JPS6118164Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はLNG等の冷熱を冷熱源として利用す
る低沸点媒体サイクルに関するものであり、特に
冷媒の供給がとだえたときの作動媒体の処置に関
するものである。

エネルギ代高騰の時代となつて来たため、従来
では利用されていなかつた熱源を有効利用しよう
という動きが高まりつつあり、そのような利用の
対象としてLNGの冷媒がある。LNGは天然ガス
を液化したもので、産地の液化基地で液化され、
LNGタンカーで輸送されて来る。受入れ側では
これを貯蔵タンクに貯蔵しておき、再気化して使
用するのであるが、LNGは−162℃程度の低温で
あり、燃料等として使用するためには10℃程度の
天然ガスに戻す必要がある。そこで、従来は大量
の海水で暖めて再気化するという手法がとられて
おり、LNGの冷熱は海水を冷やすという形で無
駄に海へすてられていたのである。

最近この冷熱を利用して動力を得るプラントが
作られるようになつた。このようなプラントの形
態は種々の形式があるが、その手法の一つとして
低沸点媒体サイクルを用いる方法がある。このサ
イクルの概念を図により説明すると、凝縮器１に
はLNG２が通じられており、この冷熱で冷却さ
れた低沸点の作動媒体３が液化している。作動媒
体としては各種のフロンやプロパンその他色々な
ものが提案され、あるものは現に使用されてい
る。作動媒体３は作動媒体ポンプ４で昇圧され、
蒸発器５で海水６や排熱により加熱されて蒸発
し、蒸気となつてタービン７に入り、ここで膨張
するときにタービン７に回転力を生じさせる。タ
ービン７は発電機８またはその他の被駆動機を駆
動する。タービン７で仕事をした媒体蒸気は凝縮
器１で凝縮し、循環使用される。

以上のようなサイクルにおいて、何らかの原因
でLNG２の供給がしや断すると、凝縮器１へ流
入するタービン７の排気は凝縮することができな
いから、蒸気のままで凝縮器１内へ蓄積されるこ
とになり、凝縮器１の内圧は上昇してやがては耐
圧を越してしまう。このような事故を防ぐために
はタービン７の入口にある主止め弁９を急閉する
と共に、熱源である海水６の供給をしや断した
り、媒体ポンプ４を停止して蒸発器５への作動媒
体３の供給を止めるなどの処置が行なわれると同
時に作動媒体移送ポンプ１７を起動して作動媒体
系統内の作動媒体を作動媒体貯蔵タンク１２へ移
送し始める。

このような処置をした場合に、蒸発器５の内で
蒸発した作動媒体蒸気は行き場がないので、蒸発
器５の内圧が急速に上昇し、設計圧力の決め方次
第では、それを越えるようなことも起こり得る。
タービン７にはバイパス管１０があり、バイパス
弁１１を開いて蒸発器５内の作動媒体蒸気を凝縮
器１へ逃がす手法も用いられるが、凝縮器１への
冷熱の供給が断たれている場合には、そのような
手段により今度は凝縮器１の内圧が上昇してしま
うから、いずれにせよ、どこかでの圧力上昇はい
なめない。凝縮器１、蒸発器５とも、内圧の異常
上昇からの破壊を防止するためには、圧力逃し装
置（図示せず）を設けることが考えられており、
異常時には作動媒体蒸気を系外へ放出して圧力の
上昇をおさえている。

勿論、各機器を高い圧力に充分耐える設計にす
れば、以上のようなことは関係のないことである
が、耐圧を必要以上に上昇させることは経済性の
点で非現実的な話であり、一方圧力が上昇したと
きに作動媒体蒸気を系外へ放出するのでは、作動
媒体の消耗費の面で同様問題となるばかりでな
く、大気汚染の面から問題になることもある。

本考案、このような点に鑑みて、改良を加えた
冷熱利用低沸点媒体サイクルを提供することを目
的とする。

以下本考案の一例を添付図により説明する。

本考案は、第１図に示すように凝縮器１内の作
動媒体蒸気を減圧しながら貯蔵タンク１２へ逃が
すことにより、作動媒体の系統の急激な圧力上昇
を緩和することを目的としたものである。

本考案の構成としては、凝縮器１の気相部と媒
体の貯蔵タンク１２の気相部とをつなぐ圧力逃し
管１３を設け、その途中に減圧弁、減圧オリフイ
スのような減圧装置１４を置く。

作動媒体貯蔵タンク１２は内部に貯蔵されてい
る作動媒体の圧力を低く保つておくために、冷却
装置１５が装備されており、常に内部を低温に維
持している。本発明ではこのような作動媒体貯蔵
タンクの条件を利用して効果を得る。

LNG２の流れがしや断すると、上述したよう
に蒸発器５の器内圧が上がり、バイパス管１０を
通して高温、高圧の作動媒体蒸気が凝縮器１へ流
入する。流入当初は凝縮器１内の温度も充分低い
が、温度はすぐ上りはじめ、それに応じて器内圧
力も上昇して来るから、本発明では圧力がある規
定値よりも高くなつたら自動的に、あるいは警報
を発して人為的に圧力逃し弁１６を開く。作動媒
体貯蔵タンク１２内は、プラント内の作動媒体圧
力が上昇しているので凝縮器１の内部よりも圧
力、温度共に相対的に低いから、凝縮器１内の作
動媒体蒸気は、圧力逃し管１３を通つて作動媒体
貯蔵タンク１２へ流れるが、その際減圧装置にて
減圧され、減圧による断熱膨張で温度も下がつて
から作動媒体貯蔵タンク１２へ入る。温度が下が
るといつても、同タンク内の温度には及ばない
が、それでもその低下分だけ冷却装置１５の負担
は少なくてすむ。

作動媒体貯蔵タンク１２は、必要に応じてプラ
ント内の作動媒体を回収貯蔵できる容量を有して
いるから、通常運転時には空に近い状態になつて
おり、凝縮器１から流入する作動媒体蒸気を流体
の形で受け入れるに充分な空間はある。冷却装置
１５は、通常運転時には作動媒体貯蔵タンク１２
内を保冷してだけの容量で良いから、LNG２し
や断時に流入する作動媒体蒸気を流入量に応じた
速度で凝縮させるには小さい容量である。しか
し、冷却装置１５は予備機を有しているので、
LNG２しや断時には即刻予備機も起動すること
により冷却能力を増力できる。また、LNG２し
や断直後の蒸発器５器内圧力上昇も海水６の供給
が止まればやがて整定し、機器の耐圧内におさま
るから、凝縮器１を経由して作動媒体貯蔵タンク
１２内へ流入する作動媒体蒸気の量は限られてお
り、一時的に同タンク１２内の圧力がやや上昇し
ても冷却装置の働きにより圧力はやがて規定値に
下がり、プラント全体として安定な状態に落着
く。

以上のように、本考案は凝縮器１と作動媒体貯
蔵タンク１２とをむすぶ圧力逃し管１３と減圧装
置１４を設けるだけで、LNG２しや断時に作動
媒体系統内の作動媒体を効果的に作動媒体貯蔵タ
ンク１２へ回収することにより、作動媒体系統機
器の設計耐圧を必要以上に大きくするとか、作動
媒体を消失するという経済的損失を防ぎ、よつて
省資源、省エネルギに寄与する。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案を組み込んだ冷熱利用低沸点媒体
サイクルの基本系統図である。 １……凝縮器、２……LNG、３……作動媒
体、４……作動媒体ポンプ、５……蒸発器、６…
…海水、７……タービン、８……発電機、９……
主止め弁、１０……バイパス管、１１……バイパ
ス弁、１２……作動媒体貯蔵タンク、１３……圧
力逃し管、１４……減圧装置、１５……冷却装
置、１６……圧力逃し弁、１７……作動媒体移送
ポンプ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 凝縮器と作動媒体貯蔵タンクをむすぶ圧力逃し
   管と、この圧力逃し管の途中に設けられた減圧装
   置とを有することを特徴とする冷熱利用低沸点媒
   体サイクル。