JPS5845600B2 - 太陽熱発電システム用蒸気発生装置 - Google Patents
太陽熱発電システム用蒸気発生装置Info
- Publication number
- JPS5845600B2 JPS5845600B2 JP53028308A JP2830878A JPS5845600B2 JP S5845600 B2 JPS5845600 B2 JP S5845600B2 JP 53028308 A JP53028308 A JP 53028308A JP 2830878 A JP2830878 A JP 2830878A JP S5845600 B2 JPS5845600 B2 JP S5845600B2
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- Japan
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- medium
- steam
- power generation
- valve
- generation system
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
- Y02E10/46—Conversion of thermal power into mechanical power, e.g. Rankine, Stirling or solar thermal engines
Landscapes
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は太陽熱発電システムの蒸気発生装置Ｏこ係り、
特Ｏこ過熱蒸気を発生させる蒸気発生装置Ｑこ関するも
のである。
特Ｏこ過熱蒸気を発生させる蒸気発生装置Ｑこ関するも
のである。
太陽熱発電システムにおいては、太陽エネルギーの密度
が低いため、集光装置により高密度化し、その焦点（線
）部（こ集熱管等の蒸気発生装置を配置する。
が低いため、集光装置により高密度化し、その焦点（線
）部（こ集熱管等の蒸気発生装置を配置する。
この集光装置は高価であり、装置を小型化するため、発
電プラントの熱効率を高くすることが必要である。
電プラントの熱効率を高くすることが必要である。
熱効率を高くするにはタービン入口蒸気温度を高める方
法があり、そのため集光装置（こより高温で集熱する必
要がある。
法があり、そのため集光装置（こより高温で集熱する必
要がある。
次（こ従来技術の１例を第１図により説明する。
この第１図は太陽熱発電システムの概略フローを示した
もので、給水ポンプ１により集光装置２Ｑこ送られた水
が蒸気発生装置３で加熱され、日射量の比較的豊富で安
定な時には過熱蒸気となって蓄熱器４に蓄熱しながらタ
ービン５（こ至る。
もので、給水ポンプ１により集光装置２Ｑこ送られた水
が蒸気発生装置３で加熱され、日射量の比較的豊富で安
定な時には過熱蒸気となって蓄熱器４に蓄熱しながらタ
ービン５（こ至る。
尚日射量が低く、過熱蒸気が得られないような場合やた
とえ日射量が豊富な場合でも負荷側の要求をこより蓄熱
する場合には集光器２から出た水、或いは蒸気の全部又
は一部をバルブ９ａを開いてアキュームレータ８（こ導
く。
とえ日射量が豊富な場合でも負荷側の要求をこより蓄熱
する場合には集光器２から出た水、或いは蒸気の全部又
は一部をバルブ９ａを開いてアキュームレータ８（こ導
く。
このシステムにおいて、日射量が豊富で安定した状態（
第２図Ｘ）では集光装置より過熱蒸気が出るが、日射量
が急変した場合Ｑこは第２図に示すような集熱媒体の温
度変化が起きる。
第２図Ｘ）では集光装置より過熱蒸気が出るが、日射量
が急変した場合Ｑこは第２図に示すような集熱媒体の温
度変化が起きる。
即ち、日射量が急変した場合ｙは、一点鎖線で示すよう
に蒸発終了点が後退し、出口温度が下る。
に蒸発終了点が後退し、出口温度が下る。
又雲の動きをこより日射量が低い状態から（この場合は
出口温度が設定値をこなるよう低給水量で運転している
。
出口温度が設定値をこなるよう低給水量で運転している
。
）急増した場合２は破線で示すようＱこ出口近傍の蒸気
温度が急上昇する。
温度が急上昇する。
これらの温度変化は後流側（こ置かれたアキュームレー
タ８或いは蓄熱器４等（こより成る程度緩和されるが、
集光装置の蒸気発生装置（実際は集熱管の形態である。
タ８或いは蓄熱器４等（こより成る程度緩和されるが、
集光装置の蒸気発生装置（実際は集熱管の形態である。
）は短時間Ｏこ大巾な温度変化を来たし、繰り返し大き
な熱応力を受け、短期間に集熱管が破壊する欠点がある
。
な熱応力を受け、短期間に集熱管が破壊する欠点がある
。
このため、集光装置２の出口に蒸気の温度を温度計２０
により検出し、この信号をもとに制御器２１により給水
ポンプを制御すること（こなるが、集光器２の蒸気発生
装置３（ま相当の長さがあり、日射量急変Ｑこ対して給
水流量が変えられたとしても蒸気発生装置３の出口流量
が変化するまでかなりの時間を要し、蒸気温度の変化を
抑えることは困難である。
により検出し、この信号をもとに制御器２１により給水
ポンプを制御すること（こなるが、集光器２の蒸気発生
装置３（ま相当の長さがあり、日射量急変Ｑこ対して給
水流量が変えられたとしても蒸気発生装置３の出口流量
が変化するまでかなりの時間を要し、蒸気温度の変化を
抑えることは困難である。
一方天候観測装置２２（こより雲の動きをとらえ日射変
化予測装置２３ｃこより集光装置２の集光量を制御し蒸
気発生装置Ｏこ急激な温度変化を与えないことが必要と
なる。
化予測装置２３ｃこより集光装置２の集光量を制御し蒸
気発生装置Ｏこ急激な温度変化を与えないことが必要と
なる。
本発明の目的は、日射量が変化した際（こも集光装置の
蒸気発生装置に急激な蒸気温度変化が発生することを回
避して蒸気発生装置を保護するようにした太陽熱発電シ
ステム用蒸気発生装置を提供することにある。
蒸気発生装置に急激な蒸気温度変化が発生することを回
避して蒸気発生装置を保護するようにした太陽熱発電シ
ステム用蒸気発生装置を提供することにある。
本発明は系統的Ｏこ集光装置を少なくとも２分割し、一
部を給水加熱、蒸発部とし、その出口の蒸気条件を日射
量安定時に１０〜３０ｆｏ程度の湿り度を持たせて運転
するようにし、他の一部を過熱部とし、両者の中間に気
液分離を兼ねたアキュムレータを配置し、上記過熱部に
入る蒸気の状態を常に飽和蒸気（こなるようにしたもの
である。
部を給水加熱、蒸発部とし、その出口の蒸気条件を日射
量安定時に１０〜３０ｆｏ程度の湿り度を持たせて運転
するようにし、他の一部を過熱部とし、両者の中間に気
液分離を兼ねたアキュムレータを配置し、上記過熱部に
入る蒸気の状態を常に飽和蒸気（こなるようにしたもの
である。
従って日射量安定時ｆこは、給水加熱、蒸発部を流れる
集熱媒体の量は過熱部Ｑこ流れる量より多くする。
集熱媒体の量は過熱部Ｑこ流れる量より多くする。
又給水加熱、蒸発部を出た媒体のうち液は上記アキュー
ムドータ内に蓄積され、日射急増時に飽和蒸気を発生さ
せ過熱部の流量増加に備える。
ムドータ内に蓄積され、日射急増時に飽和蒸気を発生さ
せ過熱部の流量増加に備える。
以下本発明に係る太陽熱発電システム用蒸気発生装置の
実施例を第３図乃至第５図を参照して説明する。
実施例を第３図乃至第５図を参照して説明する。
先ず第３図に示す実施例において、給水ポンプ１により
送られた水は第１集光装置２′ の蒸発管３′ を通り
、バルブ９ａを経てアキュムレータ８１こ入る。
送られた水は第１集光装置２′ の蒸発管３′ を通り
、バルブ９ａを経てアキュムレータ８１こ入る。
ここで未蒸発の水はアキュムレータ内Ｑこ蓄積され、残
りの飽和蒸気のみがバルブ９ｃを通過して第２集光装置
２″Ｑこ至り、過熱管３“で加熱さイ１、蓄熱器４Ｑこ
導かれる。
りの飽和蒸気のみがバルブ９ｃを通過して第２集光装置
２″Ｑこ至り、過熱管３“で加熱さイ１、蓄熱器４Ｑこ
導かれる。
蓄熱器４は、顕熱或いは相変化Ｏこよる潜熱を利用する
蓄熱材が充填された、蒸気貫流型の構造をしたもので、
高温集熱時Ｑこ蓄熱し、低温集熱時或いは集熱不可能時
Ｑこ放熱する機能を持ったものである。
蓄熱材が充填された、蒸気貫流型の構造をしたもので、
高温集熱時Ｑこ蓄熱し、低温集熱時或いは集熱不可能時
Ｑこ放熱する機能を持ったものである。
蓄熱器４を出た蒸気はタービン５（こ至り、復水器７で
液化されて再び給水ポンプＯこより循環する。
液化されて再び給水ポンプＯこより循環する。
発電機６はタービン５からの回転エネルギー０こより発
電を行う。
電を行う。
このような構成において、第１集光装置２′ では出口
が常に湿り度（１０〜３０％）を持った蒸気条件で運転
され、過熱蒸気を発生させないようＯこする。
が常に湿り度（１０〜３０％）を持った蒸気条件で運転
され、過熱蒸気を発生させないようＯこする。
これは、第１集光装置２′への給水流量を直達日射計１
０（こより日射条件を判定して制御する等の手段で容易
に行うことができる。
０（こより日射条件を判定して制御する等の手段で容易
に行うことができる。
かくして第１集光装置２′内では蒸気温度は給水温度と
運転圧力０こおける飽和温度の範囲内に保たれ、日射量
の急変があっても蒸発管３′の温度は常０こ狭い温度範
囲内（こ抑えられる。
運転圧力０こおける飽和温度の範囲内に保たれ、日射量
の急変があっても蒸発管３′の温度は常０こ狭い温度範
囲内（こ抑えられる。
（第４図参照。）尚第４図において１６は第１集光装置
２′と第２集光装置２″との接続部を表わす。
２′と第２集光装置２″との接続部を表わす。
又Ｘは日射量安定時を、ｙは日射量急減時を、２は日射
量急増時を示す。
量急増時を示す。
一方第２集光装置２″では入口が常０こ、アキュムレー
タ８から供給される飽和蒸気の状態であり、又出口温度
の制御は出口に設けた温度検出器１１の情報により、バ
ルブ９ｃの開閉を行うこと（こより容易に行なうことが
できる。
タ８から供給される飽和蒸気の状態であり、又出口温度
の制御は出口に設けた温度検出器１１の情報により、バ
ルブ９ｃの開閉を行うこと（こより容易に行なうことが
できる。
ここで水に比べて蒸気の比熱、従って熱容量は小さいが
過熱管３″の長さは短かく、又体積流量は大きいので、
日射の急変に対する流量の応答性は早い。
過熱管３″の長さは短かく、又体積流量は大きいので、
日射の急変に対する流量の応答性は早い。
従って第４図に示すように第２集光装置２″内の蒸気温
度の変化中は従来方式に比べて非常に小さくできる。
度の変化中は従来方式に比べて非常に小さくできる。
即ち、過熱管３″の温度変化が小さく押えられる。
これ（こより、過熱部０こ用いる材料も耐熱温度が低い
もので良く、耐用期間も長くなる。
もので良く、耐用期間も長くなる。
尚、第２集光装置２″（こ飽和蒸気を供給するためのア
キュムレータ８内の飽和液は、第１集光装置２′から導
入された未蒸発水により準備される。
キュムレータ８内の飽和液は、第１集光装置２′から導
入された未蒸発水により準備される。
又アキュムレータ内で、自己蒸発したため残された液は
成るレベル以上になれば脱気器等に回収される。
成るレベル以上になれば脱気器等に回収される。
（図は省略）次に第５図は本発明の他の実施例を示し、
この実施例は長時間蓄熱を行う場合の例であって、上記
した第３図の実施例（こおける第２集光装置２″の後に
バルブ１２ａ、１２ｂ、１２ｃを介して蓄熱容量Ｑこ見
合ったアキュムレータ１３を設置したもので、過熱管の
保護に関しては同じ作動を行わせる。
この実施例は長時間蓄熱を行う場合の例であって、上記
した第３図の実施例（こおける第２集光装置２″の後に
バルブ１２ａ、１２ｂ、１２ｃを介して蓄熱容量Ｑこ見
合ったアキュムレータ１３を設置したもので、過熱管の
保護に関しては同じ作動を行わせる。
但し、アキュムレータ８に蓄積された未蒸発の液を配管
１５によりバルブ１４を介してアキュムレータ１３＋こ
回収するもので、回収される温度レベルが高く、集熱さ
れたエネルギーが一層有効（こ使用される。
１５によりバルブ１４を介してアキュムレータ１３＋こ
回収するもので、回収される温度レベルが高く、集熱さ
れたエネルギーが一層有効（こ使用される。
しかして、本発明を応用する集光装置は、タワ−集光装
置、パラボラシリンダ集光装置、レンズ集光装置等の何
れでも良く、又それらの組合せでも良い。
置、パラボラシリンダ集光装置、レンズ集光装置等の何
れでも良く、又それらの組合せでも良い。
本発明の実施例で得られる効果としては以下のことが実
現出来る。
現出来る。
即ち集光装置を給水加熱、蒸発部と過熱部とに分割し、
両者の中間に気液分離を兼ねたアキュムレータを置くこ
とにより、蒸発管並びに過熱管の日射量急変時に対する
温度変化中を小さくでき、熱疲労Ｏこよる破壊を防止で
きる。
両者の中間に気液分離を兼ねたアキュムレータを置くこ
とにより、蒸発管並びに過熱管の日射量急変時に対する
温度変化中を小さくでき、熱疲労Ｏこよる破壊を防止で
きる。
更に過熱管の耐熱温度を低下できる。
又一般にこれら蒸発管及び過熱管（こは太陽光の吸収効
果を上げるため、太陽光に対する吸収率が高く、集熱管
からの放射（赤外波長域）（こ対する放射率が低い選択
吸収面の処理がなされるが、この面の耐熱性も低い温度
で良く、従って耐用期間及び信頼性が大きく改善される
。
果を上げるため、太陽光に対する吸収率が高く、集熱管
からの放射（赤外波長域）（こ対する放射率が低い選択
吸収面の処理がなされるが、この面の耐熱性も低い温度
で良く、従って耐用期間及び信頼性が大きく改善される
。
かつ温度変化中が小さいため、特Ｑこ過熱管の熱膨張吸
収対策も容易となる。
収対策も容易となる。
更に日射変化（こ対する給水流量の制御が日射計、或い
は温度計等の簡単な検出器で可能となる。
は温度計等の簡単な検出器で可能となる。
又過熱管の流量制御が加熱部長さが短いため温度変化Ｑ
こ早く追従して行うことができ、応答が早く、過熱管の
温度変化速度をも小さくすることができる。
こ早く追従して行うことができ、応答が早く、過熱管の
温度変化速度をも小さくすることができる。
本発明（こよれば、日射量が急変した場合でも集光装置
の蒸気発生装置Ｏこ急激な蒸気温度変化が生じることが
避けられ、これによって蒸気発生装置の保護を可能にす
るという太陽熱発電システム用蒸気発生装置が実現出来
る効果を奏する。
の蒸気発生装置Ｏこ急激な蒸気温度変化が生じることが
避けられ、これによって蒸気発生装置の保護を可能にす
るという太陽熱発電システム用蒸気発生装置が実現出来
る効果を奏する。
第１図は従来の太陽熱発電システムの概略フローを示す
図、第２図は第１図の集光装置における集熱媒体の温度
特性を示す図、第３図は本発明に係る太陽熱発電システ
ム用蒸気発生装置の概略フローを示す図、第４図は本発
明の装置における集熱媒体の温度特性図、第５図は本発
明の他の実施例を示す概略フロー図である。 ２′・・・・・・第１集光装置、２′・・・・・・第２
集光装置、３′・・・・・・蒸発管、３″・・・・・・
過熱管、８・・・・・・アキュムレータ、９ａ 、９ｂ
、９ｃ・・・・・・バルブ、１２ａ。 １２ｂ、１２Ｃ・・・・・・バルブ、１３・・・・・・
アキュムレータ、１４・・・・・・バルブ、１５・・・
・・・配管。
図、第２図は第１図の集光装置における集熱媒体の温度
特性を示す図、第３図は本発明に係る太陽熱発電システ
ム用蒸気発生装置の概略フローを示す図、第４図は本発
明の装置における集熱媒体の温度特性図、第５図は本発
明の他の実施例を示す概略フロー図である。 ２′・・・・・・第１集光装置、２′・・・・・・第２
集光装置、３′・・・・・・蒸発管、３″・・・・・・
過熱管、８・・・・・・アキュムレータ、９ａ 、９ｂ
、９ｃ・・・・・・バルブ、１２ａ。 １２ｂ、１２Ｃ・・・・・・バルブ、１３・・・・・・
アキュムレータ、１４・・・・・・バルブ、１５・・・
・・・配管。
Claims (1)
- １ 太陽熱の集光装置と、該集光装置で加熱された媒体
の熱を蓄熱する蓄熱器と、該蓄熱器を経た媒体により駆
動されるタービンと、該タービンを流下した媒体を凝縮
させる復水器と、該復水器で凝縮した媒体を集光装置に
送給するポンプとを備えた太陽熱発電システムＱこおい
て、前記集光装置を媒体の加熱、蒸発部となる第１の集
光装置と、媒体の過熱部となる第２の集光装置とに分割
して配設し、該媒体を導入、導出するアキュームレーク
を設置し、更Ｏここれら集光装置を連絡する配管Ｑこ第
１バルブを設け、第１バルブ上流側の配管から第２バル
ブを備えた第１の連絡配管を介してアキュムレータｌこ
接続し、該アキュムレータから飽和蒸気を第３バルブを
備えた第２の連絡配管を介して第１バルブ後流側の配管
Ｏこ接続したことを特徴とする太陽熱発電システム用蒸
気発生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53028308A JPS5845600B2 (ja) | 1978-03-14 | 1978-03-14 | 太陽熱発電システム用蒸気発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53028308A JPS5845600B2 (ja) | 1978-03-14 | 1978-03-14 | 太陽熱発電システム用蒸気発生装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS54121346A JPS54121346A (en) | 1979-09-20 |
| JPS5845600B2 true JPS5845600B2 (ja) | 1983-10-11 |
Family
ID=12244980
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP53028308A Expired JPS5845600B2 (ja) | 1978-03-14 | 1978-03-14 | 太陽熱発電システム用蒸気発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5845600B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59181500U (ja) * | 1983-05-19 | 1984-12-04 | 野田 哲平 | 集音器 |
| JPS646700U (ja) * | 1987-07-02 | 1989-01-13 | ||
| JPH0483225U (ja) * | 1990-11-29 | 1992-07-20 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009247049A (ja) * | 2008-03-28 | 2009-10-22 | Toshiba Corp | 熱電発電システムと方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5141153A (ja) * | 1974-10-04 | 1976-04-06 | Babcock Hitachi Kk | Taiyonetsuhatsudenshisutemu |
-
1978
- 1978-03-14 JP JP53028308A patent/JPS5845600B2/ja not_active Expired
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5141153A (ja) * | 1974-10-04 | 1976-04-06 | Babcock Hitachi Kk | Taiyonetsuhatsudenshisutemu |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59181500U (ja) * | 1983-05-19 | 1984-12-04 | 野田 哲平 | 集音器 |
| JPS646700U (ja) * | 1987-07-02 | 1989-01-13 | ||
| JPH0483225U (ja) * | 1990-11-29 | 1992-07-20 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS54121346A (en) | 1979-09-20 |
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