JPH1162513A - 海水沸騰方法および海水濃縮用温度成層ボイラ - Google Patents
海水沸騰方法および海水濃縮用温度成層ボイラInfo
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- JPH1162513A JPH1162513A JP9233344A JP23334497A JPH1162513A JP H1162513 A JPH1162513 A JP H1162513A JP 9233344 A JP9233344 A JP 9233344A JP 23334497 A JP23334497 A JP 23334497A JP H1162513 A JPH1162513 A JP H1162513A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】温廃水ゼロ発電「一石三鳥」システムに必要な
水蒸気発生ボイラであり、発電と同時に海水淡水化並び
に製塩装置を兼ね備えたシステに関し、海水から真水蒸
気を確実に発生して蒸気タービンなどの駆動に利用で
き、しかも塩と淡水を効率的に製造可能とすることを目
的とする。 【解決手段】適当な熱源により海水を沸騰させる海水沸
騰手段と、発生した真水蒸気を回収して動力源とする手
段と、塩を析出生成ないし海水濃縮を行なう手段とを有
していることを特徴とする海水濃縮用ボイラである。
水蒸気発生ボイラであり、発電と同時に海水淡水化並び
に製塩装置を兼ね備えたシステに関し、海水から真水蒸
気を確実に発生して蒸気タービンなどの駆動に利用で
き、しかも塩と淡水を効率的に製造可能とすることを目
的とする。 【解決手段】適当な熱源により海水を沸騰させる海水沸
騰手段と、発生した真水蒸気を回収して動力源とする手
段と、塩を析出生成ないし海水濃縮を行なう手段とを有
していることを特徴とする海水濃縮用ボイラである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、温廃水ゼロ発電「一
石三鳥」システムに必要な水蒸気発生ボイラであり、発
電と同時に海水淡水化並びに製塩装置を兼ね備えたシス
テに関する。
石三鳥」システムに必要な水蒸気発生ボイラであり、発
電と同時に海水淡水化並びに製塩装置を兼ね備えたシス
テに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の蒸気タービン発電システムは、周
知のように真水を作動媒体とし、ボイラ燃焼室を高温熱
源、復水器冷却用海水を低温熱源とする一種の熱機関で
あり、その熱効率は、いわゆるカルノー効率を上限とし
て高々４０％程度にとどまるものであった。
知のように真水を作動媒体とし、ボイラ燃焼室を高温熱
源、復水器冷却用海水を低温熱源とする一種の熱機関で
あり、その熱効率は、いわゆるカルノー効率を上限とし
て高々４０％程度にとどまるものであった。
【０００３】すなわち、例えば出力１万ｋＷの発電シス
テムでは、常時１万５千ｋＷ程度の廃水を海水温廃水と
して環境に多量に排出するものであった。
テムでは、常時１万５千ｋＷ程度の廃水を海水温廃水と
して環境に多量に排出するものであった。
【０００４】一方、海水淡水化システム及び製塩に関す
る従来技術は、それぞれ単独のシステムとして多量の熱
エネルギーあるいは電気エネルギー等を消費するシステ
ムであり、この二つのシステムと上記蒸気タービン発電
システムを一体化して一種のゼロエミッションシステム
とする試みはまだ実現されていない。
る従来技術は、それぞれ単独のシステムとして多量の熱
エネルギーあるいは電気エネルギー等を消費するシステ
ムであり、この二つのシステムと上記蒸気タービン発電
システムを一体化して一種のゼロエミッションシステム
とする試みはまだ実現されていない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】発電装置と海水淡水化
及び製塩装置を一体化するこの「一石三鳥」システムの
実現に至る最大の技術的課題は、海水沸騰ボイラの構成
にあると考えられる。すなわち、発生水蒸気中への塩分
混入をいかに小さく抑えるか、また、飽和濃度以上に濃
縮した海水から、塩をいかに速やかに析出させ、かつ連
続的にボイラ外へ取り出すかがクリアすべき課題であっ
た。
及び製塩装置を一体化するこの「一石三鳥」システムの
実現に至る最大の技術的課題は、海水沸騰ボイラの構成
にあると考えられる。すなわち、発生水蒸気中への塩分
混入をいかに小さく抑えるか、また、飽和濃度以上に濃
縮した海水から、塩をいかに速やかに析出させ、かつ連
続的にボイラ外へ取り出すかがクリアすべき課題であっ
た。
【０００６】本発明の技術的課題は、このような問題に
着目し、海水から真水蒸気を確実に発生して蒸気タービ
ンなどの駆動に利用でき、しかも塩と淡水を効率的に製
造可能とすることにある。
着目し、海水から真水蒸気を確実に発生して蒸気タービ
ンなどの駆動に利用でき、しかも塩と淡水を効率的に製
造可能とすることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の技術的課題は次
のような手段によって解決される。請求項１は、適当な
熱源により海水を沸騰させ、真水蒸気を発生して回収利
用するとともに、塩の析出生成ないし海水濃縮を行なう
ことを特徴とする海水沸騰方法である。
のような手段によって解決される。請求項１は、適当な
熱源により海水を沸騰させ、真水蒸気を発生して回収利
用するとともに、塩の析出生成ないし海水濃縮を行なう
ことを特徴とする海水沸騰方法である。
【０００８】このように、海水を沸騰させて真水蒸気を
発生するため、この蒸気を利用して蒸気タービンなどの
駆動源として利用でき、駆動後の蒸気を冷却すると、淡
水を得ることができる。また、海水を真水蒸気と塩分と
に分離できるため、自然塩の製造も可能となる。
発生するため、この蒸気を利用して蒸気タービンなどの
駆動源として利用でき、駆動後の蒸気を冷却すると、淡
水を得ることができる。また、海水を真水蒸気と塩分と
に分離できるため、自然塩の製造も可能となる。
【０００９】請求項２は、例えば燃焼炉などのような適
当な熱源により海水を沸騰させる海水沸騰手段と、発生
した真水蒸気を回収して動力源とする手段と、真水蒸気
を除去した後の海水から塩を析出生成ないし海水濃縮を
行なう手段とを有している海水濃縮用ボイラである。海
水沸騰手段としては、各種のボイラが利用できる。
当な熱源により海水を沸騰させる海水沸騰手段と、発生
した真水蒸気を回収して動力源とする手段と、真水蒸気
を除去した後の海水から塩を析出生成ないし海水濃縮を
行なう手段とを有している海水濃縮用ボイラである。海
水沸騰手段としては、各種のボイラが利用できる。
【００１０】このように、海水沸騰手段から真水蒸気を
発生して蒸気タービンなどの駆動エネルギーとして利用
でき、加えて、真水蒸気を除去した後の海水から濃縮塩
分ないし塩を効率的に得ることができ、多機能のボイラ
が実現できる。
発生して蒸気タービンなどの駆動エネルギーとして利用
でき、加えて、真水蒸気を除去した後の海水から濃縮塩
分ないし塩を効率的に得ることができ、多機能のボイラ
が実現できる。
【００１１】請求項３は、上部に燃焼炉、海水沸騰部、
下部に下方ほど低温となる温度成層部を有し、燃焼炉外
壁、海水沸騰部および気液界面はいずれもポーラス材で
被覆され、もしくはその内部に位置するように調整され
た構造となっている海水濃縮用温度成層ボイラである。
下部に下方ほど低温となる温度成層部を有し、燃焼炉外
壁、海水沸騰部および気液界面はいずれもポーラス材で
被覆され、もしくはその内部に位置するように調整され
た構造となっている海水濃縮用温度成層ボイラである。
【００１２】このように、上部に燃焼炉と海水沸騰部を
有しているので、海水を沸騰させて真水蒸気を効率的に
発生分離できる。また、下部に下方ほど低温となる温度
成層部を有しているので、塩分の析出ないし海水濃縮を
効果的に行なうことができる。さらに、燃焼炉外壁、海
水沸騰部および気液界面がポーラス材で被覆されている
ため、真水蒸気中に塩分が混入するのを効果的に防止で
きる。
有しているので、海水を沸騰させて真水蒸気を効率的に
発生分離できる。また、下部に下方ほど低温となる温度
成層部を有しているので、塩分の析出ないし海水濃縮を
効果的に行なうことができる。さらに、燃焼炉外壁、海
水沸騰部および気液界面がポーラス材で被覆されている
ため、真水蒸気中に塩分が混入するのを効果的に防止で
きる。
【００１３】請求項４は、請求項３に記載の温度成層部
が新鮮海水により冷却され、温度差を維持することによ
り、下方ほど塩が速やかに析出する構造とし、冷却後の
海水が前記の海水沸騰部に供給される構造となっている
海水濃縮用温度成層ボイラである。
が新鮮海水により冷却され、温度差を維持することによ
り、下方ほど塩が速やかに析出する構造とし、冷却後の
海水が前記の海水沸騰部に供給される構造となっている
海水濃縮用温度成層ボイラである。
【００１４】このように、温度成層部が新鮮海水により
冷却され、温度差を維持する構造なため、下方ほど速や
かに、かつ効率的に塩を析出させることができる。ま
た、温度成層部を冷却して予熱された海水が海水沸騰部
に供給されるため、効率的なボイラが得られる。
冷却され、温度差を維持する構造なため、下方ほど速や
かに、かつ効率的に塩を析出させることができる。ま
た、温度成層部を冷却して予熱された海水が海水沸騰部
に供給されるため、効率的なボイラが得られる。
【００１５】
【発明の実施の形態】次に本発明による海水沸騰方法お
よび海水濃縮用温度成層ボイラが実際上どのように具体
化されるか実施形態を説明する。図１は本発明による海
水沸騰方法および海水濃縮用温度成層ボイラの基本構成
の模式図である。
よび海水濃縮用温度成層ボイラが実際上どのように具体
化されるか実施形態を説明する。図１は本発明による海
水沸騰方法および海水濃縮用温度成層ボイラの基本構成
の模式図である。
【００１６】図において、１は海水、２は塩分析出部、
Ｂは燃焼炉などによって周囲の海水を沸騰させるボイラ
部、４は蒸気回収部であり、海水１はポンプＰによっ
て、ボイラ部Ｂに供給される。そして、海水の沸騰によ
って発生した真水蒸気は、蒸気回収部４に集められて、
蒸気タービンＴの駆動に利用され、発電機Ｇで発電を行
なう。
Ｂは燃焼炉などによって周囲の海水を沸騰させるボイラ
部、４は蒸気回収部であり、海水１はポンプＰによっ
て、ボイラ部Ｂに供給される。そして、海水の沸騰によ
って発生した真水蒸気は、蒸気回収部４に集められて、
蒸気タービンＴの駆動に利用され、発電機Ｇで発電を行
なう。
【００１７】蒸気タービン駆動後の蒸気は、復水器５を
経て、海水で冷却され、回収口６から純水（蒸気）とし
て回収され、利用される。
経て、海水で冷却され、回収口６から純水（蒸気）とし
て回収され、利用される。
【００１８】また、ボイラ部Ｂで蒸気と分離された塩分
が高濃度の海水は、塩分析出部２に溜められ、みぞれ状
の塩となって、排出口７から排出され、天然塩やミネラ
ルとして利用される。
が高濃度の海水は、塩分析出部２に溜められ、みぞれ状
の塩となって、排出口７から排出され、天然塩やミネラ
ルとして利用される。
【００１９】図示のシステムでは、海水１は、直接にボ
イラ部Ｂに供給されるのではなく、一旦予熱されてか
ら、供給される。すなわち、管路８で塩分析出部２に供
給されて、高温の塩分を冷却することで加温されてか
ら、供給される。また、管路９で復水器５に供給され
て、高温の蒸気を冷却して淡水を得ることで加温されて
から、供給される。
イラ部Ｂに供給されるのではなく、一旦予熱されてか
ら、供給される。すなわち、管路８で塩分析出部２に供
給されて、高温の塩分を冷却することで加温されてか
ら、供給される。また、管路９で復水器５に供給され
て、高温の蒸気を冷却して淡水を得ることで加温されて
から、供給される。
【００２０】なお、図示のシステムでは、発電出力１．
０ｋＷのシステムを想定し、海水、水蒸気、熱量等の収
支計算を行ってあり、その結果を図示表示してある。ま
た、蒸気タービンに供給される蒸気は、予めポンプで加
圧される。
０ｋＷのシステムを想定し、海水、水蒸気、熱量等の収
支計算を行ってあり、その結果を図示表示してある。ま
た、蒸気タービンに供給される蒸気は、予めポンプで加
圧される。
【００２１】図２は、図１の基本構成に基づいて製作さ
れた海水濃縮用温度成層ボイラの小型モデルを示す断面
図である。ボイラ部Ｂは、断熱材からなるボイラ本体１
０の中に熱を供給して、海水１から流入して来た海水を
沸騰させる。
れた海水濃縮用温度成層ボイラの小型モデルを示す断面
図である。ボイラ部Ｂは、断熱材からなるボイラ本体１
０の中に熱を供給して、海水１から流入して来た海水を
沸騰させる。
【００２２】なお、図はテスト機のため、加熱手段とし
て電熱ヒータ１１を用いているが、実際には炉筒煙管型
などの燃焼炉がボイラ本体１０の中を貫通する構造が採
用される。あるいは、コイル状の熱交換器をボイラ本体
１０中に内蔵する。
て電熱ヒータ１１を用いているが、実際には炉筒煙管型
などの燃焼炉がボイラ本体１０の中を貫通する構造が採
用される。あるいは、コイル状の熱交換器をボイラ本体
１０中に内蔵する。
【００２３】こうして海水を沸騰蒸発させることによっ
て得た蒸気は、図１のように、蒸気タービンなどの駆動
源として利用される。一方、ボイラ本体１０の下方は、
図１のようにして導かれた新鮮海水によって冷却され、
低温部において、濃縮海水からの塩の析出を促進させ
る。
て得た蒸気は、図１のように、蒸気タービンなどの駆動
源として利用される。一方、ボイラ本体１０の下方は、
図１のようにして導かれた新鮮海水によって冷却され、
低温部において、濃縮海水からの塩の析出を促進させ
る。
【００２４】蒸気タービンなどの駆動に利用された後の
蒸気は、冷却器１２で冷却され、淡水として利用され
る。
蒸気は、冷却器１２で冷却され、淡水として利用され
る。
【００２５】ボイラ本体１０の内部は、加熱ヒータ１１
の周りを、多孔質（ポーラス）材１３で覆い、かつ気液
界面（沸騰界面）も多孔質材料内に維持することによっ
て、泡立ち沸騰を極力押さえ、水蒸気中に塩分が混入す
ることを防止している。
の周りを、多孔質（ポーラス）材１３で覆い、かつ気液
界面（沸騰界面）も多孔質材料内に維持することによっ
て、泡立ち沸騰を極力押さえ、水蒸気中に塩分が混入す
ることを防止している。
【００２６】以上のように、本発明のボイラは、上部に
燃焼炉などの加熱手段、海水沸騰部、下部に下方ほど低
温となる温度成層部を有することを特徴とする。また燃
焼炉外壁、海水沸騰部及び気液界面はいずれもポーラス
材で被覆され、もしくはその内部に位置するように調整
され、泡立ち沸騰を抑えることによって、発生水蒸気に
塩分が混入することを極力防止している。
燃焼炉などの加熱手段、海水沸騰部、下部に下方ほど低
温となる温度成層部を有することを特徴とする。また燃
焼炉外壁、海水沸騰部及び気液界面はいずれもポーラス
材で被覆され、もしくはその内部に位置するように調整
され、泡立ち沸騰を抑えることによって、発生水蒸気に
塩分が混入することを極力防止している。
【００２７】ポーラス材１３は、加熱ヒータ１１の上側
は、真水蒸気が通過できる程度の比較的細かなポーラス
を有する材料が適している。これに対し、加熱ヒータ１
１の下側のポーラス材１３は、水分が減少して濃縮され
た海水が通過して下降できる程度の比較的目の粗いポー
ラスを有する材料が適している。なお、多孔質材１３と
しては、石綿、スチールウール、多孔質セメント、多孔
質の煉瓦や自然の石などが使用できる。
は、真水蒸気が通過できる程度の比較的細かなポーラス
を有する材料が適している。これに対し、加熱ヒータ１
１の下側のポーラス材１３は、水分が減少して濃縮され
た海水が通過して下降できる程度の比較的目の粗いポー
ラスを有する材料が適している。なお、多孔質材１３と
しては、石綿、スチールウール、多孔質セメント、多孔
質の煉瓦や自然の石などが使用できる。
【００２８】下方の温度成層部は、ボイラに流入する新
鮮海水により冷却され温度差を維持することにより、下
方ほど速やかに塩が析出することを特徴とする。ボイラ
下部に沈殿した塩は、バルブ操作によりみぞれ状の高濃
度塩として連続的にボイラ外へ取り出される。
鮮海水により冷却され温度差を維持することにより、下
方ほど速やかに塩が析出することを特徴とする。ボイラ
下部に沈殿した塩は、バルブ操作によりみぞれ状の高濃
度塩として連続的にボイラ外へ取り出される。
【００２９】
【発明の効果】請求項１によると、海水を沸騰させて真
水蒸気を発生するため、この蒸気を利用して蒸気タービ
ンなどの駆動源として利用でき、駆動後の蒸気を冷却す
ると、淡水を得ることができる。また、海水を真水蒸気
と塩分とに分離できるため、自然塩の製造も可能とな
る。
水蒸気を発生するため、この蒸気を利用して蒸気タービ
ンなどの駆動源として利用でき、駆動後の蒸気を冷却す
ると、淡水を得ることができる。また、海水を真水蒸気
と塩分とに分離できるため、自然塩の製造も可能とな
る。
【００３０】請求項２によると、海水沸騰手段から真水
蒸気を発生して蒸気タービンなどの駆動エネルギーとし
て利用でき、加えて、真水蒸気を除去した後の海水から
濃縮塩分ないし塩を効率的に得ることができ、多機能の
ボイラが実現できる。
蒸気を発生して蒸気タービンなどの駆動エネルギーとし
て利用でき、加えて、真水蒸気を除去した後の海水から
濃縮塩分ないし塩を効率的に得ることができ、多機能の
ボイラが実現できる。
【００３１】請求項３によると、上部に燃焼炉と海水沸
騰部を有しているので、海水を沸騰させて真水蒸気を効
率的に発生分離できる。また、下部に下方ほど低温とな
る温度成層部を有しているので、塩分の析出ないし海水
濃縮を効果的に行なうことができる。さらに、燃焼炉外
壁、海水沸騰部および気液界面がポーラス材で被覆され
ているため、真水蒸気中に塩分が混入するのを効果的に
防止できる。
騰部を有しているので、海水を沸騰させて真水蒸気を効
率的に発生分離できる。また、下部に下方ほど低温とな
る温度成層部を有しているので、塩分の析出ないし海水
濃縮を効果的に行なうことができる。さらに、燃焼炉外
壁、海水沸騰部および気液界面がポーラス材で被覆され
ているため、真水蒸気中に塩分が混入するのを効果的に
防止できる。
【００３２】請求項４によると、温度成層部が新鮮海水
により冷却され、温度差を維持する構造なため、下方ほ
ど速やかに、かつ効率的に塩を析出させることができ
る。また、温度成層部を冷却して予熱された海水が海水
沸騰部に供給されるため、効率的な海水濃縮用ボイラが
得られる。
により冷却され、温度差を維持する構造なため、下方ほ
ど速やかに、かつ効率的に塩を析出させることができ
る。また、温度成層部を冷却して予熱された海水が海水
沸騰部に供給されるため、効率的な海水濃縮用ボイラが
得られる。
【図１】 本発明による海水沸騰方法および海水濃縮用
温度成層ボイラの基本構成の模式図である。
温度成層ボイラの基本構成の模式図である。
【図２】 図１の基本構成に基づいて製作された海水濃
縮用温度成層ボイラの小型モデルを示す断面図である。
縮用温度成層ボイラの小型モデルを示す断面図である。
Ｂ ボイラ部 Ｐ ポンプ Ｔ 蒸気タービン Ｇ 発電機 １ 海水 ２ 塩分析出部 ４ 蒸気回収部 ５ 復水器 １０ ボイラ本体 １１ 加熱手段（ヒータ） １３ 多孔質（ポーラス）材
Claims (4)
- 【請求項１】 適当な熱源により海水を沸騰させ、真水
蒸気を発生して回収利用するとともに、塩の析出生成な
いし海水濃縮を行なうことを特徴とする海水沸騰方法。 - 【請求項２】 適当な熱源により海水を沸騰させる海水
沸騰手段と、発生した真水蒸気を回収して動力源とする
手段と、真水蒸気を除去した後の海水から塩を析出生成
ないし海水濃縮を行なう手段とを有していることを特徴
とする海水濃縮用ボイラ。 - 【請求項３】 上部に燃焼炉、海水沸騰部、下部に下方
ほど低温となる温度成層部を有し、燃焼炉外壁、海水沸
騰部および気液界面はいずれもポーラス材で被覆され、
もしくはその内部に位置するように調整された構造とな
っていることを特徴とする海水濃縮用温度成層ボイラ。 - 【請求項４】 前記の温度成層部が新鮮海水により冷却
され、温度差を維持することにより、下方ほど塩が速や
かに析出する構造とし、冷却後の海水が前記の海水沸騰
部に供給される構造となっていることを特徴とする請求
項３に記載の海水濃縮用温度成層ボイラ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9233344A JP3038372B2 (ja) | 1997-08-13 | 1997-08-13 | 製塩方法及び製塩用ボイラ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9233344A JP3038372B2 (ja) | 1997-08-13 | 1997-08-13 | 製塩方法及び製塩用ボイラ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1162513A true JPH1162513A (ja) | 1999-03-05 |
| JP3038372B2 JP3038372B2 (ja) | 2000-05-08 |
Family
ID=16953685
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9233344A Expired - Lifetime JP3038372B2 (ja) | 1997-08-13 | 1997-08-13 | 製塩方法及び製塩用ボイラ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3038372B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008538738A (ja) * | 2005-03-08 | 2008-11-06 | ソルヴェイ（ソシエテ アノニム） | 塩素誘導体及び炭酸ナトリウムの結晶を共に得るための方法 |
| JP2015182942A (ja) * | 2014-03-26 | 2015-10-22 | 東亜機工株式会社 | 製塩装置ならびに該装置を用いた塩および飲料用海洋深層水の製造方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011048650A1 (ja) * | 2009-10-19 | 2011-04-28 | Mitsui Takahisa | 蒸留装置及び発電装置 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58195002A (ja) * | 1982-05-08 | 1983-11-14 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | 造水発電複合装置 |
| JPS5925004A (ja) * | 1982-08-03 | 1984-02-08 | Niigata Eng Co Ltd | 蒸気原動所 |
| JPH0380981A (ja) * | 1989-08-25 | 1991-04-05 | Kawanami Shunpei | 海水または塩水の淡水化装置 |
-
1997
- 1997-08-13 JP JP9233344A patent/JP3038372B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3038372B2 (ja) | 2000-05-08 |
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