JP2022021409A - Concentration difference power generation system - Google Patents

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Abstract

To provide a concentration difference power generation system capable of supplying sea water to an osmosis device even without providing a seat water pump only for supplying sea water to the osmosis device including a semipermeable membrane.SOLUTION: A concentration difference power generation system 1 includes a condenser 15 for cooling water vapor by sea water. The concentration difference power generation system 1 includes an osmosis device 50 including a semipermeable membrane 51 defining a first space 52 through which the sea water supplied from the condenser 15 passes, and a second space 53 through which fresh water passes, and disposed on a position lower than the condenser 15. Power is generated by the sea water passing through the first space 52.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本開示は、濃度差発電システムに関する。 The present disclosure relates to an osmotic power generation system.

海水と淡水の塩分の濃度差を利用して発電する濃度差発電が知られている。濃度差発電は、火力発電のように化石燃料を使用せず、太陽光発電のように発電量の変動が大きくないことから、新たな再生可能エネルギーとして注目されている。 Osmotic power generation is known in which power is generated by utilizing the difference in salt concentration between seawater and freshwater. Unlike thermal power generation, concentration difference power generation does not use fossil fuels, and unlike solar power generation, the amount of power generation does not fluctuate significantly, so it is attracting attention as a new renewable energy.

濃度差発電方法として、特許文献1には、半透膜を介して、低濃度塩水と高濃度塩水とを接触させることで、低濃度塩水から高濃度塩水への水の流動を生じさせ、上記流動を利用して発電機を駆動させる方法が開示されている。 As a concentration difference power generation method, Patent Document 1 describes that by contacting low-concentration salt water and high-concentration salt water through a semipermeable membrane, water flows from low-concentration salt water to high-concentration salt water. A method of driving a generator using flow is disclosed.

国際公開第2013/172330号International Publication No. 2013/172330

濃度差発電は、上述の通り、海水及び河川の水の濃度差で発電する。そのため、海水を半透膜に接触させるために、海から海水を供給する必要がある。しかしながら、海から濃度差発電を生じさせる半透膜までの距離が長い場合も少なくない。このような場合には海水を供給するための配管も長くなる傾向にある。海水を供給するための配管が長いと、海水を半透膜に供給するためのエネルギーが大きくなる。そのため、半透膜を含む浸透装置へ海水を供給するためだけの海水ポンプを設けた場合には、濃度差発電システム全体として発電効率が低下するおそれがある。 As described above, the concentration difference power generation is generated by the concentration difference between seawater and river water. Therefore, it is necessary to supply seawater from the sea in order to bring the seawater into contact with the semipermeable membrane. However, there are many cases where the distance from the sea to the semipermeable membrane that causes concentration difference power generation is long. In such a case, the piping for supplying seawater tends to be long. If the piping for supplying seawater is long, the energy for supplying seawater to the semipermeable membrane increases. Therefore, if a seawater pump is provided only for supplying seawater to the permeation device including the semipermeable membrane, the power generation efficiency of the entire concentration difference power generation system may decrease.

そこで、本開示は、半透膜を含む浸透装置へ海水を供給するためだけの海水ポンプを備えていなくても海水を浸透装置へ供給可能な濃度差発電システムを提供することを目的とする。 Therefore, it is an object of the present disclosure to provide a concentration difference power generation system capable of supplying seawater to an infiltration device without having a seawater pump only for supplying seawater to the infiltration device including a semipermeable membrane.

本開示に係る濃度差発電システムは、水蒸気を海水で冷却する復水器を備える。濃度差発電システムは、復水器から供給される海水が通過する第1空間と、淡水が通過する第2空間とを区画し、復水器よりも低い位置に配置される半透膜を含む浸透装置を備える。濃度差発電システムは、第1空間を通過する海水によって発電する。 The concentration difference power generation system according to the present disclosure includes a condenser that cools water vapor with seawater. The osmotic power generation system includes a semipermeable membrane that separates the first space through which seawater supplied from the condenser passes and the second space through which freshwater passes, and is placed at a position lower than the condenser. Equipped with a penetration device. The concentration difference power generation system generates power by seawater passing through the first space.

濃度差発電システムは、第1空間を通過する海水によって回転するタービンと、タービンの回転によって発電する発電機とをさらに備えてもよい。濃度差発電システムは、復水器で冷却された水から水蒸気を生成するボイラーを備え、ボイラーによって生成された水蒸気によって発電し、ボイラーによって生成された水蒸気は復水器で冷却されてもよい。 The concentration difference power generation system may further include a turbine rotated by seawater passing through the first space and a generator generated by the rotation of the turbine. The concentration difference power generation system includes a boiler that generates steam from water cooled by the condenser, and generates electricity by the steam generated by the boiler, and the steam generated by the boiler may be cooled by the condenser.

本開示によれば、半透膜を含む浸透装置へ海水を供給するためだけの海水ポンプを備えていなくても海水を浸透装置へ供給可能な濃度差発電システムを提供することができる。 According to the present disclosure, it is possible to provide a concentration difference power generation system capable of supplying seawater to an infiltration device without having a seawater pump only for supplying seawater to the infiltration device including a semipermeable membrane.

一実施形態に係る濃度差発電システムを示す概略図である。It is a schematic diagram which shows the concentration difference power generation system which concerns on one Embodiment.

以下、いくつかの例示的な実施形態について、図面を参照して説明する。なお、図面の寸法比率は説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。 Hereinafter, some exemplary embodiments will be described with reference to the drawings. The dimensional ratios in the drawings are exaggerated for convenience of explanation and may differ from the actual ratios.

本実施形態に係る濃度差発電システム1は、海水と淡水の浸透圧差を利用して発電する。図1は、一実施形態に係る濃度差発電システム1を示す概略図である。図1に示すように、濃度差発電システム1は、復水器15と、浸透装置50と、タービン60と、発電機70とを備える。また、濃度差発電システム1は、水蒸気発電装置10を備えている。 The concentration difference power generation system 1 according to the present embodiment generates power by utilizing the osmotic pressure difference between seawater and freshwater. FIG. 1 is a schematic diagram showing a concentration difference power generation system 1 according to an embodiment. As shown in FIG. 1, the concentration difference power generation system 1 includes a condenser 15, a permeation device 50, a turbine 60, and a generator 70. Further, the concentration difference power generation system 1 includes a steam power generation device 10.

水蒸気発電装置10は、循環配管11と、給水ポンプ12と、ボイラー13と、タービン14と、復水器15と、発電機16とを備えている。循環配管11には、給水ポンプ12と、ボイラー13と、タービン14と、復水器15とが設けられている。 The steam power generation device 10 includes a circulation pipe 11, a water supply pump 12, a boiler 13, a turbine 14, a condenser 15, and a generator 16. The circulation pipe 11 is provided with a water supply pump 12, a boiler 13, a turbine 14, and a condenser 15.

ボイラー13には、給水ポンプ12によって液体の水が供給される。ボイラー13に供給された水は加熱され、加熱された水は水蒸気となる。水蒸気となって体積が膨張した水蒸気は、タービン14を通過し、タービン14を回転させる動力として用いられる。タービン14は、発電機16と機械的に接続されており、タービン14の回転によって発電機16が発電するように設けられている。タービン14から排出された水蒸気は、復水器15に供給される。 Liquid water is supplied to the boiler 13 by the water supply pump 12. The water supplied to the boiler 13 is heated, and the heated water becomes steam. The steam whose volume has expanded as steam passes through the turbine 14 and is used as power to rotate the turbine 14. The turbine 14 is mechanically connected to the generator 16 and is provided so that the generator 16 generates electricity by the rotation of the turbine 14. The steam discharged from the turbine 14 is supplied to the condenser 15.

復水器15は、ボイラー13によって生成された水蒸気を海水で冷却する。復水器15としては、例えば表面復水器を使用することができる。復水器15には、海Sから海水が供給されるため、復水器15を通過する水蒸気の熱と、復水器15を通過する海水の熱とが交換される。復水器15で冷却された水蒸気は凝縮し、凝縮した水は給水ポンプ12によってボイラー13に再度供給される。 The condenser 15 cools the steam generated by the boiler 13 with seawater. As the condenser 15, for example, a surface condenser can be used. Since seawater is supplied from the sea S to the condenser 15, the heat of the water vapor passing through the condenser 15 is exchanged with the heat of the seawater passing through the condenser 15. The steam cooled by the condenser 15 is condensed, and the condensed water is supplied to the boiler 13 again by the water supply pump 12.

このようにして、ボイラー13は、復水器15で冷却された水から水蒸気を生成する。発電機16は、ボイラー13によって生成された水蒸気によって発電する。ボイラー13によって生成された水蒸気は復水器15で冷却される。復水器15には、供給配管17及び排出配管18が接続されており、供給配管17を通じて水蒸気を冷却するための海水が復水器15に供給され、排出配管18を通じて水蒸気の熱と熱交換されて加熱された海水が復水器15から排出される。 In this way, the boiler 13 produces steam from the water cooled by the condenser 15. The generator 16 generates electricity from the steam generated by the boiler 13. The steam generated by the boiler 13 is cooled by the condenser 15. A supply pipe 17 and a discharge pipe 18 are connected to the condenser 15, seawater for cooling steam is supplied to the condenser 15 through the supply pipe 17, and heat exchange with the heat of the steam through the discharge pipe 18. The steamed and heated seawater is discharged from the condenser 15.

供給配管17の一端は復水器15の海水の入口と接続されており、供給配管17のもう一端は海Sの中に配置されている。供給配管17には、循環水ポンプ19と、吐出弁20とが設けられている。循環水ポンプ19は、海Sから復水器15へ海水を汲み上げる。吐出弁20は、循環水ポンプ19で汲み上げられた海水の通路を開閉することによって、循環水ポンプ19で汲み上げられた海水の吐出量を調節することができる。また、供給配管17には、海水の通路を開閉可能な入口弁21が復水器15の入口側に設けられている。入口弁21は、復水器15に流入する海水の量を調節することができる。 One end of the supply pipe 17 is connected to the inlet of the seawater of the condenser 15, and the other end of the supply pipe 17 is arranged in the sea S. The supply pipe 17 is provided with a circulating water pump 19 and a discharge valve 20. The circulating water pump 19 pumps seawater from the sea S to the condenser 15. The discharge valve 20 can adjust the discharge amount of the seawater pumped by the circulating water pump 19 by opening and closing the passage of the seawater pumped by the circulating water pump 19. Further, the supply pipe 17 is provided with an inlet valve 21 capable of opening and closing the seawater passage on the inlet side of the condenser 15. The inlet valve 21 can regulate the amount of seawater flowing into the condenser 15.

排出配管18の一端は復水器15の海水の出口と接続されており、排出配管18のもう一端は海Sに導かれている。排出配管18には海水の通路を開閉可能な出口弁22が設けられている。復水器15は、海面よりも高い位置に設けられているため、復水器15から海水を排出するためのポンプが設けられていなくても、出口弁22を開閉するだけで、海水を自重によって復水器15から海Sに放出することができる。 One end of the discharge pipe 18 is connected to the seawater outlet of the condenser 15, and the other end of the discharge pipe 18 is led to the sea S. The discharge pipe 18 is provided with an outlet valve 22 that can open and close the seawater passage. Since the condenser 15 is provided at a position higher than the sea surface, even if a pump for discharging seawater from the condenser 15 is not provided, the seawater can be weighted by simply opening and closing the outlet valve 22. Can be discharged from the condenser 15 to the sea S.

排出配管18における復水器15の下流側には接続配管31が接続されている。接続配管31の一端は排出配管18に接続されており、接続配管31のもう一端は浸透装置50に接続されている。接続配管31は、排出配管18における復水器15と出口弁22との間に設けられている。ただし、接続配管31は、出口弁22に対して復水器15とは反対側の排出配管18に設けられていてもよい。排出配管18には、流量調節弁32と、水圧計33と、ブースターポンプ34と、前処理装置35とが設けられている。 A connection pipe 31 is connected to the downstream side of the condenser 15 in the discharge pipe 18. One end of the connecting pipe 31 is connected to the discharge pipe 18, and the other end of the connecting pipe 31 is connected to the infiltration device 50. The connection pipe 31 is provided between the condenser 15 and the outlet valve 22 in the discharge pipe 18. However, the connection pipe 31 may be provided in the discharge pipe 18 on the side opposite to the condenser 15 with respect to the outlet valve 22. The discharge pipe 18 is provided with a flow rate control valve 32, a water pressure gauge 33, a booster pump 34, and a pretreatment device 35.

流量調節弁32は、復水器15から浸透装置50に供給される海水の通路を開閉することができる。復水器15は、上述のように、海面及び浸透装置50よりも高い位置に設けられているため、海水は、自重によって、復水器15から浸透装置50に移動することができる。したがって、復水器15から海水を供給するためのポンプが設けられていなくても、流量調節弁32を開閉するだけで、復水器15から浸透装置50へ流れる海水の量を調節することができる。 The flow rate control valve 32 can open and close the passage of seawater supplied from the condenser 15 to the infiltration device 50. Since the condenser 15 is provided at a position higher than the sea surface and the infiltration device 50 as described above, the seawater can move from the condenser 15 to the infiltration device 50 by its own weight. Therefore, even if a pump for supplying seawater from the condenser 15 is not provided, the amount of seawater flowing from the condenser 15 to the infiltration device 50 can be adjusted simply by opening and closing the flow rate control valve 32. can.

水圧計33は、接続配管31内を流れる海水の水圧を測定することができる。水圧計33で水圧を測定することによって、接続配管31内を流れる海水の量を把握することができる。そのため、例えば流量調節弁32の開度を調節し、最適な流量の海水を浸透装置50に供給することができる。水圧計33で得られた水圧に関する信号は、制御部80に送られ、制御部80が上記信号に基づいて流量調節弁32の開度を調節してもよい。 The water pressure gauge 33 can measure the water pressure of the seawater flowing in the connecting pipe 31. By measuring the water pressure with the water pressure gauge 33, it is possible to grasp the amount of seawater flowing in the connecting pipe 31. Therefore, for example, the opening degree of the flow rate control valve 32 can be adjusted to supply the optimum flow rate of seawater to the infiltration device 50. The signal regarding the water pressure obtained by the water pressure gauge 33 may be sent to the control unit 80, and the control unit 80 may adjust the opening degree of the flow rate control valve 32 based on the above signal.

ブースターポンプ34は、流量調節弁32の下流側の接続配管31に設けられ、接続配管31内を流れる海水を昇圧する。上述の通り、海水は自重によって復水器15から浸透装置50まで流れることができる。そのため、ブースターポンプ34は必須ではないが、必要に応じて接続配管31内を流れる海水の水圧を上昇させることができる。 The booster pump 34 is provided in the connection pipe 31 on the downstream side of the flow rate control valve 32, and boosts the seawater flowing in the connection pipe 31. As described above, seawater can flow from the condenser 15 to the infiltration device 50 by its own weight. Therefore, although the booster pump 34 is not essential, the water pressure of the seawater flowing in the connecting pipe 31 can be increased as needed.

前処理装置35は、浸透装置50の上流側に設けられている。前処理装置35は、フィルターを含んでおり、水中のゴミなどの異物をフィルターによって除去することができる。海水が前処理装置35を通過することで、異物が除去されて清浄化された処理水を浸透装置50に供給することができる。そのため、浸透装置50の半透膜51が異物で目詰まりするのを抑制することができる。フィルターとしては、ウルトラフィルター膜などの公知のフィルターを用いることができる。前処理装置35は、逆流洗浄が可能な逆流洗浄器を含んでいてもよい。逆流洗浄器は、フィルターに対して下流側から上流側に水を流すことができるため、フィルターで捕らえられた異物を除去してフィルターを洗浄することができる。逆流洗浄は、任意のタイミングで実施してもよく、所定の期間ごとに実施してもよい。 The pretreatment device 35 is provided on the upstream side of the infiltration device 50. The pretreatment device 35 includes a filter, and foreign matter such as dust in water can be removed by the filter. When the seawater passes through the pretreatment device 35, the treated water from which foreign substances have been removed and cleaned can be supplied to the infiltration device 50. Therefore, it is possible to prevent the semipermeable membrane 51 of the permeation device 50 from being clogged with foreign matter. As the filter, a known filter such as an ultrafilter membrane can be used. The pretreatment device 35 may include a backflow washer capable of backflow cleaning. Since the backflow washer can flow water from the downstream side to the upstream side with respect to the filter, it is possible to remove the foreign matter caught by the filter and clean the filter. The backflow washing may be carried out at any timing, or may be carried out at predetermined intervals.

浸透装置50は、半透膜51を含んでいる。浸透装置50は、第1空間52と第2空間53とを有しており、第1空間52と第2空間53とは半透膜51によって区画されている。第1空間52内を海水が通過し、第2空間53内を淡水が通過する。 The permeation device 50 includes a semipermeable membrane 51. The permeation device 50 has a first space 52 and a second space 53, and the first space 52 and the second space 53 are partitioned by a semipermeable membrane 51. Seawater passes through the first space 52, and freshwater passes through the second space 53.

第1空間52内を通過する海水は、上述したように、復水器15から供給される。半透膜51は、復水器15よりも低い位置に配置されるため、海水は、自重によって、復水器15から浸透装置50に供給される。また、第2空間53内を通過する淡水は、河川Rから供給される。淡水は、給水配管40を介して浸透装置50に供給される。給水配管40の一端は、浸透装置50の第2空間53に接続されており、給水配管40のもう一端は河川Rの中に配置されている。給水配管40にはポンプ41と前処理装置42とが設けられており、ポンプ41は、河川Rの淡水を汲み上げ、給水配管40を通じて浸透装置50の第2空間53に淡水を供給することができる。 The seawater passing through the first space 52 is supplied from the condenser 15 as described above. Since the semipermeable membrane 51 is arranged at a position lower than that of the condenser 15, seawater is supplied from the condenser 15 to the infiltration device 50 by its own weight. Further, the fresh water passing through the second space 53 is supplied from the river R. Fresh water is supplied to the infiltration device 50 via the water supply pipe 40. One end of the water supply pipe 40 is connected to the second space 53 of the infiltration device 50, and the other end of the water supply pipe 40 is arranged in the river R. The water supply pipe 40 is provided with a pump 41 and a pretreatment device 42, and the pump 41 can pump fresh water from the river R and supply the fresh water to the second space 53 of the infiltration device 50 through the water supply pipe 40. ..

前処理装置42は、浸透装置50の上流側に設けられている。前処理装置42は、フィルターを含んでおり、水中のゴミなどの異物をフィルターによって除去することができる。淡水が前処理装置42を通過することで、異物が除去されて清浄化された処理水を浸透装置50に供給することができる。そのため、浸透装置50の半透膜51が異物で目詰まりするのを抑制することができる。フィルターとしては、ウルトラフィルター膜などの公知のフィルターを用いることができる。前処理装置42は、前処理装置35と同様の逆流洗浄器を含んでいてもよい。なお、前処理装置35及び前処理装置42は接続配管31及び給水配管40にそれぞれ別の構成として設けたが、1つの前処理装置として接続配管31及び給水配管40に設けられてもよい。 The pretreatment device 42 is provided on the upstream side of the infiltration device 50. The pretreatment device 42 includes a filter, and foreign matter such as dust in water can be removed by the filter. By passing the fresh water through the pretreatment device 42, the treated water from which foreign substances have been removed and cleaned can be supplied to the infiltration device 50. Therefore, it is possible to prevent the semipermeable membrane 51 of the permeation device 50 from being clogged with foreign matter. As the filter, a known filter such as an ultrafilter membrane can be used. The pretreatment device 42 may include a backflow washer similar to the pretreatment device 35. Although the pretreatment device 35 and the pretreatment device 42 are provided in the connection pipe 31 and the water supply pipe 40 as different configurations, they may be provided in the connection pipe 31 and the water supply pipe 40 as one pretreatment device.

半透膜51は、上述のように、復水器15から供給される海水が通過する第1空間52と、淡水が通過する第2空間53とを区画する。すなわち、半透膜51は、一方の面が海水と接触し、もう一方の面が淡水と接触する。半透膜51は、水分子を透過するが、海水中のナトリウムイオンなどを透過しない。そのため、淡水中の水分子が半透膜51を透過して海水と合流する。透過した水分子の量に応じて第1空間52内の海水の流量が増加するため、第1空間52内で海水の流れが加速する。 As described above, the semipermeable membrane 51 partitions the first space 52 through which the seawater supplied from the condenser 15 passes and the second space 53 through which the fresh water passes. That is, one surface of the semipermeable membrane 51 is in contact with seawater, and the other surface is in contact with fresh water. The semipermeable membrane 51 permeates water molecules, but does not permeate sodium ions or the like in seawater. Therefore, water molecules in fresh water permeate through the semipermeable membrane 51 and merge with seawater. Since the flow rate of seawater in the first space 52 increases according to the amount of permeated water molecules, the flow of seawater in the first space 52 accelerates.

半透膜51の膜の形状及び膜厚は特に限定されず、必要に応じて適宜変更することができる。半透膜51は、剛性を付与するため、支持体などの表面に設けられてもよい。半透膜51の孔径は、水分子を透過し、海水中のナトリウムイオンなどを透過しない程度の大きさであればよく、例えば1nm~10nmである。半透膜51は、酢酸セルロース、ポリアクリロニトリル、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリフッ化ビニリデン及びセラミックなどの公知の材料を用いることができる。 The shape and film thickness of the semipermeable membrane 51 are not particularly limited, and can be appropriately changed as needed. The semipermeable membrane 51 may be provided on the surface of a support or the like in order to impart rigidity. The pore size of the semipermeable membrane 51 may be such that it allows water molecules to permeate and does not permeate sodium ions or the like in seawater, and is, for example, 1 nm to 10 nm. As the semipermeable membrane 51, known materials such as cellulose acetate, polyacrylonitrile, polysulfone, polyethersulfone, polyethylene, polypropylene, polyvinylidene fluoride and ceramic can be used.

浸透装置50には、配管54が接続されている。配管54の一端は浸透装置50の第1空間52に接続されており、配管54のもう一端はタービン60と接続されている。配管54には水圧計55が設けられており、配管54内を流れる海水の水圧を測定することができる。水圧計55で測定された水圧に基づいて流量調節弁32の開度が調節されてもよい。水圧計33で得られた水圧に関する信号が制御部80に送られ、制御部80は上記信号に基づいて流量調節弁32の開度を調節してもよい。 A pipe 54 is connected to the infiltration device 50. One end of the pipe 54 is connected to the first space 52 of the infiltration device 50, and the other end of the pipe 54 is connected to the turbine 60. A water pressure gauge 55 is provided in the pipe 54, and the water pressure of the seawater flowing in the pipe 54 can be measured. The opening degree of the flow rate control valve 32 may be adjusted based on the water pressure measured by the water pressure gauge 55. A signal relating to the water pressure obtained by the water pressure gauge 33 may be sent to the control unit 80, and the control unit 80 may adjust the opening degree of the flow rate control valve 32 based on the above signal.

半透膜51の第1空間52から排出された海水は、タービン60に供給される。タービン60は、半透膜51の第1空間52を流れる海水の通過によって回転する。タービン60は、発電機70と機械的に接続されており、発電機70と連動するように設けられている。そのため、発電機70は、タービン60の回転によって発電する。すなわち、濃度差発電システム1は、第1空間52を通過する海水によって発電する。 The seawater discharged from the first space 52 of the semipermeable membrane 51 is supplied to the turbine 60. The turbine 60 is rotated by the passage of seawater flowing through the first space 52 of the semipermeable membrane 51. The turbine 60 is mechanically connected to the generator 70 and is provided so as to interlock with the generator 70. Therefore, the generator 70 generates electricity by the rotation of the turbine 60. That is, the concentration difference power generation system 1 generates power by seawater passing through the first space 52.

タービン60は配管61と接続されている。配管61の一端はタービン60の出口と接続されており、配管61のもう一端は海Sに導かれている。タービン60を通過した海水は、配管61を介して海Sへ放出される。 The turbine 60 is connected to the pipe 61. One end of the pipe 61 is connected to the outlet of the turbine 60, and the other end of the pipe 61 is led to the sea S. The seawater that has passed through the turbine 60 is discharged to the sea S via the pipe 61.

浸透装置50は、配管56と接続されている。配管56の一端は浸透装置50の第2空間53と接続されており、配管56のもう一端は河川Rへ導かれている。第2空間53内の淡水は、浸透装置50から河川Rに排出される。 The permeation device 50 is connected to the pipe 56. One end of the pipe 56 is connected to the second space 53 of the infiltration device 50, and the other end of the pipe 56 is led to the river R. The fresh water in the second space 53 is discharged from the infiltration device 50 into the river R.

浸透装置50から排出される淡水は、工場Pなどへ移送され、工業用水として使用してもよい。浸透装置50に供給される淡水は、前処理装置42で異物が除去されて浄化されているため、工場内で使用する水として利用することができる。 The fresh water discharged from the infiltration device 50 may be transferred to a factory P or the like and used as industrial water. The fresh water supplied to the infiltration device 50 can be used as water used in the factory because foreign substances are removed and purified by the pretreatment device 42.

制御部80は、水圧計33からの水圧に関する信号、水圧計55からの水圧に関する信号、及び発電機70からの回転速度に関する信号などを受信してもよい。そして、制御部80は、これらの信号に基づいて流量調節弁32の開閉、ブースターポンプ34の吐出量、ポンプ41の吐出量を調節してもよい。 The control unit 80 may receive a signal regarding the water pressure from the water pressure gauge 33, a signal regarding the water pressure from the water pressure gauge 55, a signal regarding the rotation speed from the generator 70, and the like. Then, the control unit 80 may adjust the opening / closing of the flow rate control valve 32, the discharge amount of the booster pump 34, and the discharge amount of the pump 41 based on these signals.

以上の通り、本実施形態に係る濃度差発電システム1は、水蒸気を海水で冷却する復水器15を備える。濃度差発電システム1は、復水器15から供給される海水が通過する第1空間52と、淡水が通過する第2空間53とを区画し、復水器15よりも低い位置に配置される半透膜51を含む浸透装置50を備える。第1空間52を通過する海水によって発電する。 As described above, the concentration difference power generation system 1 according to the present embodiment includes a condenser 15 for cooling water vapor with seawater. The concentration difference power generation system 1 partitions a first space 52 through which seawater supplied from the condenser 15 passes and a second space 53 through which fresh water passes, and is arranged at a position lower than the condenser 15. A permeation device 50 including a semipermeable membrane 51 is provided. Power is generated by seawater passing through the first space 52.

濃度差発電をするためには、海Sから海水を浸透装置50に供給する必要がある。しかしながら、海水を浸透装置50まで供給するための配管が長いと、海水を浸透装置50に供給するためのエネルギーが大きくなり、濃度差発電システム1全体として発電効率が低下するおそれがある。 In order to generate osmotic power generation, it is necessary to supply seawater from the sea S to the infiltration device 50. However, if the pipe for supplying seawater to the infiltration device 50 is long, the energy for supplying seawater to the infiltration device 50 becomes large, and the power generation efficiency of the concentration difference power generation system 1 as a whole may decrease.

一方、復水器15は、火力発電所などにおいて生成された水蒸気を、海水で冷却している。本実施形態に係る濃度差発電システム1では、復水器15で水蒸気の冷却に用いられた海水を浸透装置50にも利用することができる。そのため、半透膜51を含む浸透装置50へ海水を供給するためだけの海水ポンプを備えていなくても海水を浸透装置50へ供給することができる。したがって、海水を海Sから浸透装置50まで供給するためのエネルギーを低減することができる。また、ポンプに必要な設備費用及び維持費用を低減することができる。 On the other hand, the condenser 15 cools the steam generated in a thermal power plant or the like with seawater. In the concentration difference power generation system 1 according to the present embodiment, the seawater used for cooling the water vapor in the condenser 15 can also be used in the infiltration device 50. Therefore, seawater can be supplied to the infiltration device 50 even if the seawater pump for supplying seawater to the infiltration device 50 including the semipermeable membrane 51 is not provided. Therefore, the energy for supplying seawater from the sea S to the infiltration device 50 can be reduced. In addition, the equipment cost and maintenance cost required for the pump can be reduced.

さらに、復水器15から浸透装置50に供給される海水は、水蒸気の熱と熱交換することによって加温されている。浸透圧は、温度が高くなるほど大きくなるため、加温された海水が浸透装置50に供給されることにより、第2空間53を通過する淡水中の水分子が、第1空間52を通過する海水へ透過しやすくなる。したがって、第1空間52を通過する海水の流量が多くなり、濃度差発電システム1による発電量が多くなる。 Further, the seawater supplied from the condenser 15 to the infiltration device 50 is heated by exchanging heat with the heat of steam. Since the osmotic pressure increases as the temperature rises, the heated seawater is supplied to the osmotic device 50, so that water molecules in fresh water passing through the second space 53 pass through the first space 52. It becomes easy to penetrate to. Therefore, the flow rate of seawater passing through the first space 52 increases, and the amount of power generated by the concentration difference power generation system 1 increases.

濃度差発電システム1は、第1空間52を通過する海水によって回転するタービン60と、タービン60の回転によって発電する発電機70とをさらに備えてもよい。これにより、浸透装置50の第1空間52を通過する海水によってより確実に発電することができる。 The concentration difference power generation system 1 may further include a turbine 60 rotated by seawater passing through the first space 52, and a generator 70 generated by the rotation of the turbine 60. As a result, the seawater passing through the first space 52 of the infiltration device 50 can generate electricity more reliably.

濃度差発電システム1は、復水器15で冷却された水から水蒸気を生成するボイラー13を備え、ボイラー13によって生成された水蒸気によって発電し、ボイラー13によって生成された水蒸気は復水器15で冷却されてもよい。これにより、発電機70だけでなく、発電機16でも発電できるため、より多くの電力を生成することができる。 The concentration difference power generation system 1 includes a boiler 13 that generates steam from the water cooled by the condenser 15, and generates electricity by the steam generated by the boiler 13, and the steam generated by the boiler 13 is generated by the condenser 15. It may be cooled. As a result, not only the generator 70 but also the generator 16 can generate electric power, so that more electric power can be generated.

なお、本実施形態に係る濃度差発電システム1では、復水器15が火力発電で用いられている例を説明した。しかしながら、水蒸気を海水で冷却するのであれば、火力発電に限らず、例えば原子力発電などで用いられている復水器も同様に使用することができる。 In the concentration difference power generation system 1 according to the present embodiment, an example in which the condenser 15 is used for thermal power generation has been described. However, if the steam is cooled by seawater, not only thermal power generation but also a condenser used in, for example, nuclear power generation can be used in the same manner.

また、本実施形態に係る濃度差発電システム1では、復水器15の海水を浸透装置50に供給した。しかしながら、復水器15の海水を濃縮した水を浸透装置50に供給してもよい。このような水を浸透装置50に供給することによって、淡水との濃度差が大きくなるため、浸透圧を大きくすることができ、発電機70による発電量を多くすることができる。復水器15の海水を濃縮方法としては、例えば、半透膜を用いた淡水化装置が挙げられる。淡水化装置は、半透膜の一方の面側の海水を浸透圧以上に加圧することで、半透膜のもう一方の面側に淡水を押し出すことができる。このような装置を設けることで、海水から淡水を生成するとともに、海水側の水が濃縮されるために淡水との濃度差が大きくなるため、濃度差発電量を増加させることができる。 Further, in the concentration difference power generation system 1 according to the present embodiment, the seawater of the condenser 15 was supplied to the infiltration device 50. However, the concentrated water of the condenser 15 may be supplied to the infiltration device 50. By supplying such water to the infiltration device 50, the concentration difference from fresh water becomes large, so that the osmotic pressure can be increased and the amount of power generated by the generator 70 can be increased. Examples of the method for concentrating the seawater in the condenser 15 include a desalination apparatus using a semipermeable membrane. The desalination apparatus can extrude fresh water to the other surface side of the semipermeable membrane by pressurizing the seawater on one surface side of the semipermeable membrane above the osmotic pressure. By providing such a device, fresh water is generated from seawater, and the concentration difference from freshwater is large because the water on the seawater side is concentrated, so that the amount of power generation due to the concentration difference can be increased.

いくつかの実施形態を説明したが、上記開示内容に基づいて実施形態の修正または変形をすることが可能である。上記実施形態のすべての構成要素、及び請求の範囲に記載されたすべての特徴は、それらが互いに矛盾しない限り、個々に抜き出して組み合わせてもよい。 Although some embodiments have been described, it is possible to modify or modify the embodiments based on the above disclosure contents. All the components of the embodiment and all the features described in the claims may be individually extracted and combined as long as they do not contradict each other.

1 濃度差発電システム
13 ボイラー
15 復水器
50 浸透装置
51 半透膜
52 第1空間
53 第2空間
60 タービン
70 発電機
1 Osmotic power generation system 13 Boiler 15 Condenser 50 Penetration device 51 Semipermeable membrane 52 First space 53 Second space 60 Turbine 70 Generator

Claims (3)

水蒸気を海水で冷却する復水器と、
前記復水器から供給される海水が通過する第1空間と、淡水が通過する第2空間とを区画し、前記復水器よりも低い位置に配置される半透膜を含む浸透装置と、
を備え、
前記第1空間を通過する海水によって発電する、濃度差発電システム。
A condenser that cools water vapor with seawater,
An infiltration device including a semipermeable membrane that separates a first space through which seawater supplied from the condenser passes and a second space through which fresh water passes, and is arranged at a position lower than the condenser.
Equipped with
A concentration difference power generation system that generates electricity by seawater passing through the first space.
前記第1空間を通過する海水によって回転するタービンと、
前記タービンの回転によって発電する発電機と、
をさらに備える、請求項1に記載の濃度差発電システム。
A turbine rotated by seawater passing through the first space,
A generator that generates electricity by the rotation of the turbine,
The concentration difference power generation system according to claim 1.
前記復水器で冷却された水から水蒸気を生成するボイラーを備え、
前記ボイラーによって生成された水蒸気によって発電し、
前記ボイラーによって生成された水蒸気は前記復水器で冷却される、請求項1又は2に記載の濃度差発電システム。
It is equipped with a boiler that generates steam from the water cooled by the condenser.
Power is generated by the steam generated by the boiler,
The concentration difference power generation system according to claim 1 or 2, wherein the steam generated by the boiler is cooled by the condenser.
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