JP2017180443A - 汽力・排熱発電装置の効率向上 - Google Patents

Abstract

【課題】 従来の汽力発電、廃熱回収発電装置は、使用済み蒸気を液化するのに、復水器などの冷却装置で液化していた。冷却に使用した大気又は水などはそのまま放出していたため、冷却した熱量分の損失が生じていた。【解決手段】 冷却、加熱の間に逆カルノーサイクルを用いて、発電サイクルの冷却に使用した冷媒を圧縮、凝縮温度を上げることで、発電サイクルの加熱側に熱を移動することで効率の改善ができる。【選択図】図１

Description

本発明は排熱回収発電及び汽力発電に関する。

従来の気力発電、及び排熱回収発電装置は、高温の熱で水等の液体を加熱し蒸気を作り、タービンを回し発電したた後、復水器で冷却し、液体に戻すものがある。

これまで一般的な汽力発電、排熱回収発電装置は、循環する水や冷媒などの流体を冷却し液化するために、復水器や、その他冷却器で熱を放出していた。そのため、放出した熱量分の損失が発生していた。

本発明は、従来、多量に発生していた冷却による損失を最小限に抑え、発電装置の効率を向上させる目的のものである。

本発明は、上記課題を解決するために、復水器や冷却器をなくし、熱回収蒸発器１で熱交換をして発電のために循環しているカルノーサイクルの水や冷媒を冷やし、熱交換し加熱された方の冷媒を圧縮機２で断熱圧縮し凝縮温度を上げ、凝縮加熱器３でカルノーサイクル側の加熱される水や冷媒と熱交換し、膨張弁４で蒸発温度を下げ、熱回収蒸発器１に戻る逆カルノーサイクルを構成し、これまで捨てられていた熱を加熱側に戻すようにする。

また、発電を行う冷媒を、水ではなくエチレン（Ｒ−１１５０）等の冷媒にすることで、効率よく蒸気の排熱を回収する。

水を使うコンバインドサイクルを含む汽力発電にて、１００℃を超える温度には、１〜４を循環する冷媒をＣＯ２（Ｒ−７４４）にすることで熱移動を有利にする。

上述したように本発明の発電装置は冷却で排出された熱を逆カルノーサイクルにて回収し、加熱側に適温で移動することにより、排出される熱を無くし、発電効率を改善できる。

本発明の実施形態を示す発電装置の冷媒サイクル図

以下、本発明の実施の形態を図１に基づいて説明する。

図において１は通常の発電装置において復水器にあたる熱回収蒸発器で、ポンプ５。予熱機６、凝縮加熱器３、過熱器７、高圧タービン８、低圧タービン９でカルノーサイクルが構成され、液化、蒸発、過熱、膨張が繰り返される。

熱回収の行程は、熱回収蒸発器１、圧縮機２、凝縮加熱器３、膨張弁４で逆カルノーサイクルを構成し、熱回収蒸発器１で蒸発した冷媒が圧縮され、高温蒸気となり、凝縮過熱器でカルノーサイクルの液体を加熱及び蒸発させ、冷えて液化した冷媒は、そのまま膨張弁を通り再び熱回収蒸発器に戻る。

コンバインドサイクルを含む汽力発電の場合、熱回収蒸発器１が復水器として熱を吸収し、ボイラーとポンプの間で熱交換する。

１熱回収蒸発器
２圧縮機
３凝縮加熱器
４膨張弁
５ポンプ
６余熱器
７過熱器
８高圧タービン
９低圧タービン
１０発電機
１１熱源入口
１２熱源出口

Claims (2)

1. カルノーサイクルの汽力、コンバインドサイクル、排熱発電装置の冷却器（復水器）に、熱回収蒸発器、圧縮機、凝縮加熱器、膨張弁からなる熱回収サイクル（逆カルノーサイクル）を使用し、冷却器（復水器）で熱を奪い、その熱を熱回収サイクルの圧縮機で圧縮、昇温し、再び加熱に使用する、冷却によるエネルギー損失を最小限に抑えた発電サイクル。
2. カルノーサイクルに水以外の冷媒を使用し、廃熱での発電効率を高めた廃熱発電装置。

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