加熱源流体により気化させた作動媒体であるフロンＲ−１４を導入し、気化させたフロンＲ−１４と低温液化ガスとを熱交換させて、フロンＲ−１４を液化させる工程を含む。
【選択図】なし

Description

本発明は、低沸点の作動媒体を、蒸発器によって地熱や工場廃熱等の低品位熱源と熱交換して蒸発させ、この作動媒体の蒸気で発電機を駆動させるバイナリー発電装置の運転方法に関する。

バイナリー発電装置は、低沸点の作動媒体を、蒸発器によって地熱や工場廃熱等の低品位熱源と熱交換して蒸発させ、この作動媒体の蒸気で発電機を駆動するものであり、炭酸ガスを排出しない地球環境にやさしい発電装置として期待されている。

図３は、従来のバイナリー発電装置の概略構成を模式的に示す図である。
図３を参照するに、従来のバイナリー発電装置１００は、作動媒体蒸発器１０１と、膨張タービン１０２と、膨張タービン１０２と接続された発電機１０４と、作動媒体凝縮器１０５と、送液ポンプ１０７と、作動媒体蒸発器１０１、膨張タービン１０２、作動媒体凝縮器１０５、及び送液ポンプ１０７と接続され、かつ作動媒体を循環させる循環用配管１０８と、を有する。

作動媒体蒸発器１０１において、冷流体である液体状態の作動媒体は、温流体との熱交換で加熱されて気化する。温流体としては、例えば、１５０℃以下の温水、スチーム、廃ガス等が使用される。
その後、気化した作動媒体は、膨張タービン１０２に導入され、膨張タービン１０２を駆動させ、膨張タービン１０２に付属した発電機１０４が発電する。

膨張タービン１０２を駆動させた作動媒体は、膨張タービン１０２から排出された後、作動媒体凝縮器１０５において冷流体である１０〜３０℃程度の冷却水との熱交換により冷却され凝縮し、液化する。
その後、液化した作動媒体は、送液ポンプ１０７により昇圧された後、作動媒体蒸発器１０１に導入され、上述のように作動媒体は循環する。

従来のバイナリー発電装置１００で使用される作動媒体は、水より沸点が低く、かつ冷却水で凝縮させることができる物質が採用されている。このような作動媒体として、例えば、アンモニアと水との混合流体、ペンタン、イソブタン、フロンＲ１３４ａ、フロンＲ２４５ｆａ等が用いられている。

また、炭化水素やアンモニア等の低沸点の作動媒体を利用して発電するバイナリー発電装置もある。このような作動媒体を用いるときは、冷流体として冷却水の他にＬＮＧ（液化天然ガス）を使用する場合がある（例えば、特許文献１参照。）。

特許文献１には、圧縮機により圧縮されて加熱器で加熱された作動媒体をタービンに導入することにより、該タービンを回転させて機械的仕事をさせ、さらにタービンから排出される作動媒体を冷却器で冷却して圧縮機に導入するように閉回路が構成される一方、冷熱源として液化ガスを冷却器に導入しながら該液化ガスを気化させてガス状体を生成する閉サイクルガスタービンにおいて、タービンから排出される作動媒体を冷却器への導入前に予備冷却する予備冷却器が設けられ、該予備冷却器は、液化ガスを気化させて、この気化潜熱を利用して作動媒体を予備冷却する閉サイクルガスタービンが開示されている。

このような閉サイクルガスタービンを有するバイナリー発電装置では、１種類の外部熱源で低沸点作動媒体を加熱して気化し、その蒸気を用いて発電するものが一般的である（例えば、特許文献２参照。）。

特許文献２には、作動媒体の蒸発器と、作動媒体蒸気に膨張仕事をさせるためのスクリュータービンと、作動媒体蒸気を凝縮させるための凝縮器と、作動媒体を循環させるための循環ポンプとを直列に接続した閉ループ内で作動媒体を循環させて熱サイクルを構成させ、スクリュータービンで発電機を駆動するようにしたバイナリー発電装置において、蒸発器の作動媒体液面を調節してスクリュータービンの出力を制御するバイナリー発電装置の制御方法が開示されている。

特開２００３−５６３１２号公報 特開平１０−１０３０２３号公報

ところで、特許文献１に開示された液化ガス（冷熱源）としては、工業用ガスである窒素や酸素等が用いられるが、輸送や貯蔵における簡便さから液体窒素や液体酸素等の低温液化ガスとして液体状態で扱われている。

しかしながら、特許文献１に開示された液化ガス（冷熱源）として上記低温液化ガスを用いて、かつ特許文献２に開示されたバイナリー発電装置の制御方法を用いる場合、空温蒸発器等の熱交換器を介して、上記低温液化ガスを気化させて、ガス状態とする際に発生する低温液化ガスから失われる冷熱は、従来利用されることなく、周囲環境に捨てられていた。
つまり、従来、低温液化ガスから失われる冷熱を有効活用していなかった。

そこで、本発明は、低温液化ガスを気化させて、ガス状態とする際に発生する低温液化ガスから失われる冷熱を有効に活用することが可能なバイナリー発電装置の運転方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１に係る発明によれば、作動媒体凝縮器において、冷熱源である低温液化ガスとガス状態の作動媒体であるフロンＲ−１４とを熱交換させて、前記低温液化ガスを気化させるとともに、前記フロンＲ−１４を液化させる工程と、送液ポンプにより、液化した前記フロンＲ−１４を前記作動媒体凝縮器に戻す工程と、前記作動媒体凝縮器において、液化した前記フロンＲ−１４を気化させ、その後、気化させた前記フロンＲ−１４を膨張タービンに導入することで、該膨張タービンを回転させる工程と、前記膨張タービンにより、発電機を作動させて、電気エネルギーを取得する工程と、前記作動媒体凝縮器に、加熱源流体により気化させた前記フロンＲ−１４を導入し、気化させた前記フロンＲ−１４と前記低温液化ガスとを熱交換させて、前記フロンＲ−１４を液化させる工程と、を有することを特徴とするバイナリー発電装置の運転方法が提供される。

また、請求項２に係る発明によれば、前記低温液化ガスとして、液体窒素、液体酸素、及び液体アルゴンのいずれか１つを用いることを特徴とする請求項１記載のバイナリー発電装置の運転方法が提供される。

また、請求項３に係る発明によれば、前記発電機と接続された前記膨張タービンを複数用いることを特徴とする請求項１または２記載のバイナリー発電装置の運転方法が提供される。

本発明のバイナリー発電装置の運転方法によれば、作動媒体としてフロンＲ−１４を用いることにより、冷熱源として低温液化ガスを、加熱源として常温の水等を用いることが可能となるので、低温液化ガスを気化させて、ガス状態とする際に発生する低温液化ガスから失われる冷熱を有効に活用することができる。

本発明の第１の実施の形態に係るバイナリー発電装置の運転方法を実施する際に使用するバイナリー発電装置の概略構成を模式的に示す図である。 本発明の第２の実施の形態に係るバイナリー発電装置の運転方法を実施する際に使用するバイナリー発電装置の概略構成を模式的に示す図である。 従来のバイナリー発電装置の概略構成を模式的に示す図である。

以下、図面を参照して本発明を適用した実施の形態について詳細に説明する。なお、以下の説明で用いる図面は、本発明の実施形態の構成を説明するためのものであり、図示される各部の大きさや厚さや寸法等は、実際のバイナリー発電装置の寸法関係とは異なる場合がある。

（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るバイナリー発電装置の運転方法を実施する際に使用するバイナリー発電装置の概略構成を模式的に示す図である。

始めに、図１を参照して、バイナリー発電装置１０の構成について説明する。
バイナリー発電装置１０は、作動媒体凝縮器１１と、送液ポンプ１２と、作動媒体蒸発器１４と、膨張タービン１５と、発電機１７と、作動媒体用流路１８と、を有する。
作動媒体用流路１８は、作動媒体凝縮器１１、送液ポンプ１２、作動媒体蒸発器１４、及び膨張タービン１５の区間で閉ループを構成している。

次に、図１に示すバイナリー発電装置１０を用いた第１の実施の形態のバイナリー発電装置の運転方法について説明する。
始めに、作動媒体凝縮器１１において、冷熱源である低温液化ガスとガス状態の作動媒体であるフロンＲ−１４（四フッ化メタン）とを熱交換させて、低温液化ガスを気化させるとともに、フロンＲ−１４を液化させる。
このとき、低温液化ガスは、全量が気化して、ユースポイントに送ガスされる。
次いで、送液ポンプ１２により、液化したフロンＲ−１４を作動媒体凝縮器１１に戻す。

次いで、作動媒体凝縮器１１において、液化したフロンＲ−１４を気化させ、その後、気化させたフロンＲ−１４を膨張タービン１５に導入することで、膨張タービン１５を回転させる。次いで、膨張タービン１５により、発電機１７を作動させて、電気エネルギーを取得する。
次いで、作動媒体凝縮器１１に、加熱源流体（例えば、水）により気化された後、膨張タービン１５において動力を回収されたフロンＲ−１４を導入し、気化させたフロンＲ−１４と低温液化ガスとを熱交換させて、フロンＲ−１４を液化させる。
なお、上記加熱源流体としては、例えば、工場からの排水や排ガス等を用いてもよい。

第１の実施の形態実施のバイナリー発電装置の運転方法によれば、作動媒体として、凝固点が−１８４℃のフロンＲ−１４を用いることで、例えば、低温液化ガスとして、液体窒素、液体酸素、液体アルゴンのうち、いずれか１つを用いた場合でも、該低温液化ガスとフロンＲ−１４との熱交換によりフロンＲ−１４が固化することを抑制できる。

また、フロンＲ−１４の沸点は−１２８℃であるため、加熱源として、これまでバイナリー発電に使用されていた低品位熱源である工場排水や排ガス等の他に、更に低温である常温の水を用いることができる。
そのため、液体窒素、液体酸素、液体アルゴンのような低温液化ガスから、容易に冷熱エネルギーを取り出すことが可能となる。
なお、本発明における低品位熱源とは、エネルギーの回収効率が悪いため、今まで利用されることが少なかった熱エネルギーのことで、大よそ２００℃以下の熱源のことをいう。

（第２の実施の形態）
図２は、本発明の第２の実施の形態に係るバイナリー発電装置の運転方法を実施する際に使用するバイナリー発電装置の概略構成を模式的に示す図である。図２において、図１に示すバイナリー発電装置１０と同一構成部分には、同一符号を付す。

始めに、図２を参照して、バイナリー発電装置２５の構成について説明する。
バイナリー発電装置２５は、図１に示すバイナリー発電装置１０の構成に、さらに、膨張タービン２６、発電機２８、及び作動媒体加温器３１を有すること以外は、バイナリー発電装置１０と同様に構成される。

膨張タービン２６は、作動媒体用流路１８のうち、作動媒体凝縮器１１と膨張タービン１５との間に位置する部分に設けられている。発電機２８は、膨張タービン２６と接続されている。
作動媒体加温器３１は、膨張タービン１５と膨張タービン２６との間に位置する作動媒体用流路１８に設けられている。作動媒体加温器３１は、加熱源流体により作動媒体を熱交換させるための熱交換器である。

上記バイナリー発電装置２５では、一例として２つの膨張タービン１５，２６を有する場合を例に挙げて説明したが、複数の膨張タービンを有する場合、２段目以降の膨張タービン２６の入口側に作動媒体を昇温させるための作動媒体加温器３１を設けるとよい。
このような構成とすることで、図１に示すバイナリー発電装置１０を第１の実施の形態のバイナリー発電装置の運転方法で運転させた場合よりも、発電量を向上させることができる。

なお、第２の実施の形態のバイナリー発電装置の運転方法は、作動媒体加温器３１により、膨張タービン１５と膨張タービン２６との間に位置する作動媒体用流路１８を流れる作動媒体を熱交換させる工程を有すること以外は、第１の実施の形態のバイナリー発電装置の運転方法と同様な手法により運転することができる。

以上、本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

（実験例１）
実験例１では、計算により、図１に示すバイナリー発電装置１０を使用し、第１の実施の形態のバイナリー発電装置の運転方法を実施した際にシステム発電量が１０ｋＷの電力を発電できる条件を求めた。
なお、システム発電力とは、発電機１７の発電力から送液ポンプ１２の消費動力を除した値のことをいう。

実施例１では、作動媒体がフロンＲ−１４、低温液化ガスが液体窒素、低温液化ガスの圧力が６００ｋＰａＧ、加熱源流体が水、加熱源流体の温度が３０℃、膨張タービン１５の入口の温度が２０℃、膨張タービン１５の入口の圧力が２６０ｋＰａＧ、膨張タービン１５の出口の圧力が２０ｋＰａＧのときの、作動媒体の流量（Ｎｍ^３／ｈ）、低温液化ガスの流量（Ｎｍ^３／ｈ）、加熱源流体の流量（ｔｏｎ／ｈ）、送液ポンプ１２の消費動力（ｋＷ）、及び発電機１７の発電力（ｋＷ）について計算により求めた。この結果を表１に示す。

実施例２では、膨張タービン１５の入口圧力を５０５ｋＰａＧにしたこと以外は、実施例１と同じ条件を用いて、計算により、作動媒体の流量（Ｎｍ^３／ｈ）、低温液化ガスの流量（Ｎｍ^３／ｈ）、加熱源流体の流量（ｔｏｎ／ｈ）、送液ポンプ１２の消費動力（ｋＷ）、及び発電機１７の発電力（ｋＷ）を求めた。この結果を表１に示す。

実施例３では、加熱源流体の温度を９０℃、及び膨張タービン１５の入口温度を８０℃にしたこと以外は、実施例１と同じ条件を用いて、計算により、作動媒体の流量（Ｎｍ^３／ｈ）、低温液化ガスの流量（Ｎｍ^３／ｈ）、加熱源流体の流量（ｔｏｎ／ｈ）、送液ポンプ１２の消費動力（ｋＷ）、及び発電機１７の発電力（ｋＷ）を求めた。この結果を表１に示す。

実施例４では、膨張タービン１５の入口圧力を５０５ｋＰａＧにしたこと以外は、実施例３と同じ条件を用いて、計算により、作動媒体の流量（Ｎｍ^３／ｈ）、低温液化ガスの流量（Ｎｍ^３／ｈ）、加熱源流体の流量（ｔｏｎ／ｈ）、送液ポンプ１２の消費動力（ｋＷ）、及び発電機１７の発電力（ｋＷ）を求めた。この結果を表１に示す。

実施例５では、低温液体ガスとして液体酸素を用いたこと以外は、実施例１と同じ条件を用いて、計算により、作動媒体の流量（Ｎｍ^３／ｈ）、低温液化ガスの流量（Ｎｍ^３／ｈ）、加熱源流体の流量（ｔｏｎ／ｈ）、送液ポンプ１２の消費動力（ｋＷ）、及び発電機１７の発電力（ｋＷ）を求めた。この結果を表１に示す。

実施例６では、膨張タービン１５の入口圧力を５０５ｋＰａＧにしたこと以外は、実施例５と同じ条件を用いて、計算により、作動媒体の流量（Ｎｍ^３／ｈ）、低温液化ガスの流量（Ｎｍ^３／ｈ）、加熱源流体の流量（ｔｏｎ／ｈ）、送液ポンプ１２の消費動力（ｋＷ）、及び発電機１７の発電力（ｋＷ）を求めた。この結果を表１に示す。

実施例７では、加熱源流体の温度を９０℃、及び膨張タービン１５の入口温度を８０℃にしたこと以外は、実施例５と同じ条件を用いて、計算により、作動媒体の流量（Ｎｍ^３／ｈ）、低温液化ガスの流量（Ｎｍ^３／ｈ）、加熱源流体の流量（ｔｏｎ／ｈ）、送液ポンプ１２の消費動力（ｋＷ）、及び発電機１７の発電力（ｋＷ）を求めた。

実施例８では、膨張タービン１５の入口圧力を５０５ｋＰａＧにしたこと以外は、実施例７と同じ条件を用いて、計算により、作動媒体の流量（Ｎｍ^３／ｈ）、低温液化ガスの流量（Ｎｍ^３／ｈ）、加熱源流体の流量（ｔｏｎ／ｈ）、送液ポンプ１２の消費動力（ｋＷ）、及び発電機１７の発電力（ｋＷ）を求めた。この結果を表１に示す。

実施例９では、低温液体ガスとして液体アルゴンを用いたこと以外は、実施例１と同じ条件を用いて、計算により、作動媒体の流量（Ｎｍ^３／ｈ）、低温液化ガスの流量（Ｎｍ^３／ｈ）、加熱源流体の流量（ｔｏｎ／ｈ）、送液ポンプ１２の消費動力（ｋＷ）、及び発電機１７の発電力（ｋＷ）を求めた。この結果を表１に示す。

実施例１０では、膨張タービン１５の入口圧力を５０５ｋＰａＧにしたこと以外は、実施例９と同じ条件を用いて、計算により、作動媒体の流量（Ｎｍ^３／ｈ）、低温液化ガスの流量（Ｎｍ^３／ｈ）、加熱源流体の流量（ｔｏｎ／ｈ）、送液ポンプ１２の消費動力（ｋＷ）、及び発電機１７の発電力（ｋＷ）を求めた。この結果を表１に示す。

実施例１１では、加熱源流体の温度を９０℃、及び膨張タービン１５の入口温度を８０℃にしたこと以外は、実施例９と同じ条件を用いて、計算により、作動媒体の流量（Ｎｍ^３／ｈ）、低温液化ガスの流量（Ｎｍ^３／ｈ）、加熱源流体の流量（ｔｏｎ／ｈ）、送液ポンプ１２の消費動力（ｋＷ）、及び発電機１７の発電力（ｋＷ）を求めた。

実施例１２では、膨張タービン１５の入口圧力を５０５ｋＰａＧにしたこと以外は、実施例１１と同じ条件を用いて、計算により、作動媒体の流量（Ｎｍ^３／ｈ）、低温液化ガスの流量（Ｎｍ^３／ｈ）、加熱源流体の流量（ｔｏｎ／ｈ）、送液ポンプ１２の消費動力（ｋＷ）、及び発電機１７の発電力（ｋＷ）を求めた。この結果を表１に示す。

（実験例２）
実験例２では、計算により、図３に示す従来のバイナリー発電装置１００を使用し、従来のバイナリー発電装置の運転方法を実施した際にシステム発電力が１０ｋＷの電力を発電できる条件を求めた。

比較例１では、作動媒体がフロンＲ−１４、低温液化ガスが液体窒素、低温液化ガスの圧力が６００ｋＰａＧ、加熱源流体が水、加熱源流体の温度が３０℃、膨張タービン１０２の入口の温度が２０℃、膨張タービン１０２の入口の圧力が２６０ｋＰａＧ、膨張タービン１０２の出口の圧力が２０ｋＰａＧのときの、作動媒体の流量（Ｎｍ^３／ｈ）、低温液化ガスの流量（Ｎｍ^３／ｈ）、加熱源流体の流量（ｔｏｎ／ｈ）、送液ポンプ１０７の消費動力（ｋＷ）、及び発電機１０４の発電力（ｋＷ）について計算により求めた。この結果を表２に示す。

比較例２では、膨張タービン１０２の入口圧力を５０５ｋＰａＧにしたこと以外は、比較例１と同じ条件を用いて、計算により、作動媒体の流量（Ｎｍ^３／ｈ）、低温液化ガスの流量（Ｎｍ^３／ｈ）、加熱源流体の流量（ｔｏｎ／ｈ）、送液ポンプ１０７の消費動力（ｋＷ）、及び発電機１０４の発電力（ｋＷ）を求めた。この結果を表２に示す。

比較例３では、加熱源流体の温度を９０℃、及び膨張タービン１０２の入口温度を８０℃にしたこと以外は、比較例１と同じ条件を用いて、計算により、作動媒体の流量（Ｎｍ^３／ｈ）、低温液化ガスの流量（Ｎｍ^３／ｈ）、加熱源流体の流量（ｔｏｎ／ｈ）、送液ポンプ１０７の消費動力（ｋＷ）、及び発電機１０４の発電力（ｋＷ）を求めた。この結果を表２に示す。

比較例４では、膨張タービン１０２の入口圧力を５０５ｋＰａＧにしたこと以外は、比較例３と同じ条件を用いて、計算により、作動媒体の流量（Ｎｍ^３／ｈ）、低温液化ガスの流量（Ｎｍ^３／ｈ）、加熱源流体の流量（ｔｏｎ／ｈ）、送液ポンプ１０７の消費動力（ｋＷ）、及び発電機１０４の発電力（ｋＷ）を求めた。この結果を表２に示す。

比較例５では、低温液体ガスとして液体酸素を用いたこと以外は、比較例１と同じ条件を用いて、計算により、作動媒体の流量（Ｎｍ^３／ｈ）、低温液化ガスの流量（Ｎｍ^３／ｈ）、加熱源流体の流量（ｔｏｎ／ｈ）、送液ポンプ１０７の消費動力（ｋＷ）、及び発電機１０４の発電力（ｋＷ）を求めた。この結果を表２に示す。

比較例６では、膨張タービン１０２の入口圧力を５０５ｋＰａＧにしたこと以外は、比較例５と同じ条件を用いて、計算により、作動媒体の流量（Ｎｍ^３／ｈ）、低温液化ガスの流量（Ｎｍ^３／ｈ）、加熱源流体の流量（ｔｏｎ／ｈ）、送液ポンプ１０７の消費動力（ｋＷ）、及び発電機１０４の発電力（ｋＷ）を求めた。この結果を表２に示す。

比較例７では、加熱源流体の温度を９０℃、及び膨張タービン１０２の入口温度を８０℃にしたこと以外は、比較例５と同じ条件を用いて、計算により、作動媒体の流量（Ｎｍ^３／ｈ）、低温液化ガスの流量（Ｎｍ^３／ｈ）、加熱源流体の流量（ｔｏｎ／ｈ）、送液ポンプ１０７の消費動力（ｋＷ）、及び発電機１０４の発電力（ｋＷ）を求めた。

比較例８では、膨張タービン１０２の入口圧力を５０５ｋＰａＧにしたこと以外は、比較例７と同じ条件を用いて、計算により、作動媒体の流量（Ｎｍ^３／ｈ）、低温液化ガスの流量（Ｎｍ^３／ｈ）、加熱源流体の流量（ｔｏｎ／ｈ）、送液ポンプ１０７の消費動力（ｋＷ）、及び発電機１０４の発電力（ｋＷ）を求めた。この結果を表２に示す。

比較例９では、低温液体ガスとして液体アルゴンを用いたこと以外は、比較例１と同じ条件を用いて、計算により、作動媒体の流量（Ｎｍ^３／ｈ）、低温液化ガスの流量（Ｎｍ^３／ｈ）、加熱源流体の流量（ｔｏｎ／ｈ）、送液ポンプ１０７の消費動力（ｋＷ）、及び発電機１０４の発電力（ｋＷ）を求めた。この結果を表２に示す。

比較例１０では、膨張タービン１０２の入口圧力を５０５ｋＰａＧにしたこと以外は、比較例９と同じ条件を用いて、計算により、作動媒体の流量（Ｎｍ^３／ｈ）、低温液化ガスの流量（Ｎｍ^３／ｈ）、加熱源流体の流量（ｔｏｎ／ｈ）、送液ポンプ１０７の消費動力（ｋＷ）、及び発電機１０４の発電力（ｋＷ）を求めた。この結果を表２に示す。

比較例１１では、加熱源流体の温度を９０℃、及び膨張タービン１０２の入口温度を８０℃にしたこと以外は、比較例９と同じ条件を用いて、計算により、作動媒体の流量（Ｎｍ^３／ｈ）、低温液化ガスの流量（Ｎｍ^３／ｈ）、加熱源流体の流量（ｔｏｎ／ｈ）、送液ポンプ１０７の消費動力（ｋＷ）、及び発電機１０４の発電力（ｋＷ）を求めた。

比較例１２では、膨張タービン１０２の入口圧力を５０５ｋＰａＧにしたこと以外は、比較例１１と同じ条件を用いて、計算により、作動媒体の流量（Ｎｍ３／ｈ）、低温液化ガスの流量（Ｎｍ３／ｈ）、加熱源流体の流量（ｔｏｎ／ｈ）、送液ポンプ１０７の消費動力（ｋＷ）、及び発電機１０４の発電力（ｋＷ）を求めた。この結果を表２に示す。

（表１及び表２の結果について）
表１及び表２を参照するに、低温液化ガスの種類以外の条件が同じ場合、必要な低温液化ガスの流量は、低温液化ガスとして液体酸素を用いる場合が最も少なく、低温液化ガスとして液体窒素を用いる場合が最も多いことが分かった。

バイナリー発電装置以外の条件が同じ場合、実施例１〜１２の低温液化ガスの流量は、比較例の低温液化ガスの流量よりも７〜１２％程度少なくて済むことが確認できた。
また、実施例１〜１２では、作動媒体蒸発器１４に作動媒体が導入される前に、作動媒体凝縮器１１で作動媒体が加熱されるので、作動媒体蒸発器１４で加熱源として使用される温流体流量を減らすことができる。

そのため、実施例１〜１２の加熱源流体（具体的には、水）の流量は、比較例１〜１２の加熱源流体の流量と比較して約７％程度の少なくなった。
すなわち、従来プロセスを用いた比較例１〜１２と比較して、本発明のプロセスを用いた実施例１〜１２の方が効率良く発電できることが確認できた。

本発明は、低沸点の作動媒体を、蒸発器によって地熱や工場廃熱等の低品位熱源と熱交換して蒸発させ、この作動媒体の蒸気で発電機を駆動させるバイナリー発電装置の運転方法に適用可能である。

１０，２５…バイナリー発電装置、１１…作動媒体凝縮器、１２…送液ポンプ、１４…作動媒体蒸発器、１５，２６…膨張タービン、１７，２８…発電機、１８…作動媒体用流路、３１…作動媒体加温器

Claims (3)

1. 作動媒体凝縮器において、冷熱源である低温液化ガスとガス状態の作動媒体であるフロンＲ−１４とを熱交換させて、前記低温液化ガスを気化させるとともに、前記フロンＲ−１４を液化させる工程と、
   送液ポンプにより、液化した前記フロンＲ−１４を前記作動媒体凝縮器に戻す工程と、
   前記作動媒体凝縮器において、液化した前記フロンＲ−１４を気化させ、その後、気化させた前記フロンＲ−１４を膨張タービンに導入することで、該膨張タービンを回転させる工程と、
   前記膨張タービンにより、発電機を作動させて、電気エネルギーを取得する工程と、
   前記作動媒体凝縮器に、加熱源流体により気化させた前記フロンＲ−１４を導入し、気化させた前記フロンＲ−１４と前記低温液化ガスとを熱交換させて、前記フロンＲ−１４を液化させる工程と、
   を有することを特徴とするバイナリー発電装置の運転方法。
2. 前記低温液化ガスとして、液体窒素、液体酸素、及び液体アルゴンのいずれか１つを用いることを特徴とする請求項１記載のバイナリー発電装置の運転方法。
3. 前記発電機と接続された前記膨張タービンを複数用いることを特徴とする請求項１または２記載のバイナリー発電装置の運転方法。

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