JP5346396B2 - 太陽熱発電設備、熱媒体供給設備および温度変動制御装置 - Google Patents

Description

本発明は太陽熱発電設備、熱媒体供給設備および温度変動抑制装置に関する。さらに詳しくは、太陽熱によって加熱した熱媒体により蒸気を発生させ、この蒸気によって蒸気タービンを駆動して発電する太陽熱発電設備、太陽熱によって加熱された熱媒体を供給する熱媒体供給設備、および、上記熱媒体の温度変動を抑制するための温度変動抑制装置に関する。

図２５に示す従来の太陽熱発電設備１０１においては、太陽光を集光式集熱装置（以下、単に集熱装置と呼ぶ）１０２で集めてこれを熱エネルギとして熱媒体に吸収させ、この熱媒体を熱交換器１０３に導き、熱媒体の熱によって蒸気を発生させる。熱交換器１０３で発生した飽和蒸気は過熱器（スーパーヒータ）１０４によって過熱される。そして、この過熱蒸気によって蒸気タービン１０５を駆動して発電している。図中の符号１０６は発電機であり、符号１０７は復水器である。

太陽光の集光方式は大別して集中式と分散式とがあるが、主として分散式が採用されている。分散式集熱装置１０２としてはパラボリックトラフ（放物線断面の樋）型の反射板１０２ａが多用されている。この反射板１０２ａはＸ−Ｙ平面上の放物線で示される断面を有する樋型に形成され、入射してくる太陽光を反射してその焦点に集める。一方、この焦点位置を通ってＺ軸に沿って延びる熱吸収パイプ１０８内に熱媒体を流して太陽熱を集熱回収する。この熱媒体は、熱吸収パイプ１０８およびこれに接続された熱媒体供給配管１０９を通して熱交換器と集熱装置とに循環させる。熱媒体としては特殊な作動油が用いられることが多い。熱媒体は、たとえば、太陽熱を吸収して高温状態（４００゜Ｃ程度）となり、熱交換器１０３において熱を放出して蒸気を発生することにより低温状態（３００゜Ｃ程度）となり、再び集熱装置１０２に向かう。

しかしながら、図２６に示される一日の太陽エネルギ密度の変化からも理解できるように、この太陽熱発電設備は日の出から日の入りまでの時間帯においてのみ稼働が可能であり、夜間は運転が停止され、翌朝に再起動される。図２６は北部アフリカのある地点における一日の太陽エネルギ密度の変化を示している。代表的に７月の平均エネルギ密度と１２月の平均エネルギ密度とを示しているが、他の月の平均エネルギ密度の変化を示す曲線はほぼこの二本の曲線間に入るであろう。

このように、集熱装置１０２に到達する太陽エネルギの強度は一日のうちでゼロレベルから最大レベルまで変化する。したがって、発電設備１０１の容量として、通常は平均強度レベルでの発電ができるように計画される。そして、太陽エネルギの平均レベル以上の過剰エネルギは、大がかりで高価な熱貯蔵設備１１０に熱エネルギとして貯蔵し、日没が近づくとこの熱を放出して蒸気を発生し、発電を継続できるように計画されることが多い。しかしながら、現実的には設備コストや運転コストの制限から、熱貯蔵能力は、発電継続時間に換算して約４〜６時間程度に限られているので、発電を一日中継続することはできない。

この問題を解消するために、上記太陽熱による蒸気タービン発電にガスタービン発電を組み合わせた太陽熱複合発電方式が提案されている（たとえば、特許文献１および特許文献２）。これらの複合発電設備は、太陽熱を利用することができない夜間や曇天の日であっても、ガスタービンによる発電と、排熱回収ボイラの蒸気を利用した蒸気タービンによる発電とを行おうというものである。こうすることによって昼夜発電の継続が期待できる。また、太陽熱発電を最大限利用することによって燃料消費を減らして二酸化炭素の排出量を削減することも期待できる。

しかし、この複合発電設備の集熱装置においては、特別な熱媒体や熱交換器を用いずに直接水から飽和蒸気を発生させて蒸気タービンに供給している。特許文献１の発電設備では、飽和蒸気は、これを過熱するために高圧タービンから排出される蒸気と混合してから蒸気タービンに送っている。一方、特許文献２の発電設備では、飽和蒸気は、高圧タービンから排出される蒸気と混合した後に排熱回収ボイラの再熱器によって過熱してから蒸気タービンに送っている。

ところが、太陽熱発電設備か太陽熱複合発電設備かに拘わらず、避けがたい問題がある。それは、日中の地表における日照状態の継時的（経時的）な変動である。集熱装置における太陽から蒸気やその他の熱媒体への熱伝達はほとんど輻射によるものである。したがって、地表における日照状態が変動すると、その変動に的確に応答するように、太陽熱を吸収する蒸気やその他の熱媒体の温度も変動する。その結果、蒸気タービンに供給される蒸気の条件（温度、圧力、乾き度等）が変動するので発電量も変動する。また、激しい蒸気状態の変動があると排熱回収ボイラや蒸気タービンが損傷する虞もある。

たとえば特許文献１および特許文献２に開示された設備では、集熱装置の熱吸収パイプ内で発生する蒸気の条件（温度、圧力、乾き度）が変動し、また、集熱装置から蒸気タービンへ送られる間に蒸気の熱ロスが生じる。その結果、特許文献１の設備では、高圧タービンから排出される蒸気と混合した後の蒸気条件が変動する。また、特許文献２の設備では、再熱器の入り口側での蒸気条件が変動して排熱回収ボイラにその影響を及ぼしてしまう。すなわち、日照条件の変動が大きかったり頻繁であると、集熱装置における発生蒸気の条件も同じように変動して太陽熱複合発電設備全体の安全運転の継続が困難になる。

日照状態の変動は、雲、砂嵐等が原因する。さらに、風によって上記反射板が撓んだときには上記熱吸収パイプに対して十分な太陽光を集中させることができない。このことも熱媒体等の温度変動の原因となる。上記変動は短い周期で生じることがあるため、上記熱貯蔵設備は利用することができず、熱媒体等の温度変動を抑制することができないのが現状である。

欧州特許出願公開公報 第０７５０７３０号公報 欧州特許出願公開公報 第０５２６８１６号公報

本発明はかかる課題を解決するためになされたものであり、たとえば太陽熱発電設備等において供給される熱媒体が継時的に温度変動を生じたとしても、この変動を平準化することにより、蒸気発生のために給熱する時点では十分に変動抑制することができる熱媒体の温度変動抑制装置を提供することを目的とする。また、熱媒体をその温度変動を抑制しつつ熱交換器へ供給することができる熱媒体供給設備を提供することをも目的とする。さらに、熱媒体を介して太陽熱によって発生した蒸気を安定した過熱状態で蒸気タービンに供給することができる太陽熱発電設備を提供することをも目的とする。

上記目的のために本発明の熱媒体の温度変動抑制装置は、
液状熱媒体を熱交換器に供給する熱媒体供給通路に配設された熱媒体の温度変動抑制装置であって、
熱媒体を混合するための熱媒体混合装置を備えており、
この熱媒体混合装置が、
複数の熱媒体通路を有する熱媒体通路構成部材と、
上記熱媒体供給通路から熱媒体通路構成部材内へ熱媒体が流入するための入口部材と、
この入口部材とは別に形成された、熱媒体通路構成部材から熱媒体供給通路に熱媒体が流出するための出口部材とを備えており、
上記入口部材から連続して流入してくる熱媒体が、熱媒体通路構成部材の複数の熱媒体通路をそれぞれ時間差をもって通過したあと合流して上記出口部材から流出することができるように構成されている。

熱媒体供給通路を通して時々刻々供給されてくる液状の熱媒体が熱媒体通路構成部材内に流入し、複数の熱媒体通路それぞれから出てきて合流したときに時間差混合される。したがって、この熱媒体の温度が変動している場合であっても、時間差混合されることにより、その温度変動の幅が減少され、且つ、温度変動速度が低下させられる。その結果、たとえばこの熱媒体の熱によって発生する蒸気の条件が時間的に均一となる。なお、上記時間差混合とは、連続的に時間遅れで熱媒体通路構成部材内へ流入してくる熱媒体が既に流入して滞留している熱媒体と混合することである。

なお、上記入口部材に接続されるのは熱媒体供給通路の上流側に限定されず、出口部材に接続されるのは熱媒体供給通路の下流側に限定されない。たとえば図１８に示すごとく、熱媒体供給通路に、下流側入口配管と出口配管とからなる戻し通路を設け、この戻し通路に熱媒体通路構成部材を設置する場合、熱媒体供給通路の下流側を熱媒体通路構成部材の入口部材に接続し、上流側を出口部材に接続したうえで、戻し通路に、熱媒体通路構成部材へ熱媒体を圧送する手段を設けた構成をも採用することができる。

上記熱媒体通路構成部材を、その内部に上記熱媒体通路を構成する隔室が複数個形成された第一容器から構成し、
各隔室に熱媒体用の入口と出口とを形成し、
上記入口部材を、熱媒体供給通路から各隔室の入口に分岐して接続し、
上記出口部材を、各隔室の出口から統合して熱媒体供給通路に接続し、
入口部材の分岐した部分それぞれに、熱媒体の流量を変更することができる流量調整装置を配設することができる。

各隔室に供給する熱媒体の流量を相違させることにより、熱媒体が複数の隔室をそれぞれ時間差をもって通過することになるので、この熱媒体が後に合流するときに時間差混合することが可能となり、温度変動が抑制される。

上記熱媒体通路構成部材を、その内部に上記熱媒体通路を構成する隔室が複数個形成された第一容器から構成し、
各隔室に熱媒体用の入口と出口とを形成し、
上記入口部材を、熱媒体供給通路から各隔室の入口に分岐して接続し、
上記出口部材を、各隔室の出口から統合して熱媒体供給通路に接続し、
上記複数の隔室の容積がそれぞれ異なるように構成することができる。

各隔室の容積を相違させることにより、熱媒体が複数の隔室をそれぞれ時間差をもって通過することになるので、この隔室を通過した熱媒体が後に合流するときに時間差混合することが可能となり、温度変動が抑制される。

上記熱媒体通路構成部材に、上記熱媒体通路を構成する第二容器を複数個備え、
各第二容器に熱媒体用の入口と出口とを形成し、
上記入口部材を、熱媒体供給通路から各第二容器の入口に分岐して接続し、
上記出口部材を、各第二容器の出口から統合して熱媒体供給通路に接続し、
入口部材の分岐した部分それぞれに、熱媒体の流量を変更することができる流量調整装置を配設することができる。

上記熱媒体通路構成部材に、上記熱媒体通路を構成する第二容器を複数個備え、
各第二容器に熱媒体用の入口と出口とを形成し、
上記入口部材を、熱媒体供給通路から各第二容器の入口に分岐して接続し、
上記出口部材を、各第二容器の出口から統合して熱媒体供給通路に接続し、
上記複数の第二容器の容積がそれぞれ異なるように構成することができる。

以上の複数個の第二容器は、一体に結束してもよく、独立分離した状態であってもよい。

上記熱媒体通路構成部材を、その内部に上記熱媒体通路を構成する貫通孔が多数形成された多孔板を備えた第三容器から構成し、
上記入口部材および出口部材を第三容器に配設し、
上記多孔板を、第三容器の内部を入口部材側の空間と出口部材側の空間とに仕切るように配置することができる。

入口部材から第三容器内に供給される熱媒体は、入口部材からの距離が異なる多数の貫通孔を通過して出口部材側の空間へ流れる。したがって、同時に流入した熱媒体であっても出口部材側の空間に到達する時間が異なる部分に分けられる。そして、これらの部分が出口部材側の空間内で再度一体にされるので、熱媒体の時間差混合がなされる。

上記多孔板は間隔をおいて複数枚配設してもよい。

上記多孔板において、第三容器の内部へ向かう上記入口部材の熱媒体流路中心軸と交差する多孔板の部分、および、その近傍、を除いた範囲に上記貫通孔を形成するのが好ましい。第三容器に流入した熱媒体の滞留時間を延長させうるからである。

上記第一容器または第二容器を備えた温度変動抑制装置において、熱媒体用の出口を、入口の中心軸の延長線から外れた位置に形成するのが好ましい。第一容器または第二容器に流入した熱媒体の滞留時間を延長させうるからである。

上記第一容器または第二容器を備えた温度変動抑制装置において、熱媒体用の入口に、上記熱媒体通路構成部材の通路内への熱媒体の流入角度を変更するように構成された熱媒体流入装置を設置するのが好ましい。第一容器または第二容器の内部で熱媒体の時間差混合が効果的になされるように熱媒体の流入方向の調節をすることができるからである。

上記第三容器を備えた温度変動抑制装置において、入口部材、および、第三容器内における入口部材近傍のうちの一方に、上記第三容器内への熱媒体の流入角度が変更されうるように構成された熱媒体流入装置を設置するのが好ましい。第三容器の内部で熱媒体の時間差混合が効果的になされるように熱媒体の流入方向の調節をすることができるからである。

上記熱媒体流入装置を備えた温度変動抑制装置において、熱媒体流入装置を、その傾斜角度を外部から変更しうるように揺動可能に装着された少なくとも一枚のルーバを有する可変ルーバから構成することができる。

上記第三容器を備えた温度変動抑制装置において、入口部材を複数個配設し、この入口部材のうち熱媒体を第三容器内へ流入させる入口部材を選択して切り換えうるように構成することができる。かかる構成により、効果的な熱媒体の混合がなされる入口部材を選択することができる。

かかる温度変動抑制装置において、出口部材を複数個形成し、上記入口部材の切り換えに同期して熱媒体を第三容器外へ流出させる出口部材を選択して切り換えうるように構成することができる。

上記第三容器を備えた温度変動抑制装置において、入口部材を複数個形成し、各入口部材に流量調整装置を設置し、各入口部材を流通する熱媒体の流量を変更しうるように構成することができる。かかる構成によれば、たとえば、熱媒体を流入させる入口を周期的に切り換えることによって第三容器内での熱媒体の時間差混合を促進することができる。

上記熱媒体混合装置内に熱媒体を撹拌するための撹拌装置を設置することができる。撹拌装置としてはスクリュープロペラ等の種々の回転体や強制噴流装置等が採用されうる。

上記入口部材に接続されている熱媒体供給通路、および、入口部材のうちの一方に、熱媒体の入口温度を計測するための入口温度計測装置を設置し、
上記出口部材に接続されている熱媒体供給通路、および、出口部材のうちの一方に、熱媒体の出口温度を計測するための出口温度計測装置を設置することができる。

かかる温度変動抑制装置において、上記入口温度計測装置および出口温度計測装置の計測値に基づいて、熱媒体通路構成部材へ流入する熱媒体の温度変動と、熱媒体通路構成部材から流出する熱媒体の温度変動とを対比し、この対比結果に基づいて、熱媒体通路構成部材内への熱媒体の流入量を変化させるように制御する制御装置を含んでなる請求項１７記載の熱媒体の温度変動抑制装置。

また、上記入口温度計測装置および出口温度計測装置の計測値に基づいて、熱媒体通路構成部材へ流入する熱媒体の温度変動と、熱媒体通路構成部材から流出する熱媒体の温度変動とを対比し、この対比結果に基づいて、熱媒体通路構成部材内への熱媒体の流入方向を変化させるように制御する制御装置を配設することができる。

本発明の熱媒体供給設備は、
太陽光によって液状熱媒体を加熱する加熱設備と、
この加熱設備から供給された熱媒体によって給水を加熱する熱交換器と、
上記加熱設備から熱交換器に熱媒体を供給する熱媒体供給通路と、
この熱媒体供給通路に配設された、熱媒体の温度変動を抑制するための温度変動抑制装置とを備えており、
この温度変動抑制装置が前述したうちのいずれか一の温度変動抑制装置から構成されている。

かかる熱媒体供給設備には、上記熱媒体の温度変動抑制装置における、
熱媒体混合装置の出口部材と熱媒体供給通路とを接続する出口通路と、
熱媒体混合装置の入口部材と、熱媒体供給通路における上記出口通路の接続点より上流側の部位と、を接続する上流側入口通路と、
この上流側入口通路に配設された、熱媒体を熱媒体混合装置に向けて圧送する熱媒体圧送装置とを備えてることができる。

または、熱媒体混合装置の出口部材と熱媒体供給通路とを接続する出口通路と、
熱媒体混合装置の入口部材と、熱媒体供給通路における上記出口通路の接続点より下流側の部位と、を接続する下流側入口通路と、
この下流側入口通路に設置された、熱媒体を熱媒体混合装置に向けて圧送する熱媒体圧送装置とを備えることができる。

または、熱媒体混合装置の出口部材と熱媒体供給通路とを接続する出口通路と、
熱媒体混合装置の入口部材と、熱媒体供給通路における上記出口通路の接続点より上流側の部位と、を接続する上流側入口通路と、
熱媒体混合装置の入口部材と、熱媒体供給通路における上記出口通路の接続点より下流側の部位と、を接続する下流側入口通路と、
上流側および下流側の各入口通路に配設された、熱媒体を熱媒体混合装置に向けて圧送する熱媒体圧送装置とを備えることができる。

または、熱媒体混合装置の出口部材と熱媒体供給通路とを接続する出口通路と、
熱媒体混合装置の入口部材と、熱媒体供給通路における上記出口通路の接続点より上流側の部位と、を接続する上流側入口通路と、
熱媒体供給通路における上記出口通路の接続点より下流側の部位と、熱媒体供給通路における上記上流側入口通路の接続点より上流側の部位と、を接続する戻し通路と、
上記上流側入口通路に設置された、熱媒体を熱媒体混合装置に向けて圧送する熱媒体圧送装置と、
上記戻し通路に設置された、熱媒体を上流側熱媒体供給通路に向けて圧送する熱媒体圧送装置とを備えることができる。

または、上記温度変動抑制装置の熱媒体混合装置に二種の入口部材を形成し、熱媒体混合装置の出口部材に下流側の熱媒体供給通路を接続し、熱媒体混合装置の一方の入口部材に上流側の熱媒体供給通路を接続し、
熱媒体混合装置の他方の入口部材と、下流側の熱媒体供給通路と、を接続する戻し通路と、
この戻し通路に設置された、熱媒体を熱媒体混合装置に向けて圧送する熱媒体圧送装置とを備えることができる。

または、上記温度変動抑制装置の熱媒体混合装置の出口部材に下流側の熱媒体供給通路を接続し、熱媒体混合装置の入口部材に上流側の熱媒体供給通路を接続し、
熱媒体混合装置より上流側の熱媒体供給通路と、熱媒体混合装置より下流側の熱媒体供給通路と、を接続する戻し通路と、
この戻し通路に設置された、熱媒体を熱媒体供給通路の下流側から上流側に向けて圧送する熱媒体圧送装置とを備えることができる。

または、上記加熱設備に、集光された太陽光によって熱媒体を加熱する集熱装置が設置された、複数の集熱ゾーンを設け、
一の集熱ゾーンからの液状熱媒体が上記温度変動抑制装置における熱媒体通路構成部材の一の熱媒体通路に供給されるように、複数の集熱ゾーンそれぞれと複数の熱媒体通路それぞれとを複数の熱媒体供給通路によって接続することができる。

本発明の他の熱媒体供給設備は、
太陽光によって液状熱媒体を加熱する加熱設備と、
この加熱設備からの上記熱媒体によって給水を加熱する熱交換器と、
上記加熱設備から熱交換器に熱媒体を供給する熱媒体供給通路と、
この熱媒体供給通路に配設された、熱媒体の温度変動を抑制するための温度変動抑制装置とを備えており、
この温度変動抑制装置が、上記熱媒体供給通路から分岐して再度熱媒体供給通路に接続された分岐通路と、この分岐通路に設置された、熱媒体を熱媒体供給通路の下流側から上流側に向けて圧送する熱媒体圧送装置とを有している。

本発明のさらに他の熱媒体供給設備は、
太陽光によって液状熱媒体を加熱する加熱設備と、
この加熱設備からの上記熱媒体によって給水を加熱する熱交換器と、
上記加熱設備から熱交換器に熱媒体を供給する熱媒体供給通路と、
この熱媒体供給通路に配設された、熱媒体の温度変動を抑制するための温度変動抑制装置とを備えており、
この温度変動抑制装置が、上記熱媒体供給通路から分岐して再度熱媒体供給通路に接続された分岐通路と、この分岐通路に設置された、熱媒体を熱媒体供給通路の上流側から下流側に向けて圧送する熱媒体圧送装置とを有している。

本発明のさらに他の熱媒体供給設備は、
太陽光によって液状熱媒体を加熱する加熱設備と、
この加熱設備からの上記熱媒体によって給水を加熱する熱交換器と、
上記加熱設備と熱交換器との間を熱媒体を循環させる熱媒体供給通路と、
この熱媒体供給通路に配設された、熱媒体の温度変動を抑制するための温度変動抑制装置とを備えており、
この温度変動抑制装置が、上記熱媒体供給通路における熱交換器の入口側と出口側とを接続するバイパス通路と、このバイパス通路に設置された、熱媒体を熱交換器の出口側から入口側に向けて圧送する熱媒体圧送装置とを有している。

本発明の太陽熱発電設備は、
蒸気タービンと、
この蒸気タービンに供給される蒸気を発生させるために、水を加熱する熱媒体を供給するための熱媒体供給設備とを備えており、
この熱媒体供給設備が、請求項２０〜３０のうちのいずれか一の項に記載の熱媒体供給設備であり、この熱媒体供給設備における熱交換器において発生した蒸気が蒸気タービンに供給されるように構成されている。

上記太陽熱発電設備は、ガスタービンと、ガスタービンの排熱を利用した排熱回収ボイラとをさらに備え、この排熱回収ボイラにおいて発生した蒸気が上記蒸気タービンに供給されるように構成された太陽熱複合発電設備とすることができる。

本発明によれば、太陽熱発電設備におけるような温度変動しつつ熱交換器へ供給される液状の熱媒体に対し、簡単な構成によって時間差混合することにより、その温度変動を抑制、緩和することができる。すなわち、温度変動の幅を小さくすることはもとより、あたかもローパスフィルタのように、短周期や中周期の温度変動を消滅させて長周期の変動のみを残存させることができる。

図１は、本発明の一実施形態である太陽熱複合発電設備の概略を示す配管図である。 図２は、本発明の他の実施形態である太陽熱複合発電設備の概略を示す配管図である。 図３は、本発明のさらに他の実施形態である太陽熱複合発電設備の概略を示す配管図である。 図４は、本発明のさらに他の実施形態である太陽熱複合発電設備の概略を示す配管図である。 図５（ａ）は図１の太陽熱複合発電設備において設置されうる熱媒体の温度変動抑制装置としての熱媒体混合装置の一例を示す、当該装置の中心軸に沿った面によって切った縦断面であり、図５（ｂ）は図５（ａ）のＶ−Ｖ線断面図である。 図６（ａ）は図１の太陽熱複合発電設備において設置されうる熱媒体の温度変動抑制装置としての熱媒体混合装置の他の例を示す、当該装置の中心軸に沿った面によって切った縦断面であり、図６（ｂ）は図６（ａ）のＶＩ−ＶＩ線断面図である。 図７は、図１の太陽熱複合発電設備において設置されうる熱媒体混合装置のさらに他の例を示す縦断面図である。 図８は、図１の太陽熱複合発電設備において設置されうる熱媒体混合装置のさらに他の例を示す縦断面図である。 図９（ａ）は図１の太陽熱複合発電設備において設置されうる熱媒体混合装置のさらに他の例を示す正面図であり、図９（ｂ）は図９（ａ）のＩＸ−ＩＸ線断面図である。 図１０は、図１の太陽熱複合発電設備において設置されうる熱媒体混合装置のさらに他の例を示す一部切り欠き斜視図である。 図１１は、図１０の熱媒体混合装置の中心軸に沿った面によって切った縦断面である。 図１２（ａ）は図１の太陽熱複合発電設備において設置されうる熱媒体混合装置のさらに他の例を示す、当該装置の中心軸に沿った面によって切った縦断面であり、図１２（ｂ）は図１２（ａ）のＸＩＩ−ＸＩＩ線断面図である。 図１３は、図１の太陽熱複合発電設備において設置されうる熱媒体混合装置のさらに他の例を示す縦断面図である。 図１４は、図１の太陽熱複合発電設備において設置されうる熱媒体混合装置のさらに他の例を示す縦断面図である。 図１５は、図１４の熱媒体混合装置に使用される熱媒体流入装置の一例を示す一部切り欠き斜視図である。 図１６は、図１の太陽熱複合発電設備において設置されうる熱媒体混合装置のさらに他の例を示す横断面図である。 図１７は、図１の太陽熱複合発電設備において設置されうる熱媒体の温度変動抑制装置の一実施形態を示す配管図である。 図１８は、図１の太陽熱複合発電設備において設置されうる熱媒体の温度変動抑制装置の他の実施形態を示す配管図である。 図１９は、図１の太陽熱複合発電設備において設置されうる熱媒体の温度変動抑制装置のさらに他の実施形態を示す配管図である。 図２０は、図１の太陽熱複合発電設備において設置されうる熱媒体の温度変動抑制装置のさらに他の実施形態を示す配管図である。 図２１は、図１の太陽熱複合発電設備において設置されうる熱媒体の温度変動抑制装置のさらに他の実施形態を示す配管図である。 図２２は、図１の太陽熱複合発電設備において設置されうる熱媒体の温度変動抑制装置のさらに他の実施形態を示す配管図である。 図２３は、図１の太陽熱複合発電設備において設置されうる熱媒体の温度変動抑制装置のさらに他の実施形態を示す配管図である。 図２４は、図１の太陽熱複合発電設備において設置されうる熱媒体の温度変動抑制装置のさらに他の実施形態を示す配管図である。 図２５は、従来の太陽熱発電設備の一例を概略的に示す配管図である。 図２６は、一日の太陽エネルギ密度の時間的変化の一例を示すグラフである。

添付の図面を参照しながら本発明の太陽熱複合発電設備、熱媒体供給設備および温度変動抑制装置の実施形態を説明する。

図１には、太陽熱を利用して発生させた蒸気を一部利用して蒸気タービン２を駆動して発電する蒸気タービン発電と、天然ガス等の燃料ガスを燃焼させてガスタービン３を駆動することにより発電するガスタービン発電とを組み合わせた太陽熱複合発電設備１が示されている。この発電設備１では、集熱装置４としてパラボリックトラフ型の反射板４ａを用いている。この反射板４ａはＸ−Ｙ平面上の放物線で示される断面を有する樋型に形成され、入射してくる太陽光を反射してその焦点に集める。

この反射板４ａの焦点位置を通ってＺ軸に沿って熱吸収パイプ５を延設し、この熱吸収パイプ５内に液状の熱媒体を流す。熱吸収パイプ５に接続された熱媒体供給配管６は熱媒体を熱交換器７と集熱装置４とに循環させる。この熱交換器７は蒸発器としての作用を奏する。熱媒体は集熱装置４において太陽熱を吸収し、熱交換器７において蒸気を発生させるために水に熱供給し、再び集熱装置４に向かう。

この発電設備１では、集熱装置４が設置された複数の集熱ゾーン８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄが形成されている。これは、広大な集熱装置の設置区域（たとえば発電量３０ＭＷ級の設備では、通常、約１４００ｍ×７００ｍ程度の広さがある。）の全面積が一様に平坦にされていなくても、同区域を分割して集熱装置を効果的に配置するためである。または、熱媒体の供給配管のループ長が長すぎて配管の圧損が過大にならないように分割するためである。さらには、熱吸収パイプ５や集熱装置４が正常に作動しなくなった場合でも、その装置を点検修理するために熱媒体の供給を全面停止させる必要がないようにするためである。

複数の集熱ゾーン８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄそれぞれから延設された熱媒体供給配管６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄは統合されて熱交換器７に接続される。この統合された後の熱媒体供給配管６には後述する熱媒体混合装置１０が設置されている。熱交換器７の出口から各集熱ゾーンに戻し管９が接続されている。この戻し管９も含めて熱媒体供給配管６と呼ぶ。熱媒体供給配管６には熱媒体を循環させるための循環ポンプ９Ｐが設置されている。図１では一台のポンプ９Ｐが示されているが、熱媒体供給配管６が長大である場合には配管の圧損を分担するために必要に応じて複数台のポンプを用いる場合がある。以上の集熱装置４、熱媒体供給配管６、熱交換器７および熱媒体混合装置１０が熱媒体供給設備１１を構成している。

一方、発電は前述のとおり蒸気タービン２およびガスタービン３によって行われる。両者２、３にはそれぞれ発電機１２が連結されている。また、この発電設備１には排熱回収ボイラ１３が設置されている。ガスタービン３の駆動に使用された燃焼ガス（排ガス）は、排ガス配管８２を通って排熱回収ボイラ１３に供給され、給水を加熱して蒸気を発生させた後、排ガス配管８２を通って煙突２２から大気放散される。蒸気タービン２は、熱交換器７および排熱回収ボイラ１３において発生した蒸気によって駆動される。

蒸気タービン２を駆動した蒸気は復水器１４において復水した後、給水ポンプ１５によって給水管１６内を圧送される。すなわち、まず給水加熱器１７によって過熱され、続いて脱気器１８によって脱気される。その後分岐して、ポンプ１９ａ、１９ｂによって排熱回収ボイラ１３および熱交換器７に送られる。熱交換器７および排熱回収ボイラ１３において発生した蒸気は合流されて第一蒸気供給管２０を通して蒸気タービン２に送られる。排熱回収ボイラ１３への給水と熱交換器７への給水との流量配分は、設備の建設計画時に決められた発生蒸気量に基づき、実際の要求発電量と太陽熱の回収量とに従って調整される。

上記排熱回収ボイラ１３はエコノマイザ（予熱器）１３ａ、エバポレータ（蒸発器）１３ｂおよびスーパーヒータ（過熱器）１３ｃを備えている。上記熱交換器７において発生した蒸気は飽和状態である。したがって、この飽和蒸気を蒸気タービン２に供給する前に過熱蒸気にしておく必要がある。この目的のために、熱交換器７の蒸気出口から排熱回収ボイラ１３のスーパーヒータ１３ｃの入口側に第二蒸気供給管２１を接続し、熱交換器７からの飽和蒸気をこのスーパーヒータ１３ｃによって過熱するようにしている。

この第二蒸気供給管２１には流量調整弁８０を設置しておくのが好ましい。この流量調整弁８０は、日中の雲によって遮光されることによる集熱量の急減、砂嵐の風圧によって集熱装置４が撓むことによる集熱効率の急低下、および、日没による太陽熱回収の急減によっても、排熱回収ボイラ１３への蒸気供給量が急変しないように制御される。また、この流量調整弁８０は、日の出とともに増加し始める発生蒸気量が排熱回収ボイラ１３の運転に支障を与えることのないように制御される。さらに、とくに日没後には第二蒸気供給管２１内の蒸気がなくなるので第二蒸気供給管２１を閉じるように制御される。

この第二蒸気供給管２１を通して熱交換器７からの飽和蒸気がスーパーヒータ１３ｃの入口側で、排熱回収ボイラ１３のエバポレータ１３ｂにおいて発生した蒸気と混合されてスーパーヒータ１３ｃへ送られる。スーパーヒータ１３ｃは、熱交換器７からの飽和蒸気とエバポレータ１３ｂからの飽和蒸気とを合わせた全量を所定の過熱温度まで加熱することができる性能（伝熱面積）を有するように設計製造されているので、排熱回収ボイラ１３は安定した性状の過熱蒸気を蒸気タービン２に供給することができる。

太陽熱複合発電設備１では、日照状態等の気象条件の変化により、上記集熱ゾーン８から供給される熱媒体は継時的にその温度が変動するものである。しかし、この熱媒体が熱交換器７に至ったときにはその温度が十分に均一化されている（安定している）ように、熱媒体供給配管６には熱媒体の温度変動を抑制する上記熱媒体混合装置１０が設置されている。この熱媒体混合装置１０には、熱媒体供給配管６の上流側と接続する熱媒体用の入口部材９１と、この入口部材９１とは別に、熱媒体供給配管６の下流側と接続する熱媒体用の出口部材９３とがそれぞれ形成されている。また、後述するように、熱媒体混合装置１０には複数の熱媒体通路が形成されている。

熱媒体混合装置１０は熱交換器７とおよそ同サイズに製作することができる。すなわち、たとえば発電量３０ＭＷ級の設備における集熱装置に対して、一例として、直径が約２ｍ、長さが約１０ｍのサイズの熱媒体混合装置を二台程度設置すればよい。もちろん、実際に使用する熱媒体の性状や現実の温度変動状況に応じて、さらに台数を増加したり大型化したりすることも可能である。時々刻々と温度変動しつつ流入してくる熱媒体がこの熱媒体混合装置１０の内部で時間差混合される。すなわち、同時に熱媒体混合装置１０に流入した熱媒体は、複数の異なる熱媒体通路を通って比較的早く出口部材９３から流出する部分から遅くまで熱媒体混合装置１０の通路内に滞留する部分まで分布している。一方、入口部材９１からは連続して新たな熱媒体が流入してくるので、過去に流入した熱媒体と新たに流入した熱媒体とが絶えず混合されるので、熱媒体の継時的な温度の不均一、すなわち温度変動が均一化される。ここではこのことを時間差混合と呼ぶ。熱媒体が時間差混合されることにより、その温度変動幅は縮小され、変動速度が低下させられる。この時間差混合という作用を発揮することによって熱媒体混合装置が熱媒体の温度変動抑制装置として機能する。熱媒体混合装置１０を含めた温度変動抑制装置の構成の詳細については後述する。この熱媒体混合装置１０より上流側および下流側の熱媒体供給配管６それぞれに、連続して熱媒体の温度を計測する温度計測装置８１を設置するのが好ましい。この温度計測装置により、上流側および下流側の熱媒体供給配管６における温度変動を検出することができる。そして、制御装置７０には、温度計測装置８１から上流側および下流側それぞれの熱媒体の温度変動を示す信号が入力されるので、これらを対比することによって熱媒体混合装置１０による温度変動の抑制効果の程度を監視することができる。

図２に示す発電設備１の熱媒体供給設備２３では、前述の熱媒体混合装置１０に加えて、各集熱ゾーン８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄにおける熱媒体供給配管６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄそれぞれに、相互に独立した熱媒体混合装置２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄが設置されている。したがって、集熱ゾーンごとに、熱媒体の温度変動を抑制することができる。そして、各集熱ゾーン８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄから温度変動が抑制された熱媒体を集めた上で、さらに熱媒体混合装置１０において全体的に混合させることにより、温度を平準化、均一化する。発電装置は図１のものと同じであるからその説明を省略する。

図３に示す発電設備１の熱媒体供給設備２５では、前述の熱媒体混合装置１０に対して、各集熱ゾーン８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄにおける熱媒体供給配管６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄが統合されずに単独で直接接続されている。この構成によれば、図１の熱媒体供給設備１１とは異なり、広大な設置区域に照射する太陽光の一部が雲に遮光されて、ある集熱ゾーンの一部分における太陽熱の強度が局部的に急低下し、雲に遮光されていない他の部分の太陽熱強度との間で不均一が生じた場合でも、この不均一の結果による熱媒体の温度変動を、この集熱ゾーンの出口側において緩和することができる。また、この熱媒体供給設備２５における熱媒体供給配管６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄそれぞれに、図２に示す熱媒体混合装置２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄを設置してもよい。

図４に示す発電設備１の熱媒体供給設備２６は、図１の熱媒体供給設備１１に対して熱貯蔵装置２７を新たに設置したものである。この熱貯蔵装置２７は、外界との間に高い断熱処理を施すことによって熱エネルギの逸散を抑制し、且つ、溶融塩等の蓄熱媒体を利用した高い蓄熱機能を有することにより、熱媒体の熱エネルギを貯蔵しうる特殊な容器から構成されたものである。

この熱貯蔵装置２７は、前述の熱媒体混合装置１０の上流側から、熱媒体混合装置１０および熱交換器７をバイパスするように戻し管９に接続されたバイパス管２８に設置されている。このバイパス管２８に設置された循環ポンプ２８Ｐによって熱媒体が集熱装置４と熱貯蔵装置２７とに循環させられる。このように循環させられる熱媒体が回収する太陽熱の量は態様の昇天位置によって変化し、夜間ではゼロとなる。一方、太陽熱発電設備の発電力は、回収される太陽熱の平均レベルに対応するように計画されるのが一般的である。そして、回収太陽熱が最大レベル近傍となる時間帯において、平均レベルを超える回収太陽熱を熱貯蔵装置２７に蓄える。このため、回収太陽熱が所定の平均レベルを超えた時点で、熱媒体の一部を熱貯蔵装置２７に導き、その熱エネルギをこの装置２７内の蓄熱媒体に貯蔵する。このバイパス管２８および熱貯蔵装置２７は、図２の熱媒体供給設備２３または図３の熱媒体供給設備２５に設置してもよい。

以下、図５〜図１６を参照しながら、熱媒体の温度変動抑制装置として機能する熱媒体混合装置の詳細を説明する。以下の熱媒体混合装置は、その内部で十分に熱媒体の時間差混合がなされるように種々の工夫が施されている。すなわち、熱媒体混合装置は、そこに流入した熱媒体の一部が内部に長時間滞留し、十分に混合されることにより、効果的な時間差混合がなされるように構成されている。概説すれば、熱媒体混合装置は、その内部に流入した熱媒体が、そこに形成された複数の熱媒体通路をそれぞれ異なる時間をかけて通過し、各熱媒体通路を通過した熱媒体が混合されることにより、時間差混合が達成されるように構成されている。

図５に示す熱媒体混合装置１０では、複数の異なる熱媒体通路を構成する熱媒体通路構成部材として、内部に複数の熱媒体通路としての隔室３０が形成されたタンク３１を採用している。この実施形態では、円筒状のタンク３１内の床面上に上端が開放された複数個の円筒状隔壁３２が間隔をおいて同心状に配設されており、タンク周壁と円筒状隔壁３２との間の空間、および、円筒状隔壁３２同士の間の空間がそれぞれ熱媒体通路３０を構成している。円筒状隔壁３２の上端の高さはタンク３１の天井の高さより低くされており、タンク３１の天井と各円筒状隔壁３２の上端との間の空間によって各隔室（熱媒体通路）３０が連通されている。タンク３１の底部における各隔室３０に対応する位置にはそれぞれ熱媒体の入口孔３３が形成されており、タンク３１の天井には、下流側の熱媒体供給配管６と接続される一つの熱媒体出口孔３４が形成されている。

入口部材９１は、上流側の熱媒体供給配管６から分岐して上記入口孔３３それぞれに接続される配管３５、および、この配管３５に設置された、流入熱媒体量を調節する流量調整弁３６を備えている。しかし、図３を参照しつつ説明したように、集熱ゾーン８の設置数と同数の隔室３０を配設し、一の集熱ゾーン８から一の隔室３０に対して独立して熱媒体供給配管を接続してもよい。この接続態様は、以下に説明する種々の熱媒体混合装置に対しても適用できる。

出口部材９３は、上記出口孔３４と、各円筒状隔壁３２の上端より上方のタンク３１の部分とから構成されていると言える。すなわち、出口部材９３は、出口孔３４を含む、タンク３１の天井と各円筒状隔壁３２の上端との間の空間を区画するタンクの部分である。各熱媒体通路３０に分かれて通って来る熱媒体は、この出口部材９３において合流し、ここで混合される。図５の熱媒体通路構成部材は四つの熱媒体通路３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄを有しているが、この個数には限定されず、二個以上であればよいが、熱媒体の効果的な時間差混合を実現するという観点からは多いほどよい。

各熱媒体通路３０への入口部材９１の接続は本実施形態のごとくタンク３１の底に限定されないが、入口部材９１から出口部材９３に至る熱媒体通路３０の長さが長い方が好ましいので、熱媒体通路３０の上端が開放されて出口部材９３に連通される場合は図示のごとくタンク３１の底に入口部材９１を接続するのがよい。

本実施形態では、全ての隔室３０の容積をほぼ同一にしている。そのうえで、上記流量調整弁３６の開度を調整して、各隔室３０に流入する熱媒体流量を相違させている。その結果、各隔室３０に同時に流入した熱媒体が出口部材９３に至るまでの時間が隔室３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄによって異なることになる。その結果、各隔室から流出して合流した熱媒体は時間差混合がなされて温度変動が抑制される。以下、このことについて説明する
たとえば、入口部材９１を通る総熱媒体流量をＶとし、同一容積Ｗを有する第一から第ｎまでのｎ個の熱媒体通路へ流入する熱媒体流量の比が１：２：３：・・・ｎとなるように流量弁を調節すると、ある時刻に第一の熱媒体通路に流入した熱媒体量Ｖ／｛ｎ・（ｎ＋１）／２｝は時間ｔ1 ＝Ｗ・ｎ・（ｎ＋１）／２Ｖが経過した後に第一熱媒体通路から流出する。第一熱媒体通路と同時刻に第二熱媒体通路に流入した熱媒体量２Ｖ／｛ｎ・（ｎ＋１）／２｝は時間ｔ2 ＝Ｗ・ｎ・（ｎ＋１）／４Ｖ＝１／２×ｔ1 が経過した後に第二熱媒体通路から流出する。第ｎ熱媒体通路に同時刻に流入した熱媒体量ｎ・Ｖ／｛ｎ・（ｎ＋１）／２｝は１／ｎ×ｔ1 後に第ｎ熱媒体通路から流出する。

このように同時に全熱媒体通路に流入した熱媒体、すなわちほぼ同一温度である熱媒体が異なる時間後に各熱媒体通路から流出し、出口部材９３において合流することによって混合される。その結果、熱媒体混合装置１０に流入した熱媒体は効果的に時間差混合がなされ、当該熱媒体の温度変動が抑制される。各熱媒体通路から時間差をもって流出した熱媒体を、合流後に一層混合するために、出口部材９３（たとえばタンク３１内における熱媒体通路３０より上方の部分）に混合器や撹拌装置を設置してもよい。撹拌装置としてはスクリュープロペラ等の回転体や強制噴流装置等が採用されうる。回転体を駆動する電動モータ等はタンクや熱媒体通路の外部に設置しておくのが好ましい。また、上記回転体等に代えて、熱媒体の流れの態様を変化させるような構造部材を固設してもよい。たとえば、流路の内壁面に固定翼を取り付ける等してもよい。

上記実施形態では各熱媒体通路に流入する熱媒体流量を整数比としているが、かかる構成に限定されることはなく、任意の流量比を選択することができる。また、必要に応じて一部の複数熱媒体通路に同一流量の熱媒体を流入させてもよい。

図５の熱媒体混合装置１０では複数の熱媒体通路が同一容積を有し、各熱媒体通路に流入する熱媒体流量を相違させているが、以下に説明するように、複数の熱媒体通路の容積を相違させ、流入熱媒体流量を同一としてもよい。

図６に示す熱媒体混合装置３７は互いに異なる容積を有する複数の隔室３８ａ、３８ｂ、３８ｃ、３８ｄが形成された熱媒体通路構成部材３９を有している。この熱媒体通路構成部材３９は、図５の熱媒体通路構成部材と同様に、床面上に上端が開放された複数個の円筒状隔壁３２が間隔をおいて同心状に配設されたタンク３１を有し、タンク３１の周壁と円筒状隔壁３２との間の空間、および、円筒状隔壁３２同士の間の空間がそれぞれ熱媒体通路３８を構成している。後述するように最内の円筒状隔壁３２ａの内側は合流した熱媒体が流出する経路の一部となっている。全円筒状隔壁３２の上端はタンク３１の天井から下方に間隔をおいた位置となっている。

しかしながら、円筒状隔壁３２同士の間隔が図５のものとは異なり、隔室３８ａ、３８ｂ、３８ｃ、３８ｄの容積比が１：２：３：４となるように構成されている。そして、入口部材９１は、上流側の熱媒体供給配管６から分岐して上記タンク３１の入口孔３３それぞれに接続される配管３５を有しているが、上記流量調整弁３６は備えていない。そして、全ての熱媒体通路（隔室）３８にほぼ同一流量の熱媒体が流入するようにされている。

タンク３１の出口孔３４はタンク３１の底の中央であって最内の円筒状隔壁３２ａの内側に対応する位置に形成されている。この最内の円筒状隔壁３２ａの内側の空間が出口部材９３の一部を構成している。そして各隔室３８ａ、３８ｂ、３８ｃ、３８ｄに流入した熱媒体はタンク３１内の全隔室３８より上部の空間および最内の円筒状隔壁３２ａの内側を通って出口孔３４から下流側の熱媒体供給配管６に流出する。したがって、出口部材９３は、各隔室３８より上方のタンク３１の部分と、最内の円筒状隔壁３２ａの内側と、出口孔３４とから構成されていると言える。すなわち、出口部材９３は、出口孔３４を含む、タンク３１の天井と各円筒状隔壁３２の上端との間の空間を区画するタンクの部分と、最内の円筒状隔壁３２ａとである。

各熱媒体通路３８に分かれて通って来る熱媒体は、この出口部材９３において合流し、ここで混合される。本熱媒体混合装置３７に対しても、その出口部材９３（たとえばタンク３１内における隔室３８より上方の部分、または、最内の円筒状隔壁３２ａの内側）に混合器または撹拌装置を設置してもよい。

この熱媒体混合装置３７においても、そこから流出する熱媒体は時間差混合がなされて温度変動が抑制される。以下、このことを説明する。

たとえば、入口部材９１を通る総熱媒体流量をＶとし、第一から第ｎまでのｎ個の熱媒体通路の容積比が１：２：３：・・・ｎであるとする。ある時刻に容積Ｗを有する第一の熱媒体通路に流入した熱媒体量ｖ＝Ｖ／ｎは、時間ｔ1 ＝１Ｗ／ｖが経過した後に第一熱媒体通路から流出する。第一熱媒体通路と同時刻に容積２Ｗを有する第二熱媒体通路に流入した同一熱媒体量ｖ＝Ｖ／ｎは時間ｔ2 ＝２Ｗ／ｖ＝２ｔ1 が経過した後に第二熱媒体通路から流出する。容積ｎＷを有する第ｎ熱媒体通路に同時刻に流入した熱媒体量ｖ＝Ｖ／ｎはｎｔ1 後に第ｎ熱媒体通路から流出する。

このように同時に全熱媒体通路に流入した熱媒体、すなわちほぼ同一温度値を有する熱媒体、が異なる時間後に各熱媒体通路から流出し、出口部材９３において合流して混合される。その結果、熱媒体混合装置３７に流入した熱媒体は効果的に時間差混合がなされ、当該熱媒体の温度変動が抑制される。

上記実施形態では熱媒体通路の容積比を整数比としているが、かかる構成に限定されず、任意の容積比を選択することができる。また、必要に応じて一部の複数の熱媒体通路を同一の容積としてもよい。この実施形態では最内の円筒状隔壁３２ａの内側が熱媒体が流出する流出経路となっているが、かかる構成に限定されない。最外の隔室（第ｎ通路）または中間の隔室を流出経路と設定してもよい。

前述したタンク３１は円筒形状に限定されることはない。円筒状の他に多角筒状や球状等、種々の形状のものを採用することができる。また、タンク３１内に隔室を形成する円筒状隔壁３２は同心状に配置されているが、かかる構成に限定されず、偏心配置してもよい。さらに、各熱媒体通路の断面形状は熱媒体の流れ方向に沿って一様である必要はない。拡大した縮小していてもよく、通路が湾曲したり蛇行していてもよい。熱媒体通路構成部材、入口部材および出口部材は図５および図６の構成に限定されず、様々な好適な構成を採用することができる。

たとえば、図７に示す熱媒体混合装置４０における熱媒体通路構成部材４１は、タンク３１の内部を上下に間隔をおいた複数枚の水平隔壁４２で仕切ることによって複数の熱媒体通路（隔室）４３が形成されたものである。水平隔壁４２同士は等間隔に配置され、全ての隔室４３はほぼ同一容積となる。各隔室４３の一端には入口孔３３が形成され、他端には出口孔３４が形成されている。入口孔３３と出口孔３４とは対向しておらず、入口孔３３の中心軸から外れた位置に出口孔３４が形成されている。これは、入口孔３３から隔室４３に流入した熱媒体の一部がきわめて短時間に出口孔から流出することを阻止して、隔室４３内に熱媒体をできるだけ長時間滞留させるためである。図示していないが、出口孔３４を入口孔３３の中心軸から外れた位置に形成することは、図７の熱媒体通路構成部材４１に限定されず、他の図面に示す隔室やタンクにも適用することができる。

隔室４３は水平隔壁４２によって区画されているが、かかる構成に限定されず、たとえば鉛直方向に延びる隔壁によって区画してもよく、上下左右に碁盤の目状や蜂の巣状に区画されていてもよい。また、柑橘類の実の断面のごとく放射状に区画されていてもよい。

入口部材９１は図５に示すものと同じであり、上流側の熱媒体供給配管６から分岐して複数の上記入口孔３３それぞれに接続される配管３５、および、この配管３５に設置された流量調整弁３６を備えている。この流量調整弁３６の開度を調節することによって各隔室４３に流入する熱媒体流量を相違させている。なお、図３に示すように、各集熱ゾーンにおける各熱媒体供給配管を統合せずに単独で直接熱媒体通路構成部材４１の各隔室４３に接続してもよい。

出口部材９３は複数の上記出口孔３４に接続され、統合して下流側の熱媒体供給配管６に接続される配管４４から構成されている。時間差をもって隔室４３から流出した熱媒体は統合した配管部分４４において混合し始める。したがって、熱媒体の混合を促進するために、出口部材９３（たとえば統合した配管部分）に混合器または撹拌装置を設置してもよい。この熱媒体通路構成部材４１においても、図５の熱媒体混合装置１０について説明したと同様に、流入した熱媒体が効果的に時間差混合がなされ、当該熱媒体の温度変動が抑制される。

図７に示すような、上下に複数段の隔室を備えた形状の熱媒体混合装置４０であっても、たとえば各隔室に流入させる熱媒体流量をほぼ同一とし、隔室の容積を相互に相違させてもよい。この場合は入口部材に流量調整弁を設置することは特に必要ではない。かかる熱媒体混合装置４０であっても、図６の熱媒体混合装置３７について説明したと同様に、流入した熱媒体が効果的に時間差混合がなされ、当該熱媒体の温度変動が抑制される。

熱媒体通路構成部材としては、図５〜図７に示すような一つのタンクの内部に複数個の隔室が形成された熱媒体通路構成部材２９、３９、４１に限定されず、独立した複数個の容器から構成されたものでもよい。

図８には、上記したような独立した複数個の容器４６から構成された熱媒体通路構成部材４７を有する熱媒体混合装置４５が示されている。各容器４６が隔室（熱媒体通路）を構成しており、いずれもほぼ同一の容積を有している。各容器４６の下端（上端でも側面でもよい）には入口孔３３が形成されており、上端（下端でも側面でもよい）には熱媒体の出口孔３４が形成されている。

入口部材９１は図５や図７に示すものと同じであり、上流側の熱媒体供給配管６から分岐して複数の上記入口孔３３それぞれに接続される配管３５、および、この配管３５の分岐した部分それぞれに設置された流量調整弁３６を備えている。この流量調整弁３６の開度を調節することによって各隔室４６に流入する熱媒体流量を相違させている。出口部材９３は図７に示すものと同じであり、複数の上記出口孔３４に接続され、統合して下流側の熱媒体供給配管６に接続される配管４４から構成されている。時間差をもって隔室４６から流出した熱媒体は統合した配管部分４４において混合し始める。したがって、熱媒体の混合を促進するために、出口部材９３（たとえば統合した配管部分）に混合器または撹拌装置を設置してもよい。この熱媒体混合装置４５においても、図５の熱媒体混合装置１０について説明したと同様に、流入した熱媒体が効果的に時間差混合がなされ、当該熱媒体の温度変動が抑制される。また、各熱媒体通路を独立した一つの容器から構成するため、隔室を仕切る隔壁の設置作業等を省略することができるので製造が容易となる。

図８に示すような、独立した複数の容器４６を熱媒体通路として有する熱媒体混合装置であっても、たとえば各容器に流入させる熱媒体流量をほぼ同一とし、各容器の容積を相互に相違させてもよい。その場合は入口部材に流量調整弁を設置することは特に必要ではない。かかる熱媒体混合装置であっても、図６の熱媒体混合装置３７について説明したと同様に、流入した熱媒体の効果的な時間差混合がなされ、当該熱媒体の温度変動が抑制される。前述した容器４６の形状には限定されない、円筒状、多角筒状、球状等、種々の形状のものを採用することができる。各熱媒体通路を独立した一つの容器から構成するため、容易に容器の容積を相違させることができる。各容器を、たとえば異なる直径のパイプ状部材や長さの異なるパイプ状部材等から形成することができる。

図９に示す熱媒体混合装置４８は、その熱媒体通路構成部材４９が図８に示す容器４６を一体に結束することにより構成されたものである。複数の容器４６がコンパクトに結束されていることを除いては図８に示す熱媒体混合装置４５とほぼ同一の構成であるので、図８と同一部材には同一符号を付記して詳細な説明を省略する。この熱媒体混合装置４８は、設置スペースを節約することができる。

図１０および図１１に示す熱媒体混合装置５０は、タンク５１の内部に多数の貫通孔５２ａを有する多孔板５２が配設されたものである。図１０は熱媒体混合装置５０の一部切り欠き斜視図であり図１１は縦断面図である。タンク５１の周壁には入口孔３３および出口孔３４が形成され、入口孔３３には上流側の熱媒体供給配管６が接続され、出口孔３４には下流側の熱媒体供給配管６が接続されている。上記多孔板５２はタンク５１の内部の空間を入口孔３３側の空間と出口孔３４側の空間とに区切るように鉛直方向に配置されている。本実施形態では、入口孔３３と出口孔３４とがタンク５１の周壁における対向する位置に形成され、多孔板５２が入口孔３３と出口孔３４とを結ぶ仮想直線に直交するように鉛直に配置されているが、かかる構成に限定されない。

この熱媒体混合装置５０においては、入口孔３３およびこの入口孔３３に熱媒体供給配管６を接続するタンク５１の部分が入口部材を構成することになり、出口孔３４およびこの出口孔３４に熱媒体供給配管６を接続するタンク５１の部分が出口部材を構成することになる。

多孔板５２のうち、入口孔３３の中心から熱媒体供給配管６の入口孔３３に接続されている部分の中心軸の方向に延びる仮想直線Ｌ（以下、入口孔３３の中心軸と呼ぶ）と交差する点の周辺には貫通孔は形成されていない。これを無孔領域５３（図中に二点鎖線で囲んで示す）と呼ぶ。この無孔領域５３は、入口孔３３から流入した熱媒体の一部がきわめて短時間に出口孔３４に至ることを阻止して、タンク５１内に熱媒体をできるだけ長時間滞留させるために形成している。入口孔３３からタンク５１内に流入した熱媒体の多くは無孔領域に衝突してから各貫通孔５２ａを通過するので、熱媒体のタンク内滞留時間が長くなる。無孔領域５３は、図１０の実施形態では一例として入口孔３３および出口孔３４の形状とほぼ同じ範囲としているが、それ以上の範囲であってもよい。

このタンク５１および多孔板５２が熱媒体通路構成部材を構成している。すなわち、多孔板５２の多数の貫通孔５２ａがそれぞれ熱媒体通路を構成している。入口孔３３からタンク５１内に流入した熱媒体が多孔板５２の貫通孔５２ａを通過して出口孔３４に至る場合、異なる貫通孔５２ａを通ればその流線の方向や長さが異なってくる。熱媒体の時間差混合の観点から、これは異なる熱媒体通路であるといえる。

この熱媒体混合装置５０においては、熱媒体は多孔板５２より入口孔側の空間で時間差混合がなされ、多孔板の貫通孔５２ａを通過して出口孔側の空間においてもさらに時間差混合がなされる。したがって、熱媒体の温度変動の抑制が効果的になされる。

なお、この多孔板５２は図５〜図９に示す熱媒体通路構成部材２９、３９、４１、４７、４９における隔室３０、３８、４３および容器４６の内部に設置してもよい。そうすれば、各熱媒体通路内においても熱媒体の時間差混合が可能となる。

図１２に示す熱媒体混合装置５４は、タンク５１の内部に間隔をおいて二枚（三枚以上でってもよい）の多孔板５２がほぼ平行に配設されたものである。したがって、タンク５１の内部は多孔板５２に区切られた三つの空間が形成される。図１０の熱媒体混合装置５０に比べると、本熱媒体混合装置５４では二枚の多孔板５２の間の空間によってさらなる時間差混合がなされるので、一層効果的に熱媒体の温度変動を抑制することができる。なお、出口孔３４側の多孔板に無孔領域５３を形成してもよい。

図１３には、図１０および図１１の熱媒体混合装置５０と同じ、多孔板５２を内蔵した熱媒体通路構成部材としてのタンク５１が示されている。しかし、このタンク５１の入口孔３３と熱媒体供給配管６との間には、熱媒体供給配管６に連続して水平から上方に傾斜した傾斜管５５が介装されている。水平線からの傾斜角度αは限定されない。こうすることにより、タンク５１内への熱媒体の流入方向が出口孔３４の位置から外れるようにしている。この傾斜管５５を熱媒体供給配管６およびタンク５１に着脱可能とすることにより、異なる傾斜角度を持つ傾斜管に取り替え可能にすることができる。この傾斜管５５の使用は、無孔領域５３を形成しない（全面に均一に貫通孔５２ａが形成された）多孔板を使用する場合であっても、熱媒体のタンク５１内への流入方向を出口孔３４の位置から遠ざけることができるので好ましい。

この傾斜管５５は、多孔板５２を内蔵した熱媒体混合装置にのみ設置されるものではない。たとえば、図５〜図９に示す入口部材を構成する配管３５に接続することによって、熱媒体通路の入口孔３３の中心軸の延長線上から出口孔３４が外れるようにしてもよい。この場合、傾斜管５５の方向および入口孔の中心軸からの傾斜角度はその熱媒体通路に合わせて好適なものを選択すればよい。

図１４には他の熱媒体混合装置５６が示されている。この熱媒体混合装置５６は、図１０および図１１の熱媒体混合装置５０と同じ、多孔板５２を内蔵した熱媒体通路構成部材としてのタンク５１を備えている。しかし、このタンク５１の入口孔３３と熱媒体供給配管６との間には、熱媒体の流入方向を変更するための熱媒体流入装置５７が配設されている。上記熱媒体混合装置５０はもともとその内部に流入した熱媒体を時間差混合する機能を発揮するが、熱媒体流入装置５７によって熱媒体流れの態様を変更することを可能とし、均一混合効果をより一層向上させることができる。

図１５も合わせて参照すれば明らかなように、この熱媒体流入装置５７は、タンク５１の入口孔３３と熱媒体供給配管６との間に配設されたハウジング５８と、このハウジング５８の内部に上下に間隔をおいて収容された複数枚の可変ルーバ５９を有している。各可変ルーバ５９はほぼ水平に配置され、その回動軸５９ａがハウジング５８の外部に突出されている。この回動軸５９ａの突出した部分を、電動モータ、油圧モータ、空圧シリンダ、油圧シリンダ等の公知の手段によって回動させてルーバ５９を上下方向に揺動させることができる。ルーバ５９を上下方向に揺動させると、それに応じて熱媒体の流入方向を変更することができる。設置するルーバの枚数は限定せず、一枚でも複数枚でもよい。

また、図１５に示すように、ハウジング５８の外部に突出した回動軸５９ａには傾斜方向指示器５９ｂが設置されており、熱媒体流入装置５７の外部からルーバ５９の傾斜方向、ひいては熱媒体の流入方向を表示することができる。また、このルーバ５９の傾斜方向については、図示しない検出器によって検出して制御装置７０（図１〜図４）にその検出信号を送信し、この検出信号に基づいて図示しない遠隔表示装置に表示させるようにしてもよい。また、ハウジング５８に透視窓を形成して、外からルーバ５９の傾斜方向を確認し得るようにしてもよい。

前述したように、熱媒体混合装置より上流側および下流側の熱媒体供給配管６それぞれに温度計測装置を設置することにより、各計測結果を比較することによって熱媒体混合装置の温度変動抑制効果を監視することができる。その場合、たとえば、温度計測装置から制御装置７０に上記温度計測結果を送信するようにしておけばよい。そうすれば、この制御装置７０により、温度変動抑制レベルの設定値と検出値との偏差を算出し、この偏差を埋めるように（均一な時間差混合効果が最大となるように）熱媒体流入装置５７の熱媒体流入角度（ルーバ５９の傾斜角度）を制御することができる。また、上記制御装置７０によってルーバ５９の傾斜角度を変化させつつこの温度計測装置によって連続的に熱媒体温度を計測してデータを蓄積すれば、時間差混合にとって最適のルーバ５９の傾斜角度を知ることができる。この熱媒体流入装置５７は、前述した熱媒体混合装置および後述する熱媒体混合装置のいずれにも適用することができる。

図１４の熱媒体流入装置５７は、タンク外に設置したハウジング５８の内部に可変ルーバ５９を収容しているが、かかる構成に限定されない。たとえば、ハウジングは設けずに、タンク内における入口に近接した位置に、タンク外部から揺動駆動しうるように可変ルーバ５９を設置してもよい。

図１６に示すタンク５１の周壁（タンクの底部でもよい）には二個（三個以上であってもよい）の入口孔３３および二個の出口孔３４（三個以上であってもよい）が形成されている。各入口孔３３と熱媒体供給配管６とを接続する入口部材として、熱媒体供給配管６から各入口孔３３に向けて分岐する分岐管６０ａを有する配管６０、および、上記分岐管６０ａに設置された流量調整弁（または止め弁）６２が配設されている。また、各出口孔３４と熱媒体供給配管６とを接続する出口部材として、各出口孔３３から熱媒体供給配管６と統合して接続された分岐管６１ａを有する配管６１、および、上記分岐管６１ａに設置された流量調整弁６２が配設されている。なお、出口孔３４は一個のみ形成し、入口孔３３を複数個形成してもよい。

前述した制御装置７０は、入口側の流量調整弁６２を適宜選択して開閉したり流量調節をすることにより、タンク５１内への熱媒体の流入位置を変化させたり、熱媒体流入位置における熱媒体流量を変化させることができる。このようにして制御装置７０はタンク５１内の熱媒体流の態様を最適化するように制御する。この最適の態様は多くの操業データに基づいて作成されたデータセットを基準にして、類似の操業状況（熱媒体温度、熱媒体流量、タンク内滞留時間等）に最も適したデータセットを適用することができる。たとえば、制御装置７０により、温度変動抑制レベルの設定値と前述した両温度計測装置の検出値に基づく実測変動抑制レベルとの偏差を算出し、この偏差を埋めるように（均一な時間差混合効果が最大となるように）流量調節および熱媒体の流入位置変更を行う。この流量調節については、図５、図７〜図９に示される熱媒体混合装置のように、流入する熱媒体の流量を調節することのできる熱媒体混合装置であればいずれにも適用することができる。

また、上記制御装置７０により、図１６に示す出口側の流量弁６２を入口側の流量調整弁６２の操作と同期して操作すれば、入口側の流量調整弁６２のみの制御に比べて、熱媒体の時間差混合にとって一層好ましい熱媒体流の態様を実現することが可能となる。なお、分岐した入口側の第三容器第三容器配管６０と前述した傾斜管５５や熱媒体流入装置５７とを組み合わせることもできる。

以上説明した傾斜管５５および熱媒体流入装置５７をそれぞれ熱媒体混合装置に組み合わせたものもここで言う熱媒体温度変動抑制装置に含まれるものである。また、前述の各種熱媒体混合装置において、熱媒体の圧力損失を補償するための昇圧装置や吸引装置を設置してもよい。

図１７〜図２２には、熱媒体供給設備１１において、前述した各種の熱媒体混合装置（以下、図１１に示す熱媒体混合装置５０で代表させる）を熱媒体供給配管６に接続する際の各種の配管の態様が例示されている。しかし、配管はこれら図面に示した範囲には限定されない。

図１７には、熱媒体供給配管６に対していわば並列に設置された熱媒体混合装置５０が示されている。換言すれば、熱媒体供給配管６に付設されたバイパス配管に設置された熱媒体混合装置５０が示されている。すなわち、タンク５１の入口部材９１と熱媒体供給配管６とを連通する上流側入口配管６４と、出口部材９３と熱媒体供給配管６３とを連通する出口配管６３とが備えられている。上流側入口配管６４は熱媒体供給配管６の出口配管６３との接続部より上流側に接続されている。上流側入口配管６４と出口配管６３とが上記バイパス配管を構成している。

この上流側入口配管６４には熱媒体をタンク５１に送り込む熱媒体圧送装置としてのポンプ６５が設置されている。したがって、供給される熱媒体の一部は上流側入口配管６４を通ってタンク５１に流入し、タンク５１内で熱媒体が時間差混合し、同量の熱媒体が上記出口配管６３を通ってタンク５１から熱媒体供給配管６に戻る。熱媒体供給配管６に戻ったタンク５１からの熱媒体は、熱媒体供給配管６を流れている熱媒体と時間差混合される。上流側入口配管６４は出口配管６３より熱媒体供給配管６の上流側に接続されているので、圧力損失を考慮した配管設計によって上記ポンプ６５を省略することもできる。これは、後述する図１９に示す上流側入口配管６４についても同様である。

図１８にも熱媒体供給配管６に対して並列に設置された熱媒体混合装置５０が示されている。図示のごとく、タンク５１の入口部材９１および出口部材９３と熱媒体供給配管６との間にはそれぞれ、入口配管６６および出口配管６３が接続されている。しかし、この入口配管６６は、熱媒体供給配管６と出口配管６３との接続部より下流側に接続されている。したがって、この入口配管６６を下流側入口配管６６と呼ぶ。この下流側入口配管６６には熱媒体をタンク５１に送り込むポンプ６５が設置されている。

かかる構成によれば、下流側入口配管６６が熱媒体供給配管６における出口配管６３との接続部より下流側に接続されていても、熱媒体はポンプ６５により下流側入口配管６６を通してタンク５１内へ送り込まれ、時間差混合して出口部材９３から出口配管６３へと流出する。そして、出口配管６３から熱媒体供給配管６に戻った熱媒体は、再度、熱媒体供給配管６を流れている熱媒体と時間差混合される。つまり、温度変動が抑制された熱媒体の一部が循環するので効果的な時間差混合がなされる。そして、上記下流側入口配管６６の長さを長くするほど、タンク５１内でより長時間に渡る時間差混合が実現される。

図１９にも熱媒体供給配管６に対して並列に設置された熱媒体混合装置５０が示されている。図示のごとく、タンク５１と熱媒体供給配管６との間には、出口配管６３とポンプ６５を備えた上流側入口配管６４とが接続されている。すなわち、タンク５１の入口部材９１には上流側入口配管６４が接続され、出口部材９３には出口配管６３が接続されている。しかし、このタンク５１にはさらなる入口部材９２が形成されており、この入口部材９２に下流側入口配管６６が接続されている。下流側入口配管６６は熱媒体供給配管６における出口配管６３との接続部より下流側に接続されている。この下流側入口配管６６には熱媒体をタンク５１に送り込むポンプ６５が設置されている。図示のごとく、上流側入口配管６４および下流側入口配管６６のタンク５１への接続位置（入口部材９１、９２）は互いに近接している。

この構成によれば、タンク５１には熱媒体供給配管６の上流側から上流側入口配管６４を通して熱媒体の一部が圧送され、同時に熱媒体供給配管６の下流側から下流側入口配管６６を通して熱媒体の一部が圧送され、時間差混合して出口部材９３から出口配管６３へと流出する。つまり、温度変動が抑制された熱媒体の一部が循環するので、タンク５１内で長時間に渡る時間差混合が実現される。下流側入口配管６６の長さを長くするほど、時間差混合される熱媒体の滞留時間が長くなり、一層好ましい時間差混合が実現される。

図２０に示す熱媒体混合装置５０のタンク５１は一つの出口部材９３と二種類の入口部材９１、９２とを有している。一方の入口部材９１には上流側熱媒体供給配管６が接続され、出口部材９３には下流側熱媒体供給配管６が接続され、さらに、他方の入口部材９２には下流側熱媒体供給配管６に接続された戻し配管６７が接続されている。二つの入口部材９１、９２は近接して形成されている。戻し配管６７には熱媒体をタンク５１に送り込むためのポンプ６５が設置されている。

かかる構成によれば、タンク５１で温度変動が抑制された熱媒体の一部は再度タンク５１へ戻されて再度時間差混合するので、一層好ましい時間差混合が実現される。戻し配管６７の長さを長くするほど時間差混合される熱媒体の滞留時間が長くなる。

図２１には、図１７に示すのと同じく、熱媒体供給配管６に接続された上流側入口配管６４および出口配管６３からなるバイパス配管に設置された熱媒体混合装置５０が示されている。上流側入口配管６４には熱媒体をタンク５１に送り込むポンプ６５が設置されている。この熱媒体供給配管６にはさらに、熱媒体混合装置５０をバイパスしてその下流側から上流側に熱媒体を戻す戻し配管６８が配管されている。この戻し配管６８には熱媒体を上流側へ圧送するポンプ６５が設置されている。

この構成によれば、熱媒体供給配管６における熱媒体混合装置５０の下流側からその上流側へ戻し配管６８を通して熱媒体の一部が圧送され、時間差混合して熱媒体混合装置５０へ流入する。さらに熱媒体混合装置５０内で時間差混合される。つまり、温度変動が抑制された熱媒体の一部が循環するので、タンク５１内で長時間に渡る時間差混合が実現される。戻し配管６８の長さを長くするほど、時間差混合される熱媒体の滞留時間が長くなり、一層好ましい時間差混合が実現される。

図２２に示す熱媒体混合装置５０のタンク５１には、その入口部材９１に上流側熱媒体供給配管６が接続され、出口部材９３に下流側熱媒体供給配管６が接続されている。さらに、熱媒体供給配管６における熱媒体混合装置５０をバイパスしてその下流側から上流側に熱媒体を戻す戻し配管６８が配管されている。この戻し配管６８には熱媒体を上流側へ圧送するポンプ６５が設置されている。

この構成によっても、温度変動が抑制された熱媒体の一部が熱媒体混合装置５０に循環するので、タンク５１内で長時間に渡る時間差混合が実現される。戻し配管６８の長さを長くするほど、時間差混合される熱媒体の滞留時間が長くなり、一層好ましい時間差混合が実現される。

図２３に示す熱媒体の温度変動抑制装置は熱媒体混合装置を備えておらず、配管の工夫によって熱媒体の時間差混合を行うものである。すなわち、この温度変動抑制装置は図２２に示す温度変動抑制装置から熱媒体混合装置５０を削除したものである。具体的には、熱媒体供給配管６における下流側から上流側に熱媒体を戻す戻し配管６８が配管され、この戻し配管６８にポンプ６５が設置されたものである。この構成によっても、熱媒体の一部が熱媒体供給配管６を循環するので、熱媒体の時間差混合が実現される。

また、この戻し配管６８におけるポンプ６５を、その圧送方向が上流から下流に向くように付け代えて設置してもよい。すなわち、上記戻し配管６８は流体を戻すための戻し配管ではなく、熱媒体の一部を熱交換器７に向けて急速に圧送させるための配管となる。この構成によれば、この一部急速圧送配管の下流側の熱媒体供給配管６との接続部において、熱媒体の時間差混合が実現される。

図２４に示す熱媒体の温度変動抑制装置も熱媒体混合装置を備えておらず、配管の工夫によって熱媒体の時間差混合を行うものである。この熱媒体供給配管６には、熱交換器７をバイパスしてその下流側（戻し管９）から上流側に熱媒体を戻す戻し配管６９が配管されている。この戻し配管６９には熱媒体を上流側へ圧送するポンプ６５が設置されている。

この構成によれば、熱媒体供給配管６における熱交換器７の下流側からその上流側へ戻し配管６９を通して熱媒体の一部が圧送され、時間差混合して再度熱交換器７へ供給される。この熱媒体供給設備の始動時を除いて常時時間差混合された熱媒体が熱交換器７へ供給されることになる。

以上説明した熱媒体の温度変動抑制装置（図５〜図２４）の入口側および／または出口側に、熱媒体供給配管６を通ってくる熱媒体が一時滞留するための滞留槽を設置しておいてもよい。比較的大容量の滞留槽に熱媒体を一時的に滞留させることにより、そこでも熱媒体の時間差混合がなされる。そして、この滞留槽に公知の技術によって高い熱容量を付与しておくことにより、熱媒体の温度変動が一層抑制されるので好ましい。さらに、入口側滞留槽から熱媒体を温度変動抑制装置に送るため、および、出口側滞留槽から熱媒体を熱交換器に送るためにポンプ等の圧送装置を設置するのが好ましい。

また、上記各種の温度変動抑制装置（図５〜図２４）をそれぞれ単一で設置することはもとより、複数基を直列または並列に並べて設置してもよい。

以上説明した実施形態では、ガスタービンおよび蒸気タービンを用いた複合発電設備を例にとっているが、とくに複合発電設備に限定されることはない。前述した熱媒体混合装置、熱媒体供給設備は、ガスタービンを用いない蒸気タービン発電にも適用することができる。さらには、これらの発電設備以外でも、熱媒体の温度変動を避けることができない設備に対しても適用することができる。

また、前述した実施形態は一例を示しており、本発明の要旨を損なわない範囲での種々の変更は可能であり、本発明は前述した実施形態に限定されるものではない。

本発明によれば、太陽熱発電設備におけるような温度変動しつつ熱交換器へ供給される液状の熱媒体に対し、簡単な構成によって時間差混合することにより、その温度変動を抑制、緩和することができる。したがって、その温度変動を避け得ない熱媒体を使用して発電等を行う設備にとって有用である。

１・・・・発電設備
２・・・・蒸気タービン
３・・・・ガスタービン
４・・・・（集光式）集熱装置
５・・・・熱吸収パイプ
６・・・・熱媒体供給配管
７・・・・熱交換器
８・・・・集熱ゾーン
９・・・・戻し管
１０・・・・熱媒体混合装置
１１・・・・熱媒体供給設備
１２・・・・発電機
１３・・・・排熱回収ボイラ
１４・・・・復水器
１５・・・・給水ポンプ
１６・・・・給水管
１７・・・・給水加熱器
１８・・・・脱気器
１９・・・・ポンプ
２０・・・・第一蒸気供給管
２１・・・・第二蒸気供給管
２２・・・・煙突
２３・・・・熱媒体供給設備
２４・・・・熱媒体混合装置
２５・・・・熱媒体供給設備
２６・・・・熱媒体供給設備
２７・・・・熱貯蔵装置
２８・・・・バイパス管
２９・・・・熱媒体通路構成部材
３０・・・・隔室（熱媒体通路）
３１・・・・タンク
３２・・・・円筒状隔壁
３３・・・・入口孔
３４・・・・出口孔
３５・・・・配管
３６・・・・流量調整弁
３７・・・・熱媒体混合装置
３８・・・・隔室（熱媒体通路）
３９・・・・熱媒体通路構成部材
４０・・・・熱媒体混合装置
４１・・・・熱媒体通路構成部材
４２・・・・水平隔壁
４３・・・・隔室（熱媒体通路）
４４・・・・配管
４５・・・・熱媒体混合装置
４６・・・・容器（隔室）
４７・・・・熱媒体通路構成部材
４８・・・・熱媒体混合装置
４９・・・・熱媒体通路構成部材
５０・・・・熱媒体混合装置
５１・・・・タンク
５２・・・・多孔板
５３・・・・無孔領域
５４・・・・熱媒体混合装置
５５・・・・傾斜管
５６・・・・熱媒体混合装置
５７・・・・熱媒体流入装置
５８・・・・ハウジング
５９・・・・可変ルーバ
６０・・・・配管
６１・・・・配管
６２・・・・流量調整弁
６３・・・・出口配管
６４・・・・上流側入口配管
６５・・・・ポンプ
６６・・・・下流側入口配管
６７・・・・戻し配管
６８・・・・戻し配管
６９・・・・戻し配管
７０・・・・制御装置
８０・・・・流量調整弁
８１・・・・温度計測装置
８２・・・・排ガス配管
９１、９２・・・・入口部材
９３・・・・出口部材

Claims (10)

1. 液状熱媒体を熱交換器に供給する熱媒体供給通路に配設された熱媒体の温度変動抑制装置であって、
   熱媒体を混合するための熱媒体混合装置を備えており、
   該熱媒体混合装置が、
   複数の熱媒体通路を有する熱媒体通路構成部材と、
   前記熱媒体供給通路と前記熱媒体通路構成部材とを接続しており、前記熱媒体供給通路から分岐して前記各熱媒体通路の入口へ熱媒体を流入させるための入口部材と、
   該入口部材とは別に形成されて前記熱媒体通路構成部材と前記熱媒体供給通路とを接続しており、前記各熱媒体通路の出口を統合して前記熱媒体供給通路へ熱媒体を流出させるための出口部材と、
   前記入口部材の分岐した部分のそれぞれにおいて対応する前記各熱媒体通路に流入する熱媒体の流量が互いに異なるよう変更することが可能な流量調整装置とを備えており、
   上記入口部材から連続して流入してくる熱媒体が、熱媒体通路構成部材の複数の熱媒体通路をそれぞれ時間差をもって通過したあと合流して上記出口部材から流出することができるように構成されてなる熱媒体の温度変動抑制装置。
2. 上記熱媒体通路構成部材が、上記熱媒体通路を構成する第二容器を複数個備えており、
   各第二容器が熱媒体用の入口と出口とを有しており、
   上記入口部材が、熱媒体供給通路から各第二容器の入口に分岐して接続されており、
   上記出口部材が、各第二容器の出口から統合して熱媒体供給通路に接続されてなる請求項１記載の熱媒体の温度変動抑制装置。
3. 上記複数の第二容器の容積がそれぞれ異なるように構成されてなる請求項２記載の熱媒体の温度変動抑制装置。
4. 上記熱媒体混合装置内に熱媒体を撹拌するための撹拌装置が設置されてなる請求項１記載の熱媒体の温度変動抑制装置。
5. 上記入口部材に接続されている熱媒体供給通路、および、入口部材のうちの一方に設置された、熱媒体の入口温度を計測するための入口温度計測装置と、
   上記出口部材に接続されている熱媒体供給通路、および、出口部材のうちの一方に設置された、熱媒体の出口温度を計測するための出口温度計測装置と、
   を含んでなる請求項１記載の熱媒体の温度変動抑制装置。
6. 上記入口温度計測装置および出口温度計測装置の計測値に基づいて、熱媒体通路構成部材へ流入する熱媒体の温度変動と、熱媒体通路構成部材から流出する熱媒体の温度変動とを対比し、この対比結果に基づいて、熱媒体通路構成部材内への熱媒体の流入量を変化させるように制御する制御装置を含んでなる請求項５記載の熱媒体の温度変動抑制装置。
7. 上記入口温度計測装置および出口温度計測装置の計測値に基づいて、熱媒体通路構成部材へ流入する熱媒体の温度変動と、熱媒体通路構成部材から流出する熱媒体の温度変動とを対比し、この対比結果に基づいて、熱媒体通路構成部材内への熱媒体の流入方向を変化させるように制御する制御装置を含んでなる請求項５記載の熱媒体の温度変動抑制装置。
8. 太陽光によって液状熱媒体を加熱する加熱設備と、
   該加熱設備から供給された熱媒体によって給水を加熱する熱交換器と、
   上記加熱設備から熱交換器に熱媒体を供給する熱媒体供給通路と、
   該熱媒体供給通路に配設された、熱媒体の温度変動を抑制するための温度変動抑制装置と
   を備えており、
   該温度変動抑制装置が請求項１〜７のうちのいずれか一の項に記載の熱媒体の温度変動抑制装置である熱媒体供給設備。
9. 蒸気タービンと、
   該蒸気タービンに供給される蒸気を発生させるために、水を加熱する熱媒体を供給するための熱媒体供給設備とを備えており、
   該熱媒体供給設備が、請求項８に記載の熱媒体供給設備であり、該熱媒体供給設備における熱交換器において発生した蒸気が蒸気タービンに供給されるように構成されてなる太陽熱発電設備。
10. ガスタービンと、
    ガスタービンの排熱を利用した排熱回収ボイラとをさらに備えており、
    該排熱回収ボイラにおいて発生した蒸気が上記蒸気タービンに供給されるように構成されてなる請求項９記載の太陽熱発電設備。

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