JPS59180016A - 熱エネルギ−回収方法 - Google Patents

熱エネルギ−回収方法

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JPS59180016A
JPS59180016A JP5329283A JP5329283A JPS59180016A JP S59180016 A JPS59180016 A JP S59180016A JP 5329283 A JP5329283 A JP 5329283A JP 5329283 A JP5329283 A JP 5329283A JP S59180016 A JPS59180016 A JP S59180016A
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JP
Japan
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heat
medium
heating medium
heated
pressure
Prior art date
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Pending
Application number
JP5329283A
Other languages
English (en)
Inventor
Tetsumasa Umetani
梅谷 哲正
Shiro Inoue
井上 司郎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Zosen Corp
Original Assignee
Hitachi Zosen Corp
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Filing date
Publication date
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Priority to JP5329283A priority Critical patent/JPS59180016A/ja
Publication of JPS59180016A publication Critical patent/JPS59180016A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01KSTEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K3/00Plants characterised by the use of steam or heat accumulators, or intermediate steam heaters, therein
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y02E10/46Conversion of thermal power into mechanical power, e.g. Rankine, Stirling or solar thermal engines

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、間欠的にまたは変動的に発生される熱のエネ
ルギーを連続的な安定した動力として回収する方法に関
する。
従来、例えば間欠的に操業される炉等より出る廃ガス顕
熱、固体顕熱等の廃熱はレンガ、石等を用いた顕熱蓄熱
装置で蓄熱され、原料ガス、空気等の加熱に用いるか、
または冷却水か空気で冷却され、温廃水1.水蒸気また
は温風として、利用されずに排出されることが多かった
。このように間欠的に排出される廃熱があまり利用され
なかった理由は、熱が排出される時刻と必要になる時刻
とが異なるため蓄熱装置が必要であるが、現在実用化さ
れている顕熱蓄熱装置では容量や重量が大きくなると同
時に熱の放出に比例して温度が低下してしまう欠点があ
った。
また、このような廃熱は高温水または低圧蒸気として回
収することが可能であるが、このような廃熱を多く排出
する製鉄工場、製鋼工場、セメント工場、窯業工場など
では工場内で高温水や低圧蒸気の使用先がほとんどない
ためである。
本発明は上記の点を改良するためになされたもので、例
えば間欠的に排出される400℃程度以下の廃熱のエネ
ル千−を連続的に有効利用するために廃熱のエネル甲−
を一旦潜熱蓄熱装置に蓄熱し、この蓄熱装置より連続的
に熱を取出してフローJ等の低沸点作動媒体を用い、動
力として例えば発電機より電力を回収するものであり、
特に加熱された熱媒体をボンって作動媒体の圧力まで昇
圧した後、直接接触熱交換器へ送入して高圧の作動媒体
の蒸気を得、この作動媒体を動力回収用のターじンに通
して動力を回収し、前記直接接触熱交換器で低温になっ
た熱媒体を前記ポジづを駆動するタービンに通して動力
を回収するとともに、低圧にして潜熱蓄熱装置にもどす
もので、これにより潜熱蓄熱装置内の圧力を作動媒体の
圧力に無関係に低圧にし、潜熱蓄熱装置の価格を安くす
ることができる。
さらに、本発明は廃熱以外にも、太陽熱等の間欠的に得
られる熱を使用して連続的にエネル千−を回収すること
にも使用し得るものである。
以下本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。第1
図において、熱交換器(1)で200°C〜400℃程
度の流量の変動する廃カスにより、エチレンクリコール
、シリコシ油、熱媒油等よりなる熱媒体を140〜15
0℃に加熱する。140〜150°Cに加熱された熱媒
体は熱媒体ボ、17プ00の圧力により潜熱蓄熱装置(
2)を上から下へ通される。この時熱媒体ボンづ(1(
)は熱交換器(1)の出口温度が一定となるように熱媒
体流量を調節している。前記潜熱蓄熱装置(2)内には
蓄熱材として表面のみ架橋処理されたポリエチレン棒が
多数光てんされており、140〜150°Cの熱媒体と
直接接触することによりポリエチレン棒の内部のみが上
部より順次熔解して蓄熱される。
しかし、ポリエチレン棒の表面は−L述の如く架橋され
ているので溶解せず、そのままの形状を保っている。
一方、前記加熱された熱媒体の一部、または、加熱され
た熱媒体が熱交換器(1)から来ない場合は熱媒体ター
ビン(6)の圧力で潜熱蓄熱装置(2)内を下から」二
へ通され、内部が熔解したポリエチレン棒に接し、ポリ
エチレンが凝固する時に放出する潜熱で125°C程度
のほぼ一定の温度に加熱された高温の熱媒体が熱媒体加
圧ボ:/づI/4t+で加圧されて直接接触熱交換器(
3)へ導かれ作動媒体であるフロンを加熱し、高圧のフ
ロン蒸気として、フロンタービン(4)に導き、フロン
タービン(4)を回すと同時に直結されている発電4(
] (5)を回して電力を取出す。
フロンタービン(4)を出た低圧フロン蒸気は凝縮器(
6)で冷却水により冷却液化され、フロンボン”5 (
7)で加圧し、フロン予熱器(8)を通って予熱されt
コ後、直接接触熱交換器(3)へもどされる。
一方、フロンに熱を伝え、低温となった高圧の熱媒体は
フロン予熱器(8)を通ってフロンを予熱し、熱媒体タ
ービン(6)を通して動力回収され、低圧低温となって
潜熱蓄熱装置(3)へもどされる。熱媒体加圧ポンプ(
/J1)と熱媒体ターじン(6)は七−ターに直結され
ており、熱媒体ターじン(6)で回収した動力で熱媒体
加圧ポンプ(4])を回し、動力の不足分をt−夕■で
補助している。
第2図は別の実施例を示す。これは、流量の変動する9
0℃程度の温廃水の廃熱をじ一トボンづでる 140〜150℃程度迄昇温して潜熱蓄熱装置へ蓄熱す
装置である。し−トホンづは吸収式でも圧縮式でも使用
可能であるが、以下吸収式し一トポンプを使用するもの
として、説明する。
第2図において、まず、濃度の薄いLiBr溶液は、再
生器に)の伝熱管の外表面に供給され、液膜を形成しつ
つ落下する間に伝熱管内の温廃水により加熱され、水分
を蒸発し、濃縮されて下部に落下する。濃LiBr溶液
は濃液ボンづ(ハ)により、回収器(ハ)(熱交換器)
を経て吸収器(ハ)へ送られ、伝熱管外面へ供給される
一方、再生器(イ)で蒸発させられた水蒸気は隣りの凝
縮器Qυへ移動し、冷却水により凝縮させられ゛C下部
にたまり、冷媒ポジづ(イ)により蒸発器(財)の冷媒
循環ボンづ(イ)の吸込側に供給され、冷媒循環ボンづ
(社)により蒸発器(ハ)の伝熱管外表面へ供給される
。冷媒(水)は蒸発器(ハ)の伝熱管の外表面に液膜を
形成しつつ落下する間に管内の温廃水より熱を奪って蒸
発する。
また、吸収器(2)では、伝熱゛管外表面に供給された
濃L iBr溶液は液膜を形成しつつ蒸発器■からの水
蒸気を吸収して高温となり、管内の熱媒体を加熱する。
水蒸気を吸収して下部にたまった稀LiBr溶液は、稀
液ボンづ翰で回収器(至)を経て再生器@へもどされる
。吸収器(ハ)におけるいBr溶液は濃度が高い程吸収
温度が高いため伝熱管には上下方向の温度勾配ができ、
この勾配とは逆の下方から上方へ熱媒体が流れるため、
完全向流型となり、より高温で熱媒体を取り出すことが
できる。
このようにして140〜150’C迄加熱されたエチレ
ンジリコール、シリコン油、熱媒油等よりなる熱媒体は
、熱媒体ボン″j(10の圧力により潜熱蓄熱装置(2
)へ上から下へ通され、蓄熱される。以後、第1図と同
様にして、温廃水のエネルギーを元にして電力を取り出
すことができる。
上記各実施例は潜熱蓄熱装置の蓄熱材として、ポリエチ
レンを使用し、作動媒体として、フロンを使用した例で
あるが、より高温の廃熱が得られる場合は潜熱蓄熱装置
の蓄熱材としてペンタエスリトールを使用すると190
°C〜200℃で蓄熱し、180℃程度で放熱できるの
で、作動媒体としてフロリノール85(へDカーボン社
商品名、トリフルオロエタノール85七ル%、水15t
ル%)を使用することにより、より効率良く廃熱のエネ
ルギーを電力に変換できる。
太陽熱利用の場合は、核熱で加熱されたカス熱媒を熱交
換器(1)に通すか、あるいは熱交換器(1)の代りに
太陽熱コレクターを使用する。
以」二本発明によれば、例えば現在までは廃棄されてい
た間欠的または変動的に排出される廃熱のエネル干−を
有効に利用して、連続的に安定な例えば電カニネル千−
として取出し、多方面に有効に利用できるものである。
さらに、比較的エネルギー密度の大きい潜熱蓄熱装置と
言えども、このシステム内の装置の内、潜熱蓄熱装置が
最も大型の装置となり、しかも、潜熱蓄熱装置へ熱を出
入させる熱媒体と、熱エネルギーを圧カニネル甲−に変
える作動媒体との間の熱交換に直接接触熱交換器を使用
すると、潜熱蓄熱装置内の圧力も直接接触熱交換器内の
圧力と同一になることから、潜熱蓄熱装置の容器も高圧
に耐えるものにしなければならず、高価になる欠点があ
るが、本発明によれば、潜熱蓄熱装置の圧力を作動媒体
の圧力に無関係に低圧にできるので、潜熱蓄熱装置を安
価に製作でき、大規模なシステムおよび比較的長時間の
蓄熱を要するシステムに応用すれば更に有利となる。
さらに、太陽熱の有効利用も行なえるものである。
また、蓄熱器の容量およびタービン・発電機の出力に余
裕を持たせておけば、夜間の電力単価の安い時には蓄熱
のみを行なって発電せず、昼間の電力単価の高い時に全
出力で発電することにより、工場全体の電力単価の節減
に貢献させることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例におけるフローシート、第2
図は本発明の別の実施例におけるフローシートである。 (1)・・・熱交換器、(2)・・・潜熱蓄熱装置、(
3)・・・直接接触熱交換器、(4)・・・フロンター
ビン、(7)・・・フDンボシプ、(8)・フロン予熱
器、(Ll・・・熱媒体ポンづ、12υ〜(ト)−・吸
収式し一トポーJj、<4])・・・熱媒体圧力ボンづ
、θ抄 fi 媒体タービン、Gl・・・七−夕代理人
   森  本  義  弘 手続補正書(自船 昭和58 年 r月コ4日 、特許庁長官殿 号 2、発明の名称 熱エネルギー回収方法 3、補正をする者 事件との関係  特許出願人 名称 (511)日立造船株式会社 4、代 理 人 住 所 〒潮大阪市西区立売堀1丁目6番17月アマノ
ビル電話大阪06 (532) 4025番(代)氏名
  (6808)弁理士森 本 義 弘5、     
    の日付(発送日)昭和  年  月   日 6、補正により増加する発明の数 7、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 明#]@の図面の簡単な説明の欄 明細書の特許請求の範囲の欄 図面の一部 8、補正の内容 ■明細書の発明の詳細な説明の欄 (1)第8頁第5訂目〜第6行目 「ガス熱媒」とあるを「熱媒体」と訂正する。 ■明細書の図面の簡単な説明の欄 (1)第10頁第2行目 「圧力ポンプ」とあるを「加圧ポンプ」と訂正する。 ■明細書の特許請求の範囲の欄 別紙の通り訂正する。 0図面の第1図 別紙の通り訂正する。 (2) 2、特許請求の範囲 1. 太陽熱コレクターまたはヒートボンプヲ含む熱交
換装置を通して熱媒体を加熱し、加熱された熱媒体を潜
熱蓄熱装置へ通して蓄熱し、前記加熱された熱媒体また
は潜熱蓄熱装置から放出する潜熱により加熱された熱媒
体をボン7°で作動媒体の圧力まで昇圧した後、直接接
触熱交換器へ送入して高圧の作動媒体の蒸気を得、この
作wJ媒体を動力回収用のタービンに通して動力を回収
し、前記直接接触熱交換器で低温になった熱媒体を前記
ポンプを駆動するタービンに通して動力を回収するとと
もに、低圧にして前記W熱蓄熱装置にもどし、熱エネル
ギーを安定な動力として回収する熱エネルギー回収方法
。 (3)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、太陽熱コレクターまたはし−l−ポジづを含む熱交
    換装置を通して熱媒体を加熱し、加熱された熱媒体を潜
    熱蓄熱装置へ通して蓄熱し、前記加熱された熱媒体また
    は潜熱蓄熱装置で放出する潜熱により加熱された熱媒体
    をボンって作動媒体の圧力まで昇圧した後、直接接触熱
    交換器へ送入して高圧の作動媒体の蒸気を得、この作動
    媒体を動力回収用のタービンに通して動力を回収し、前
    記直接接触熱交換器で低温になった熱媒体を前記ポンプ
    を駆動するタービンに通して動力を回収するとともに、
    低圧にして前記潜熱蓄熱装置にもどし、熱エネルギーを
    安定な動力として回収する熱エネルギー回収方法。
JP5329283A 1983-03-28 1983-03-28 熱エネルギ−回収方法 Pending JPS59180016A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012120556A1 (ja) 2011-03-07 2012-09-13 株式会社 日立製作所 太陽熱蒸気サイクルシステム

Cited By (4)

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WO2012120556A1 (ja) 2011-03-07 2012-09-13 株式会社 日立製作所 太陽熱蒸気サイクルシステム
EP2685101A1 (en) * 2011-03-07 2014-01-15 Hitachi, Ltd. Solar heat steam cycle system
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