JP2016044851A - 蒸気発生システム - Google Patents

Abstract

【課題】油循環流路を循環している油の熱を、溶融塩循環システムにおける溶融塩の初期導入時の固体塩の溶解や溶融塩循環流路の昇温等に利用できる蒸気発生システムを提供する。【解決手段】油循環流路２３を有する油循環システムＳ１と、溶融塩循環流路３１を有する溶融塩循環システムＳ２とを備え、油循環流路２３を循環しているホットオイル（合成油）の熱を、溶融塩循環システムＳ２における溶融塩の初期導入時に利用する油熱利用部として、固体塩を、油循環流路２３を循環しているホットオイル（合成油）の熱によって加熱して溶解する固体塩溶解手段４０と、溶融塩循環流路３１を昇温させる流路昇温手段４１を設けたので、油循環流路２３を循環しているホットオイル（合成油）の熱を溶融塩循環システムＳ２における溶融塩の初期導入時の固体塩の溶解や溶融塩循環流路の昇温等に利用できる。【選択図】図１

Description

本発明は、太陽熱発電システムに使用される蒸気発生システムに関する。

石化燃料の消費削減やＣＯ_２排出量削減問題を解決する手段の１つとして、太陽熱による発電の利用が考えられている。トラフ型と呼ばれる太陽熱発電では、トラフ形状の鏡面により太陽光を集め、集熱管内部を流通する熱媒に太陽熱を吸収させる。発電は、熱媒により水蒸気を発生させ、蒸気タービンで行う方式が一般的である。
熱媒により水蒸気を発生させて蒸気タービンで発電する方式は、ランキンサイクルと呼ばれる熱サイクルであり、熱からの動力への変換効率は、発生させる蒸気の圧力と温度が高いほど大きくなる。

図４は、従来から行われている１種類の熱媒を用いた太陽熱発電システムの概略構成の一例を示す図である。図４に示すように太陽熱発電システムは、太陽熱集熱部Ａ、蓄熱部Ｂおよび発電部Ｃを備えている。
太陽熱集熱部Ａは溶融塩集熱器１を有している。この溶融塩集熱器１は、溶融塩（例えば硝酸ナトリウムと硝酸カリウムとの混合物）が流通する集熱管を備えており、この集熱管によって集熱された太陽熱によって加熱された高温（例えば５５０℃程度）の溶融塩は高温溶融塩タンク２に貯留されて蓄熱され、この貯留された高温の溶融塩はポンプ３によって蒸気発生器４に供給される。
蒸気発生器４で熱交換に利用された後の低温（例えば２９０℃程度）の溶融塩は、低温溶融塩タンク５に貯留されて蓄熱され、この貯留された低温の溶融塩はポンプ６によって、溶融塩集熱器１に供給され、この溶融塩集熱器１で加熱される。なお、蓄熱部Ｂは高温溶融塩タンク２および低温溶融塩タンク５を有している。

一方、発電部Ｃにおいては、蒸気タービン１０から、復水器１１、給水ポンプ１２、ボイラー給水予熱システム１３、蒸気発生器４を経て、蒸気タービン１０に戻る水循環流路１５を構成している。
給水ポンプ１２で昇圧された水は、ボイラー給水予熱システム１３を経て、蒸気発生器４へ供給される。供給された水は、蒸気発生器４で加熱され蒸気に変化する。
この蒸気は、蒸気タービン１０の高圧側から流入し、蒸気タービン１０の内部にて膨張し、蒸気タービン１０の低圧側に向かうにつれて、圧力および温度がともに低下する。膨張していく蒸気によって回転する蒸気タービン１０の回転軸は、図示しない発電機に接続され、この回転軸の軸動力が発電機に伝達されて発電が行われる。

蒸気タービン１０から排気されるタービン排気は、復水器１１に流入する。タービン排気は、復水器１１において冷却水により冷却されて水になり、給水ポンプ１２によって、ボイラー給水予熱システム１３を経て、蒸気発生器４へ供給される。
このように従来の太陽熱発電システムにおける水蒸気発生システムでは、１種類の熱媒（溶融塩）を用いて、蒸気を発生させている。

一方、溶融塩とホットオイル（合成油）の熱を利用した蒸気発生システムの一例として特許文献１に記載のものが知られている。この蒸気発生システムは、集熱された太陽熱で溶融塩を加熱する第１加熱部と、集熱された太陽熱で合成油を加熱する第２加熱部とを備えている。
そして、第２加熱部で加熱された合成油の熱によって蒸気発生器で水または蒸気を加熱し、この加熱された水または蒸気をさらに第１加熱部で加熱された溶融塩の熱によって加熱するようにしている。
また、溶融塩の溶融塩循環流路と合成油（ホットオイル）の油循環流路とを独立に設け、水蒸気を発生・過熱させることで、運転の自由度が増え、低ロード時での運転性の向上が実現できることや、ホットオイルを用いる分、溶融塩の使用量や循環量、保温材の量、電気ヒーターによる加熱量の削減が行えるというメリットがある。

特開２０１３−２４２０７０号公報

ところで、図４に示すような太陽熱発電における蒸気発生システムにおいて、発電効率を高くするには、６００℃程度の蒸気を発生させる必要があり、溶融塩のような熱媒が用いられている。しかし、溶融塩は２００℃〜２５０℃程度で固化するため、プラント（太陽熱発電システム）のスタートアップやシャットダウン、また、低ロードで運転した場合に、溶融塩が低温となり、熱媒循環系で固化閉塞の問題が生じるので、電気ヒーターなどの加温対策を施す必要がある。
特に、溶融塩の初期張り込み時（初期導入時）には、固体塩を溶解する必要があり、溶融塩の溶融塩循環流路も固化防止のため予め２５０℃以上に昇温しておく必要がある。現状、溶融塩の初期張り込み時の溶解や、溶融塩循環流路の昇温には、石化燃料の燃焼ガスによる溶解加熱システムや電気ヒーターによる溶融塩循環流路の昇温が必要となるが、石化燃料の燃焼を行うと、自然エネルギーを利用する太陽熱発電の利点が損なわれてしまうし、電気ヒーターを用いると、発電効率の面でも不利になる。

一方、熱媒として一般的なホットオイル（合成油）は常温でも固化しないので、溶融塩のような問題は生じないが、使用温度に上限がある。現状、最も高い使用温度を持つホットオイルでも４００℃が限界であり、それ以上の温度で使用すると、分解や変質などの問題が生じる。このためホットオイルを使用した場合、蒸気タービン１０の入口温度が６００℃から４００℃に２００℃も下がってしまい、発電プラントとして最も重要な発電効率が大幅に低下してしまうという問題も生じる。つまり、１種類の熱媒のみを用いたシステムとした場合、ホットオイルでは、使用温度上限が欠点となり、溶融塩では固化による流路の閉塞という問題が生じる。また、溶融塩はその温度が非常に高温になることから、溶融塩貯蔵タンクは材質、構造に特段の工夫を要することとなる。

また、前記特許文献１に記載の蒸気発生システムでは、溶融塩循環流路と油循環流路が独立したままであるので、溶融塩の初期張り込み時（初期導入時）の固体塩の溶解や、溶融塩循環流路の昇温には、石化燃料の燃焼ガスによる溶融塩の溶解加熱システムや電気ヒーターによる溶融塩循環流路の昇温が必要となってしまう。

本発明は、前記事情に鑑みてなされたもので、油循環流路を循環している油の熱を、溶融塩循環システムにおける溶融塩の初期導入時の固体塩の溶解や溶融塩循環流路の昇温等に利用できる蒸気発生システムを提供することを目的とする。

前記目的を達成するために本発明に係る蒸気発生システムは、太陽熱によって油を加熱する油加熱部と、太陽熱によって溶融塩を加熱する溶融塩加熱部と、前記油加熱部によって加熱された油と前記溶融塩加熱部によって加熱された溶融塩の熱を利用して蒸気を発生させる蒸気発生部と、前記溶融塩加熱部と前記蒸気発生部との間で溶融塩を循環させる溶融塩循環流路とを備えた蒸気発生システムにおいて、
前記油加熱部によって加熱された油の熱を、前記溶融塩循環流路への溶融塩の初期導入時に利用する油熱利用部を備えたことを特徴とする。

本発明においては、油熱利用部によって、油加熱部によって加熱された油の熱を、溶融塩循環流路への溶融塩の初期導入時に利用することができるので、固体塩の溶解に石化燃料の燃焼を使わずに済み、また、溶融塩循環流路の昇温に必要な電気ヒーターの使用を最小限に抑えることが可能となる。

本発明の前記構成において、前記油熱利用部が、前記溶融塩循環流路に溶融塩を投入する前に、当該溶融塩が溶融する前の固体塩を、前記油加熱部によって加熱された油熱によって加熱して溶解する固体塩溶解手段であってもよい。

このような構成によれば、固体塩溶解手段によって、溶融塩の初期張り込み時（初期導入時）に固体塩を溶解できるので、石化燃料の燃焼ガスによって固体塩を溶解する必要がない。

また、本発明の前記構成において、前記油熱利用部が、前記油加熱部によって加熱された油の熱によって空気を加熱し、この加熱された空気を前記溶融塩循環流路に供給して、溶融塩循環流路を昇温させる流路昇温手段であるであってもよい。

このような構成によれば、流路昇温手段によって、溶融塩の初期張り込み時（初期導入時）に、加熱された空気を溶融塩循環流路に供給して、溶融塩循環流路を昇温させることができるので、電気ヒーターを用いる場合に比して、電力の消費量を低減させることができる。

本発明によれば、油加熱部によって加熱された油の熱を溶融塩の初期導入時の固体塩の溶解や溶融塩循環流路の昇温等に利用できるので、石化燃料の燃焼ガスによって固体塩を溶解する必要がなく、また、電気ヒーターを用いる場合に比して、電力の消費量を低減させることができる。

本発明の実施の形態に係る蒸気発生システムを備える太陽熱発電システムを示すもので、その概略構成図である。 同、固体塩溶解手段の概略構成図である。 同、流路昇温手段の概略構成図である。 従来の蒸気発生システムを備える太陽熱発電システムを示す概略構成図である。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は本実施の形態の蒸気発生システムを備える太陽熱発電システムの概略構成図である。なお、この太陽熱発電システムの太陽熱集熱部Ａ、蓄熱部Ｂおよび発電部Ｃのそれぞれの構成において、図４に示す従来の太陽熱集熱部Ａ、蓄熱部Ｂおよび発電部Ｃのそれぞれの構成と同一部分には同一符号を付してその説明を省略ないし簡略化する。

本実施の形態の蒸気発生システムは、油循環システムＳ１と、溶融塩循環システムＳ２とを有している。
油循環システムＳ１は、集熱された太陽熱によって合成油を加熱する油集熱器（油加熱部）２１と、蒸気を発生させる蒸気発生器２２と、油集熱器２１と蒸気発生器２２との間で油（合成油）を循環させる油循環流路２３とを備えている。
油集熱器２１は、太陽光を集光することによって太陽熱（輻射熱）を集熱して、合成油を加熱するものである。
蒸気発生器２２は、油集熱器２１によって加熱された高温の合成油と水循環流路１５を流れる水との間で熱交換を行う、つまり、水を合成油（ホットオイル）の熱で加熱することで蒸気に変化させるものである。油循環流路２３は合成油を循環させる配管で構成されており、例えば４００℃程度の温度に耐え得るような材料で形成されている。

また、油循環流路２３にはポンプ２４と合成油膨張槽２５が設けられている。ポンプ２４は、合成油を油循環流路２３において循環させるものである。合成油膨張槽２５は、油循環流路２３を流れる合成油が温度変化によって体積に変化が生じるので、これを吸収するために設けられたものである。
また、油循環流路２３には、分岐流路２６が接続されている。この分岐流路２６は、油循環流路２３を循環する合成油の一部を油循環流路２３から分岐して流すことができるものであり、この分岐流路２６の途中には中間熱交換器２７が設けられている。この中間熱交換器２７は分岐流路２６を流れる合成油と、後述する接続流路３８を流れる溶融塩との間で熱交換を行うためのものである。

溶融塩循環システムＳ２は、集熱された太陽熱によって溶融塩を加熱する溶融塩集熱器（溶融塩加熱部）１と、蒸気発生器２２で発生した蒸気をさらに加熱する蒸気過熱器３０と、溶融塩集熱器１と蒸気過熱器３０との間で溶融塩を循環させる溶融塩循環流路３１とを備えている。なお、この蒸気過熱器３０と前記蒸気発生器２２とによって、加熱された油と加熱された溶融塩の熱を利用して蒸気を発生させる蒸気発生部２０が構成されている。
溶融塩集熱器１は、太陽光を集光することによって太陽熱（輻射熱）を集熱して、溶融塩を加熱するものである。
蒸気過熱器３０は、溶融塩集熱器１によって加熱された高温の溶融塩と水循環流路１５を流れ、かつ蒸気発生器２２で発生した蒸気との間で熱交換を行う、つまり、水蒸気を溶融塩の熱で加熱することでさらに蒸気を昇温させるためのものである。
溶融塩循環流路３１は溶融塩を循環させる配管で構成されており、溶融塩循環流路３１のうち、溶融塩集熱器１から高温溶融塩タンク２までの流路を構成する配管３１ａは、例えば６００℃程度の温度に耐え得るような材料で形成され、他の配管は例えば４００℃程度の温度に耐え得るような材料で形成されている。

また、本実施の形態の蒸気発生システムは、溶融塩集熱器１によって５５０℃程度に加熱された高温の溶融塩を貯留して蓄熱する高温溶融塩タンク２と、蒸気過熱器３０で蒸気の昇温に利用されて、３９０℃程度に温度が低下した溶融塩を貯留して蓄熱する中温溶融塩タンク３２と、２９０℃程度の温度の溶融塩を貯留して蓄熱する低温溶融塩タンク５を備えている。ここで、高温溶融塩タンク２の温度が５５０℃程度、中温溶融塩タンク３２の温度が３９０℃程度、低温溶融塩タンク５の温度が２９０℃程度の場合の実施形態について説明したが、温度の高低が高温溶融塩タンク２、中温溶融塩タンク３２、低温溶融塩タンク５の順に高ければよい。例えば、高温溶融塩タンク２の温度は５００℃〜５６０℃に設定され、中温溶融塩タンク３２の温度は３２０℃〜４００℃に設定され、低温溶融塩タンク５の温度は２９０℃〜３２０℃に設定されることが好ましい。
溶融塩集熱器１、高温溶融塩タンク２、蒸気過熱器３０、中温溶融塩タンク３２は溶融塩循環流路３１によって繋がれており、この溶融塩循環流路３１によって、溶融塩集熱器１、高温溶融塩タンク２、蒸気過熱器３０、中温溶融塩タンク３２の順で溶融塩が循環するようになっている。
溶融塩集熱器１と中温溶融塩タンク３２との間にある溶融塩循環流路３１には、ポンプ３３が設けられており、このポンプ３３によって、溶融塩循環流路３１において溶融塩が循環するようになっている。

また、溶融塩循環流路３１には、非日照時循環用流路３５が接続されている。この非日照時循環用流路３５は溶融塩循環流路３１と低温溶融塩タンク５とを繋ぐ流路３５ａと、後述する接続流路３８と溶融塩循環流路３１とを繋ぐ流路３５ｂと、接続流路３８の一部とによって構成されている。
非日照時循環用流路３５の流路３５ａ一端部は、溶融塩集熱器１と高温溶融塩タンク２との間にある溶融塩循環流路３１の途中に接続され、流路３５ｂの一端部はポンプ３３と中温溶融塩タンク３２との間にある溶融塩循環流路３１の途中に接続されている。また、流路３５ａの一端部には開閉バルブ３６が設けられ、流路３５ｂの一端部には開閉バルブ３７が設けられている。

また、非日照時循環用流路３５の途中には前記低温溶融塩タンク５が接続され、この低温溶融塩タンク５には、非日照時において溶融塩集熱器１が稼働していない場合に、低温の溶融塩が非日照時循環用流路３５を流れて貯留されるようになっている。
また、前記中温溶融塩タンク３２と低温溶融塩タンク５とは、接続流路３８によって接続されており、この接続流路３８の途中に前記中間熱交換器２７が設けられている。つまり、この中間熱交換器２７で溶融塩が流れる接続流路３８と、ホットオイル（合成油）が流れる分岐流路２６とが交差している。

また、本実施の形態の蒸気発生システムは、油循環流路２３を循環している合成油の熱を、溶融塩循環システムＳ２における溶融塩の初期導入時、すなわち溶融塩循環流路３１への溶融塩の初期導入時に利用する油熱利用部４０，４１を備えている。
油熱利用部４０は、溶融塩循環流路３１に溶融塩を投入する前に、当該溶融塩が溶融する前の固体塩を、油集熱器２１によって加熱されて油循環流路２３を循環している合成油（ホットオイル）の熱によって加熱して溶解する固体塩溶解手段４０である。
固体塩溶解手段４０は、図２に示すように、溶解槽４２を備えており、この溶解槽４２には流入路４３ａと流出路４３ｂとが接続され、これら流入路４３ａと流出路４３ｂとに加熱部４３ｃが接続されている。流入路４３ａおよび流出路４３ｂは配管によって構成され、加熱部４３ｃは例えば溶解槽４２の内部にコイル状に配置された加熱コイル等によって構成されている。

流入路４３ａおよび流出路４３ｂは、図１に示すように、油循環流路２３に接続されている。流入路４３ａには開閉バルブ４４ａが設けられ、流出路４３ｂには開閉バルブ４４ｂが設けられている。したがって開閉バルブ４４ａ，４４ｂを開とすると、油循環流路２３を循環している合成油の一部が流入路４３ａから溶解槽４２内の加熱部４３ｃに流れ、流出路４３ｂから油循環流路２３に戻るようになっている。
また、流入路４３ａおよび流出路４３ｂは、油集熱器２１と蒸気発生器２２との間にある油循環流路２３に接続されており、これによって、油集熱器２１によって加熱された合成油が流入路４３ａを通って溶解槽４２内の加熱部４３ｃに流入し、さらにこの加熱部４３ｃから流出路４３ｂを通って油循環流路２３に戻るようになっている。そして、加熱部４３ｃを流入する合成油によって加熱部４３ｃが加熱され、これによって溶解槽４２内の固体塩を溶解するようになっている。

また、溶解槽４２には導入流路４４が接続され、この導入流路４４は溶融塩循環流路３１に接続されている。例えば、導入流路４４は、中温溶融塩タンク３２に接続してもよいし、中温溶融塩タンク３２と溶融塩集熱器１との間の溶融塩循環流路３１の途中に接続してもよい。また、導入流路４４は低温溶融塩タンク５に接続してもよいし、この低温溶融塩タンク５と中間熱交換器２７との間の接続流路３８の途中に接続してもよい。
また、導入流路４４にはポンプ４５が設けられており、このポンプ４５によって溶解槽４２内の溶融塩を導入流路４４を通して溶融塩循環流路３１に供給するようになっている。

溶解槽４２の上部には、固体塩を投入するための投入部４２ａが設けられており、この投入部４２ａにクレーン等を使用して、固体塩を投入して溶解槽４２に供給するようになっている。
溶解槽４２に供給された固体塩は加熱部４３ｃによって、例えば２５０℃以上に加熱され溶解される。そして、この溶解した溶融塩が、溶融塩の初期張り込み時（初期導入時）にポンプ４５によって導入流路４４を通して溶融塩循環流路３１に供給されるようになっている。

図１に示すように、油熱利用部４１は、油循環流路２３を循環している油の熱によって空気を加熱し、この加熱された空気を溶融塩循環流路３１に供給して、溶融塩循環流路３１を昇温させる流路昇温手段４１である。
流路昇温手段４１は、図３に示すように、空気加熱器５０を備えており、この空気加熱器５０には流入路５１ａと流出路５１ｂとが接続され、これら流入路５１ａと流出路５１ｂとに加熱部５１ｃが接続されている。流入路５１ａおよび流出路５１ｂは配管によって構成され、加熱部５１ｃは加熱コイル等によって構成されている。

流入路５１ａおよび流出路５１ｂは、図１に示すように、油循環流路２３に接続されている。流入路５１ａには開閉バルブ５２ａが設けられ、流出路５１ｂには開閉バルブ５２ｂが設けられている。したがって開閉バルブ５２ａ，５２ｂを開とすると、油循環流路２３を循環している合成油の一部が流入路５１ａから空気加熱器５０内の加熱部５１ｃに流入し、流出路５１ｂから油循環流路２３に戻るようになっている。
また、流入路５１ａおよび流出路５１ｂは、油集熱器２１と蒸気発生器２２との間にある油循環流路２３に接続されており、これによって、油集熱器２１によって加熱された合成油の一部が空気加熱器５０に流入するようになっている。

また、空気加熱器５０には、図３に示すように、配管で構成された送風路５３が接続されており、この送風路５３の途中に送風機５４が設けられ、送風路５３の基端部にはエアーフィルタ５５が設けられている。また、送風路５３の先端部は溶融塩循環流路３１に接続されており、送風路５３を流通する加熱された空気が溶融塩循環流路３１に供給されるようになっている。
また、図１に示すように、送風路５３の先端部には開閉バルブ５６が設けられており、この開閉バルブ５６を開とすることで、加熱された空気が溶融塩循環流路３１に供給されるようになっている。
送風機５４によって空気加熱器５０に供給され、かつ、エアーフィルタ５５によって不純物が除去された空気は例えば３００℃以上に加熱され、溶融塩循環流路３１に供給され、この溶融塩循環流路３１を所定の温度（例えば２９０℃）に昇温させるようになっている。

また、本実施の形態の蒸気発生システムでは、溶融塩循環流路３１のうち、溶融塩集熱器１から高温溶融塩タンク２までの流路を構成する配管３１ａと、高温溶融塩タンク２から蒸気過熱器３０までの流路を構成する配管３１ｂは、６００℃程度までの高温に耐え得る材料によって形成されており、油循環流路２３を含む他の流路を構成する配管は４００℃程度までの高温の耐え得る材料によって形成されている。

次に、上述した本実施の形態の蒸気発生システムの運転パターンについて説明する。
日照時において溶融塩集熱器１および油集熱器２１が稼働状態の場合には、開閉バルブ３６，３７を閉として非日照時循環用流路３５を閉じた状態とする。
そして、ポンプ２４，３３によって合成油を油循環流路２３において循環させるとともに、溶融塩を溶融塩循環流路３１において循環させる。
油集熱器２１で加熱された合成油の熱によって蒸気発生器２２で水または蒸気を加熱し、この加熱された水または蒸気をさらに溶融塩集熱器１で加熱された溶融塩の熱によって蒸気過熱器３０で加熱する。
また、溶融塩集熱器１によって加熱された溶融塩は高温溶融塩タンク２に貯留される。この高温溶融塩タンク２には所定量の高温（例えば５５０℃程度）の溶融塩が貯留されるとともに保温されており、この溶融塩が蒸気過熱器３０に供給される。また、高温溶融塩タンク２から送り出された溶融塩の流量に見合う量の溶融塩が溶融塩集熱器１から供給される。したがって、この高温溶融塩タンク２には所定量の高温の溶融塩が貯留されている。

また、蒸気過熱器３０で蒸気の昇温に利用されて、温度が例えば３９０℃程度まで低下した溶融塩は中温溶融塩タンク３２に貯留される。この中温溶融塩タンク３２には所定量の中温（例えば３９０℃程度）の溶融塩が貯留されるとともに保温されており、この溶融塩が溶融塩集熱器１に供給され、この溶融塩が溶融塩集熱器１に供給される。
また、中温溶融塩タンク３２から送り出された溶融塩の流量に見合う量の溶融塩が蒸気過熱器３０側から供給される。したがって、この中温溶融塩タンク３２には所定量の中温の溶融塩が貯留されている。

一方、油集熱器２１によって加熱されて油循環流路２３を循環する合成油の一部は分岐流路２６に流入し、中間熱交換器２７を通る。この際、低温溶融塩タンク５に貯留されている２９０℃程度の溶融塩が接続流路３８を流れて中間熱交換器２７を通ると、この中間熱交換器２７によって溶融塩と加熱された合成油（ホットオイル）とが熱交換されて、溶融塩が３９０℃程度まで昇温されたうえで、中温溶融塩タンク３２に貯留される。
このように、低温溶融塩タンク５に貯留されている低温（２９０℃程度）の溶融塩をホットオイルの熱を利用して３９０℃まで昇温させて、中温溶融塩タンク３２に貯留できるので、スタートアップ時に先に油循環システムＳ１を立ち上げることによって、昇温された溶融塩を溶融塩循環システムＳ２に供給できる。

非日照時において溶融塩集熱器１および油集熱器２１が非稼働状態の場合には、開閉バルブ３６，３７を開として非日照時循環用流路３５を開いた状態とする。なお、この際、溶融塩集熱器１で加熱されていない溶融塩が、高温溶融塩タンク２に供給されないように、高温溶融塩タンク２より上流側に設けられた図示しない開閉バルブを閉じる。
非日照時循環用流路３５の流路３５ａを流通する溶融塩は低温溶融塩タンク５に貯留されて、保温される。また、低温溶融塩タンク５からの溶融塩は非日照時循環用流路３５の流路３５ｂを通って、溶融塩循環流路３１に流入し、非稼働状態の溶融塩集熱器１を通り、再び非日照時循環用流路３５の流路３５ａを通って低温溶融塩タンク５に貯留される。このように非日照時においては、低温の溶融塩が非日照時循環用流路３５および溶融塩循環流路３１の一部を流通して循環する。
一方、非日照時から日照時に移行する場合、開閉バルブ３６，３７を閉として非日照時循環用流路３５を閉じた状態とし、低温溶融塩タンク５に貯留されている低温の溶融塩を、中間熱交換器２７を通して加熱したうえで、中温溶融塩タンク３２に供給する。なお、この際、先に油循環システムＳ１を立ち上げることによって、油集熱器２１で加熱された合成油の一部を分岐流路２６から中間熱交換器２７に通し、この中間熱交換器２７によって昇温された溶融塩を中温溶融塩タンク３２に供給する。

また、太陽熱によって溶融塩集熱器１および油集熱器２１が稼働可能な状態においてプラント（太陽熱発電システム）のスタートアップ時に、溶融塩の初期張り込みを行う場合は、まず、先に油循環システムＳ１を立ち上げる。これによって、合成油が油循環流路２３を通って循環するとともに、油集熱器２１によって加熱される。
そして、開閉バルブ４４ａ，４４ｂを開とすることによって、図２に示すように、油集熱器２１によって加熱された合成油の一部は、流入路４３ａから加熱部４３ｃを通り、さらに流出路４３ｂを通って油循環流路２３に戻る。
この際、加熱部４３ｃが合成油によって加熱され、これによって、溶解槽４２内の固体塩が溶解する。この溶解した溶融塩はポンプ４５によって導入流路４４を通って溶融塩循環流路３１に供給される。
このようにして、溶融塩の初期張り込み時（初期導入時）に固体塩を溶解できるので、石化燃料の燃焼ガスによって固体塩を溶解する必要がない。

同様に、太陽熱によって溶融塩集熱器１および油集熱器２１が稼働可能な状態においてプラント（太陽熱発電システム）のスタートアップ時に、溶融塩の初期張り込みを行う場合は、まず、先に油循環システムＳ１を立ち上げる。これによって、合成油が油循環流路２３を通って循環する。
そして、開閉バルブ５２ａ，５２ｂを開とすることによって、図３に示すように、油集熱器２１によって加熱された合成油の一部は、流入路５１ａから加熱部５１ｃを通り、さらに流出路５１ｂを通って油循環流路２３に戻る。
この際、加熱部５１ｃが合成油によって加熱される。一方、エアーフィルタ５５によって不純物が除去された空気が送風機５４によって空気加熱器５０に供給されるので、この空気は例えば３００℃以上に加熱され、送風路５３を通って溶融塩循環流路３１に供給され、この溶融塩循環流路３１を所定の温度（例えば２９０℃）に昇温させる。
このようにして、溶融塩の初期張り込み時（初期導入時）に、加熱された空気を溶融塩循環流路３１に流通させて、溶融塩循環流路３１を昇温させることができるので、電気ヒーターを用いる場合に比して、電力消費量を低減させることができる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、プラント（太陽熱発電システム）のスタートアップ時に、溶融塩循環流路３１に溶融塩を投入する前に、当該溶融塩が溶融する前の固体塩を、油集熱器２１によって加熱されて油循環流路２３を循環しているホットオイル（合成油）の熱によって加熱して溶解する固体塩溶解手段４０を備えているので、この固体塩溶解手段４０によって、溶融塩の初期張り込み時（初期導入時）に固体塩を溶解できる。したがって、従来のような石化燃料の燃焼ガスによって固体塩を溶解する必要がない。よって、自然エネルギーを利用する太陽熱発電の利点が損なわれることがない。

また、油循環流路２３を循環しているホットオイル（合成油）の熱によって空気を加熱し、この加熱された空気を溶融塩循環流路３１に流通させて、溶融塩循環流路３１を昇温させる流路昇温手段４１を備えているので、この流路昇温手段４１によって、溶融塩の初期張り込み時（初期導入時）に、加熱された空気を溶融塩循環流路３１に流通させて、溶融塩循環流路３１を昇温させることができるので、電気ヒーターを用いる場合に比して、電力消費量を低減させることができる。つまり、溶融塩循環流路３１の昇温に必要な電気ヒーターの使用を最小限に抑えることができる。

さらに、高温溶融塩タンク２に貯留されている溶融塩を蒸気過熱器３０に供給するので、蒸気過熱器３０に高温の溶融塩を安定的に供給することができる。したがって、蒸気過熱器３０で安定的に蒸気を発生させることができる。
また、中温溶融塩タンク３２に貯留されている溶融塩を溶融塩集熱器１に供給するので、溶融塩集熱器１に中温の溶融塩を安定的に供給することができる。したがって、溶融塩集熱器１で安定的に溶融塩を加熱することができる。

また、油集熱器２１によって加熱されたホットオイル（合成油）の熱を利用して、中間熱交換器２７で低温溶融塩タンク５からの溶融塩を加熱するようにしたので、非日照時において２９０℃程度まで下がった合成油を、日照時において、中温（３９０℃程度）まで昇温して、中温溶融塩タンク３２に貯留できる。したがって、この中温の溶融塩を溶融塩集熱器１で加熱できるので、溶融塩を短時間で所定の高温（５５０℃程度）まで、昇温できる。

なお、本実施の形態では、油集熱器２１によって加熱されて油循環流路２３を循環しているホットオイル（合成油）の熱を、溶融塩循環システムＳ２における溶融塩の初期導入時に利用する油熱利用部として、固体塩を油循環流路２３を循環しているホットオイル（合成油）の熱によって加熱して溶解する固体塩溶解手段４０と、溶融塩循環流路３１を昇温させる流路昇温手段４１を採用した場合を例にとって説明したが、本発明においては、油熱利用部は、固体塩溶解手段４０や溶融塩循環流路３１に限ることはなく、油集熱器２１によって加熱されて油循環流路２３を循環しているホットオイル（合成油）の熱を、溶融塩循環システムＳ２における溶融塩の初期導入時に利用するものであれば適用できる。

１ 溶融塩集熱器（溶融塩加熱部）
２０ 蒸気発生部
２３ 油循環流路
２１ 油集熱器（油加熱部）
３１ 溶融塩循環流路
４０ 固体塩溶解手段（油熱利用部）
４１ 流路昇温手段（油熱利用部）

Claims (3)

1. 太陽熱によって油を加熱する油加熱部と、太陽熱によって溶融塩を加熱する溶融塩加熱部と、前記油加熱部によって加熱された油と前記溶融塩加熱部によって加熱された溶融塩の熱を利用して蒸気を発生させる蒸気発生部と、前記溶融塩加熱部と前記蒸気発生部との間で溶融塩を循環させる溶融塩循環流路とを備えた蒸気発生システムにおいて、
   前記油加熱部によって加熱された油の熱を、前記溶融塩循環流路への溶融塩の初期導入時に利用する油熱利用部を備えたことを特徴とする蒸気発生システム。
2. 前記油熱利用部が、前記溶融塩循環流路に溶融塩を投入する前に、当該溶融塩が溶融する前の固体塩を、前記油加熱部によって加熱された油熱によって加熱して溶解する固体塩溶解手段であることを特徴とする請求項１に記載の蒸気発生システム。
3. 前記油熱利用部が、前記油加熱部によって加熱された油の熱によって空気を加熱し、この加熱された空気を前記溶融塩循環流路に供給して、溶融塩循環流路を昇温させる流路昇温手段であることを特徴とする請求項１に記載の蒸気発生システム。

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