発電装置
【課題】発電用媒体流路に空気が混入することを防止できる発電装置を提供する。
【解決手段】大気圧に対して最も負圧になる凝縮器出口側の発電用媒体圧力が大気圧より正圧になるように、凝縮器への熱の供給量を増加させる。
【解決手段】大気圧に対して最も負圧になる凝縮器出口側の発電用媒体圧力が大気圧より正圧になるように、凝縮器への熱の供給量を増加させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、密閉循環流路を通流する発電用媒体を空気で冷却する凝縮器を備えた発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
媒体に水を用い、熱源で水を加熱して生じた蒸気でタービンを回し、タービンに連結された発電機で発電を行い、タービンから排出された低温蒸気を凝縮器で液化し、液化した水を前記熱源で気化するサイクルを備えた発電装置が知られている。従来の発電装置では、媒体である水を外気と接触させ、水の気化熱による冷却効果で水自身を冷やしていた。例えば、特許文献１は、復水器と、空気抽出器と、復水器冷却器と、復水器冷却器に冷却水を送る循環水ポンプと、循環水ポンプ用電動機と、復水器冷却器の冷却能力を調整するべく循環水ポンプの回転数を制御する制御手段と、を有する復水器システムを開示している。
上記のような、水と外気を直接接触させて冷却する方式とは別の冷却方式として、特許文献２は、発電用その他に利用される蒸気タービンより排気される蒸気を排気管により復水器本体内に形成された風洞に導き、復水器本体に設けられた空気入口部より風洞に導入された空気との熱交換により蒸気を凝縮させて復水する空冷復水器において、復水器本体の空気入口部に設けられた吸気冷却器と、この吸気冷却器に冷却配管を介して接続され冷媒を循環させて空気入口部より風洞に流入する空気を冷却する放熱器と、吸気冷却器より放熱器に戻る冷媒を凝縮させる圧縮機を備える空冷復水器を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−３４３２１１号公報
【特許文献２】特開２００７−１０７８１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のような水と外気を直接接触させて冷却する方式では、水が蒸発するため補給水が必要であり、さらに水の濃縮によりスケールが発生するため、水質管理をしなければならない問題点があった。この問題点を克服する冷却方式として、特許文献２に記載のような空冷方式の冷却器が開発されている。しかし、特許文献２のように、吸気冷却器で冷却された空気によって発電用媒体である蒸気を冷却する方式では、発電用媒体ガスを冷却する冷却器において、冬季に外気温度が発電用媒体の沸点より低下すると発電用媒体ガス流路内が大気に比べて負圧になるために、発電用媒体流路の配管接続部分から空気が混入するという問題があった。
【０００５】
上記の課題を解決するべく、本発明は、発電用媒体流路に空気が混入することを防止できる発電装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、発明者は、大気圧に対して最も負圧になる凝縮器出口側の発電用媒体圧力が大気圧より正圧になるように、凝縮器への熱の供給量を増加させればよいということを発想した。そこで、本発明に係る発電装置は、熱源流体の熱で発電用媒体を蒸発させる蒸発器と、前記蒸発器から排出された発電用媒体で回転するタービンと、前記タービンに接続された発電機と、前記タービンから排出された発電用媒体を空気で冷却して凝縮させる凝縮器と、前記凝縮器から排出される発電用媒体の圧力を測定する圧力計と、前記凝縮器から排出される発電用媒体を前記蒸発器に送る循環ポンプと、前記循環ポンプの流量を制御する制御装置を備える発電装置であって、前記制御装置は、大気圧以上の予め定めた圧力値を目標圧力値として、または前記大気圧に所定の値を加えた値を目標圧力値として設定され、前記圧力計の圧力値が前記目標圧力値より高い場合は、前記凝縮器への熱供給量を減らし、前記圧力計の圧力値が前記目標圧力値より低い場合は、前記凝縮器への熱供給量を増やすことを基本的な特徴とする。熱源流体としては、例えば、地熱水や工場排熱などが利用できる。凝縮器へ供給される熱の温度は、発電用媒体の沸点より高い温度である。
【０００７】
このような構成にすれば、凝縮器へ供給される熱量を増加することで、凝縮器出口側の発電用媒体の温度の低下を防止できる。したがって、凝縮器での流入熱量より放熱量が多くなって凝縮器出口側の発電用媒体の温度が沸点より低下することによって凝縮器出口側が大気圧より負圧になるという状況を避けることができる。
【０００８】
上記の発電装置の一つの態様としては、前記基本的な特徴を備えた発電装置において、前記制御装置は、前記圧力計の圧力値が前記目標圧力値より高い場合は、前記循環ポンプの発電用媒体流量を減らし、前記圧力計の圧力値が前記目標圧力値より低い場合は、前記循環ポンプの発電用媒体流量を増やすようにしてもよい。
【０００９】
このような構成にすれば、凝縮器出口側が大気圧より負圧になるという状況を避けることができると共に、熱の供給量が調節し易くなる。
また、上記の発電装置の別の態様としては、前記タービン出口から前記凝縮器入口を接続する配管に第１流量調整バルブを設け、前記制御装置は、前記圧力計の圧力値が前記目標圧力値より高い場合は、前記第１流量調整バルブのバルブ開度を減らし、前記圧力計の圧力値が前記目標圧力値より低い場合は、前記第１流量調整バルブのバルブ開度を増やすようにしてもよい。
【００１０】
このような構成にすれば、凝縮器出口側が大気圧より負圧になるという状況を避けることができると共に、凝縮器への熱の供給量が調節し易くなる。
また、上記の発電装置の別の態様としては、前記基本的な特徴を備えた発電装置において、前記タービン入口から前記凝縮器入口を接続するバイパス流路を設け、前記バイパス流路に第２流量調整バルブを設け、前記制御装置は、前記圧力計の圧力値が前記目標圧力値より高い場合は、前記第２流量調整バルブのバルブ開度を減らし、前記圧力計の圧力値が前記目標圧力値より低い場合は、前記第２流量調整バルブのバルブ開度を増やすようにしてもよい。
【００１１】
このような構成にすれば、凝縮器出口側が大気圧より負圧になるという状況を避けることができると共に、凝縮器への熱の供給量が調節し易くなる。
また、上記の発電装置の別の態様としては、前記基本的な特徴を備えた発電装置において、前記凝縮器は、大気圧における発電用媒体の沸点より高い温度の前記熱源流体で加温されることがより望ましい。より具体的には、前記の特徴を備えた発電装置において、大気圧における発電用媒体の沸点より高い温度の前記熱源流体を通流して前記凝縮器を加温する第１加温流路を設け、前記第１加温流路に加温用ポンプを設けるかまたは前記熱源流体を分流して第１加温流路に流入させる分岐点に３方弁を設け、前記制御装置は、前記圧力計の圧力値が前記目標圧力値より高い場合は、前記第１加温流路を通流する前記熱源流体の流量を減らし、前記圧力計の圧力値が前記目標圧力値より低い場合は、前記第１加温流路を通流する前記熱源流体の流量を増やすように前記加温用ポンプまたは前記３方弁を制御するようにしてもよい。その際、前記第１加温流路を通流する前記熱源流体に、前記蒸発器より下流側の熱源流体を用いる事がより望ましい。さらに、前記凝縮器の加温される部位が、前記凝縮器の出口ヘッダ部であることがより望ましい。
【００１２】
このような構成にすれば、凝縮器出口側が大気圧より負圧になるという状況を避けることができると共に、発電用媒体を加熱した後の熱源流体の熱を利用する場合には、発電量が減ることがなく、従来そのまま排出されていた低温排熱を有効利用できる。
【００１３】
また、上記の発電装置の別の態様としては、前記基本的な特徴を備えた発電装置において、前記蒸発器と前記循環ポンプの間に前記蒸発器から出た前記熱源流体と前記循環ポンプから出た前記発電用媒体を熱交換する予熱器を備え、前記予熱器からでた発電用媒体の一部を分流させて、分流した前記発電用媒体の熱を前記凝縮器に供給する第２加温流路を設け、前記第２加温流路に第３流量調整バルブを設け、前記制御装置は、前記圧力計の圧力値が前記目標圧力値より高い場合は、前記第２加温流路を通流する前記熱源流体の流量を減らし、前記圧力計の圧力値が前記目標圧力値より低い場合は、前記第２加温流路を通流する前記熱源流体の流量を増やすように前記第３流量調整バルブを制御することとしてもよい。
【００１４】
このような構成にすれば、凝縮器出口側が大気圧より負圧になるという状況を避けることができると共に、予熱器を備えているので熱源流体から回収できる熱量を増加できる。
より具体的には、前記第２加温流路が、前記予熱器の発電用媒体出口側と前記凝縮器の入口側を接続する流路であり、前記予熱器で加熱された発電用媒体が、前記凝縮器の入口側へ供給されるようにしてもよい。また、前記第２加温流路が、前記予熱器の発電用媒体出口側と前記凝縮器の出口ヘッダ部を接続する流路であり、前記予熱器で加熱された発電用媒体が、前記凝縮器の出口ヘッダ部へ供給されるようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、発電用媒体流路に空気が混入することを防止できる発電装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る構成図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る構成図である。
【図３】本発明の第３の実施形態に係る構成図である。
【図４】本発明の第４の実施形態に係る構成図である。
【図５】本発明の第５の実施形態に係る構成図である。
【図６】本発明の第５の実施形態に係る凝縮器の概略構成図である。
【図７】本発明の第６の実施形態に係る構成図である。
【図８】本発明の第６の実施形態に係る凝縮器の概略構成図である。
【図９】本発明の第７の実施形態に係る構成図である。
【図１０】本発明の第７の実施形態に係る凝縮器の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明に係る発電装置の実施形態を図面を参照しながら説明する。なお、本発明は、下記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲内で適宜変形して実施することができるものである。
【００１８】
本発明に係る第１の実施形態について、図面を用いて説明する。図１は、第１の実施形態における発電装置の主な構成図である。図１は、図２から図４にとって共通の構造を備えているため、同一の構成要素については、同一の符号を付け、重複する説明は省略する。
【００１９】
熱源流体入口１から流入した熱源流体は、配管を通って蒸発器３、予熱器８を通流後、熱源流体出口１５へ排出される。熱源流体入口１の近傍の配管に熱源流体の流量を測定する流量計１６と、温度計１７が設置されている。発電用媒体が通流する部分としては、循環ポンプ７、予熱器８、蒸発器３、タービン４および凝縮器６が、順に環状に配管で接続されており、タービン４と凝縮器６の間の配管に温度計２０と圧力計２１を備え、凝縮器６と循環ポンプ７との間の配管に温度計２２と圧力計２３を備えている。予熱器８では、蒸発器３から排出された熱源流体で凝縮器６から排出された液状の発電用媒体を加熱している。なお、予熱器８は必須ではないが、予熱器８を備える構成にすると、熱源流体から回収できる熱量を増加できる。
【００２０】
予熱器８で予熱された液状の発電用媒体は、蒸発器３で気化され、ガス状の発電用媒体がタービン４へ供給される。蒸発器３とタービン４を接続する配管には気化した発電用媒体の温度と圧力をそれぞれ測定する温度計と圧力計が設置されている。
【００２１】
タービン４は、タービン入口側にある蒸発器３で生じる高圧と、タービン出口側にある凝縮器６により生じる低圧との間の圧力差によって発電用媒体が高圧側から低圧側へ移動する力を受けて回転する。タービン４の回転軸は、発電機５に連結されており、タービン５の回転により発電機５は発電する。タービンの回転数を計測する回転数計２５が設置されている。発電機５の出力は、電力変換器３０に入力され、各制御装置４０，４１，４２，４３，４４，４５の指令に基づいて所定の電圧の直流電力、または所定の電圧と周波数の交流電力へ変換され、外部へ出力される。
【００２２】
タービン４から排出された発電用媒体は、凝縮器６へ導入される。凝縮器６は、空冷式の熱交換器であり、外部からの電力の供給なしに、隔壁を介して外気と発電用媒体との間で熱交換が行われる。凝縮器６の具体的構造としては、例えば、フィンチューブ型の熱交換器が望ましい。
【００２３】
図１、図２、図３、図４、図５、図７、図９において、温度計１７，２０，２２，２６、圧力計２１，２３、流量計１６、回転数計２５の各値は、図中に破線で示した信号線を通して制御装置４０，４１，４２，４３，４４，４５，４６にぞれぞれ入力されている。また、これら制御装置は、発電装置が外部へ出力する電圧や周波数に関する指令を電力変換器３０へ出力している。さらに、これら制御装置は、循環ポンプ７を制御して発電用媒体の流量を調整している。
【００２４】
図１に示した第１の実施形態の制御装置４０では、大気圧より若干高い圧力を目標圧力値として、凝縮器６出口側に備えた圧力計２３の圧力が目標圧力になるように循環ポンプ７の流量を制御する。圧力計２３の圧力が目標圧力より高い場合は、目標圧力と実測圧力の乖離の程度に応じて循環ポンプ７の流量を減らし、圧力計２３の圧力が目標圧力より低い場合は、目標圧力と実測圧力の乖離の程度に応じて循環ポンプ７の流量を増やすように制御する。目標圧力に幅を持たせるように上限値、下限値を設定して、圧力計２３の圧力が目標圧力上限値より高い場合は、目標圧力と実測圧力の乖離の程度に応じて循環ポンプ７の流量を減らし、圧力計２３の圧力が目標圧力下限値より低い場合は、目標圧力と実測圧力の乖離の程度に応じて循環ポンプ７の流量を増やすように制御してもよい。
【００２５】
図２は、第２の実施形態における発電装置の主な構成図である。第２の実施形態では、図１の発電装置に加えて、凝縮器６の上流側配管に第１流量調整バルブ１９を備えている。制御装置４１は、第１流量調整バルブ１９のバルブ開度を制御して、凝縮器６へ流入する発電用媒体の流量を調整している。通常運転時には、第１流量調整バルブ１９のバルブ開度は、全開ではなく、予め定めた開度の絞りを行っている。制御装置４１は、凝縮器６出口側に備えた圧力計２３の圧力が大気圧より低くならないように第１流量調整バルブ１９のバルブ開度を制御している。具体的には、大気圧より若干高い圧力を目標圧力値として、圧力計２３の圧力が目標圧力になるように第１流量調整バルブ１９のバルブ開度を制御する。圧力計２３の圧力が目標圧力より高い場合は、第１流量調整バルブ１９のバルブ開度を予め定めた開度になるように制御する。圧力計２３の圧力が目標圧力より低い場合は、目標圧力と実測圧力の乖離の程度に応じて第１流量調整バルブ１９のバルブ開度を予め定めた開度よりも開くように制御する。第１流量調整バルブ１９のバルブ開度が全開であっても圧力計２３の圧力が目標圧力より低い場合は、循環ポンプ７の流量を増やすように制御する。
【００２６】
図３は、第３の実施形態における発電装置の主な構成図である。第３の実施形態では、図１の発電装置に加えて、タービン入口から凝縮器入口を連通するバイパス流路１８を備え、さらに、このバイパス流路１８に第２流量調整バルブ２０を備えている。制御装置４２は、第２流量調整バルブ２０のバルブ開度を制御して、バイパス流路１８を経由して凝縮器６へ流入する発電用媒体の流量を調整している。通常運転時には、第２流量調整バルブ２０のバルブ開度は、全閉である。制御装置４２は、大気圧より若干高い圧力を目標圧力値として、圧力計２３の圧力が目標圧力になるように第２流量調整バルブ２０のバルブ開度を制御する。具体的には、圧力計２３の圧力が目標圧力より高い場合は、第２流量調整バルブ２０のバルブ開度を全閉になるように制御する。圧力計２３の圧力が目標圧力より低い場合は、目標圧力と実測圧力の乖離の程度に応じて第２流量調整バルブ２０のバルブ開度を開くように制御する。
【００２７】
図４は、第４の実施形態における発電装置の主な構成図である。第４の実施形態では、図１の発電装置に加えて、蒸発器３の下流側に温度計２６を備える。そして、蒸発器３より下流の熱源流体を一部分岐させて、分岐した熱源流体の熱を凝縮器６に供給する第１加温流路３１を備え、第１加温流路３１に加熱用ポンプ２４を備えている。温度計２２の温度が温度計２６の温度より低い場合において、制御装置４３は、加熱用ポンプ２４の流量を制御して、第１加温流路３１を経由して凝縮器６へ伝熱する熱の供給量を調整している。通常運転時には、加熱用ポンプ２４は、休止している。制御装置４３は、大気圧より若干高い圧力を目標圧力値として、圧力計２３の圧力が目標圧力になるように加熱用ポンプ２４の流量を制御する。具体的には、圧力計２３の圧力が目標圧力より高い場合は、加熱用ポンプ２４の流量をゼロにする。圧力計２３の圧力が目標圧力より低い場合は、目標圧力と実測圧力の乖離の程度に応じて加熱用ポンプ２４の流量を増加するように制御する。加温に使用された後の熱源流体は、熱源流体出口１５へ排出される。温度計２２の温度が温度計２６の温度より低いことが明らかな場合では、温度計２６を省略してもよい。
【００２８】
図５は、第５の実施形態における発電装置の主な構成図である。第５の実施形態では、図１の発電装置に加えて、蒸発器３の下流側に温度計２６を備える。そして、蒸発器３より下流の熱源流体を一部分岐させて、分岐した熱源流体の熱を凝縮器６に供給する第１加温流路３１を備え、熱源流体流路２と第１加温流路３１の上流側の分岐点に３方弁２７を備えている。蒸発器３と３方弁２７の間に、循環ポンプ７から出た発電用媒体と蒸発器３から出た熱源流体とで熱交換する予熱器８を備えることがより望ましい。３方弁２７は、熱源流体流路２と第１加温流路３１とに流れる熱源流体の流量分配比率を調整している。温度計２２の温度が温度計２６の温度より低い場合において、制御装置４３は、３方弁２７の流量分配比率を変更して第１加温流路３１への流量を増減して、第１加温流路３１を経由して凝縮器６へ伝熱する熱の供給量を調整している。通常運転時には、３方弁２７の流量分配比率は、第１加温流路３１への流量がゼロになるようにしている。より具体的には、制御装置４４は、大気圧より若干高い圧力を目標圧力値として、圧力計２３の圧力が目標圧力になるように３方弁２７の流量分配比率を制御する。圧力計２３の圧力が目標圧力より高い場合は、目標圧力と実測圧力の乖離の程度に応じて３方弁２７の流量分配比率を第１加温流路３１への流量が減るように制御し、圧力計２３の圧力が目標圧力より低い場合は、目標圧力と実測圧力の乖離の程度に応じて３方弁２７の流量分配比率を第１加温流路３１への流量が増えるように制御する。目標圧力に幅を持たせるように上限値、下限値を設定して、圧力計２３の圧力が目標圧力上限値より高い場合は、目標圧力と実測圧力の乖離の程度に応じて３方弁２７の流量分配比率を第１加温流路３１への流量が減るように制御し、圧力計２３の圧力が目標圧力下限値より低い場合は、目標圧力と実測圧力の乖離の程度に応じて３方弁２７の流量分配比率を第１加温流路３１への流量が増えるように制御してもよい。加温に使用された後の熱源流体は、熱源流体出口１５へ排出される。温度計２２の温度が温度計２６の温度より低いことが明らかな場合では、温度計２６を省略してもよい。
【００２９】
図６は、第５の実施形態における凝縮器６の概略構成図である。ガス状の発電用媒体は、凝縮器入口ヘッダ部３４で各熱交換細管３５に分流され、ここを通流する過程で熱交換細管３５の管壁を介して空気と熱交換して冷却されて、液化する。その後、液化した発電用媒体は、凝縮器出口ヘッダ部３６で第１加温流路３１の暖かい熱源流体と熱交換され、凝縮器出口ヘッダ部３６が加温される。その後、液化した発電用媒体は、凝縮器出口ヘッダ部３６から循環ポンプ７へ流れる。
【００３０】
図７は、第６の実施形態における発電装置の主な構成図である。第６の実施形態では、図１の発電装置に加えて、予熱器８出口と凝縮器出口ヘッダ部３６とを接続する第２加温流路３２を備えている。第２加温流路３２には、第３流量調整バルブ３３を備えており、制御装置４５は、第３流量調整バルブ３３のバルブ開度を制御して、第２加温流路３２を経由して凝縮器３８へ流入する発電用媒体の流量を調整している。通常運転時には、第３流量調整バルブ３３のバルブ開度は、全閉である。制御装置４５は、大気圧より若干高い圧力を目標圧力値として、圧力計２３の圧力が目標圧力になるように第３流量調整バルブ３３のバルブ開度を制御する。具体的には、圧力計２３の圧力が目標圧力より高い場合は、第３流量調整バルブ３３のバルブ開度を全閉になるように制御する。圧力計２３の圧力が目標圧力より低い場合は、目標圧力と実測圧力の乖離の程度に応じて第３流量調整バルブ３３のバルブ開度を開くように制御する。
【００３１】
図８は、第６の実施形態における凝縮器３８の概略構成図である。ガス状の発電用媒体は、凝縮器入口ヘッダ部３４で各熱交換細管３５に分流され、ここを通流する過程で熱交換細管３５の管壁を介して空気と熱交換して冷却されて、液化する。その後、液化した発電用媒体は、凝縮器出口ヘッダ部３６で第２加温流路３２の暖かい発電用媒体と合流され、凝縮器出口ヘッダ部３６が加温される。その後、液化している発電用媒体は、凝縮器出口ヘッダ部３６から循環ポンプ７へ流れる。
【００３２】
図９は、第７の実施形態における発電装置の主な構成図である。第７の実施形態では、図１の発電装置に加えて、予熱器８出口と凝縮器３９の凝縮器入口ヘッダ部３４とを接続する第２加温流路５０を備えている。第２加温流路５０には、第３流量調整バルブ３３を備えており、制御装置４６は、第３流量調整バルブ３３のバルブ開度を制御して、第２加温流路５０を経由して凝縮器３９へ流入する発電用媒体の流量を調整している。通常運転時には、第３流量調整バルブ３３のバルブ開度は、全閉である。制御装置４６は、大気圧より若干高い圧力を目標圧力値として、圧力計２３の圧力が目標圧力になるように第３流量調整バルブ３３のバルブ開度を制御する。具体的には、圧力計２３の圧力が目標圧力より高い場合は、第３流量調整バルブ３３のバルブ開度を全閉になるように制御する。圧力計２３の圧力が目標圧力より低い場合は、目標圧力と実測圧力の乖離の程度に応じて第３流量調整バルブ３３のバルブ開度を開くように制御する。
【００３３】
図１０は、第７の実施形態における凝縮器３９の概略構成図である。タービン４から流入するガス状の発電用媒体は、凝縮器入口ヘッダ部３４で第２加温流路５０の暖かい発電用媒体と合流され、凝縮器３９を通過する発電用媒体全体の温度が上昇する。混合されたガス状の発電用媒体は、凝縮器入口ヘッダ部３４で各熱交換細管３５に分流され、ここを通流する過程で熱交換細管３５の管壁を介して空気と熱交換して冷却されて、液化する。その後、液化した発電用媒体は、凝縮器出口ヘッダ部３６から循環ポンプ７へ流れる。
【符号の説明】
【００３４】
１ 熱源流体入口
２ 熱源流体流路
３ 蒸発器
４ タービン
５ 発電機
６，３８，３９ 凝縮器
７ 循環ポンプ
８ 予熱器
１５ 熱源流体出口
１６ 流量計
１７，２０，２２，２６ 温度計
１８ バイパス流路
１９ 第１流量調整バルブ
２０ 第２流量調整バルブ
２１，２３ 圧力計
２４ 加熱用ポンプ
２５ 回転数計
２７ ３方弁
３０ 電力変換器
３１ 第１加温流路
３２, ５０ 第２加温流路
３３ 第３流量調整バルブ
３４ 凝縮器入口ヘッダ部
３５ 熱交換細管
３６ 凝縮器出口ヘッダ部
３７ フィン
４０，４１，４２，４３，４４，４５，４６ 制御装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、密閉循環流路を通流する発電用媒体を空気で冷却する凝縮器を備えた発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
媒体に水を用い、熱源で水を加熱して生じた蒸気でタービンを回し、タービンに連結された発電機で発電を行い、タービンから排出された低温蒸気を凝縮器で液化し、液化した水を前記熱源で気化するサイクルを備えた発電装置が知られている。従来の発電装置では、媒体である水を外気と接触させ、水の気化熱による冷却効果で水自身を冷やしていた。例えば、特許文献１は、復水器と、空気抽出器と、復水器冷却器と、復水器冷却器に冷却水を送る循環水ポンプと、循環水ポンプ用電動機と、復水器冷却器の冷却能力を調整するべく循環水ポンプの回転数を制御する制御手段と、を有する復水器システムを開示している。
上記のような、水と外気を直接接触させて冷却する方式とは別の冷却方式として、特許文献２は、発電用その他に利用される蒸気タービンより排気される蒸気を排気管により復水器本体内に形成された風洞に導き、復水器本体に設けられた空気入口部より風洞に導入された空気との熱交換により蒸気を凝縮させて復水する空冷復水器において、復水器本体の空気入口部に設けられた吸気冷却器と、この吸気冷却器に冷却配管を介して接続され冷媒を循環させて空気入口部より風洞に流入する空気を冷却する放熱器と、吸気冷却器より放熱器に戻る冷媒を凝縮させる圧縮機を備える空冷復水器を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−３４３２１１号公報
【特許文献２】特開２００７−１０７８１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のような水と外気を直接接触させて冷却する方式では、水が蒸発するため補給水が必要であり、さらに水の濃縮によりスケールが発生するため、水質管理をしなければならない問題点があった。この問題点を克服する冷却方式として、特許文献２に記載のような空冷方式の冷却器が開発されている。しかし、特許文献２のように、吸気冷却器で冷却された空気によって発電用媒体である蒸気を冷却する方式では、発電用媒体ガスを冷却する冷却器において、冬季に外気温度が発電用媒体の沸点より低下すると発電用媒体ガス流路内が大気に比べて負圧になるために、発電用媒体流路の配管接続部分から空気が混入するという問題があった。
【０００５】
上記の課題を解決するべく、本発明は、発電用媒体流路に空気が混入することを防止できる発電装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、発明者は、大気圧に対して最も負圧になる凝縮器出口側の発電用媒体圧力が大気圧より正圧になるように、凝縮器への熱の供給量を増加させればよいということを発想した。そこで、本発明に係る発電装置は、熱源流体の熱で発電用媒体を蒸発させる蒸発器と、前記蒸発器から排出された発電用媒体で回転するタービンと、前記タービンに接続された発電機と、前記タービンから排出された発電用媒体を空気で冷却して凝縮させる凝縮器と、前記凝縮器から排出される発電用媒体の圧力を測定する圧力計と、前記凝縮器から排出される発電用媒体を前記蒸発器に送る循環ポンプと、前記循環ポンプの流量を制御する制御装置を備える発電装置であって、前記制御装置は、大気圧以上の予め定めた圧力値を目標圧力値として、または前記大気圧に所定の値を加えた値を目標圧力値として設定され、前記圧力計の圧力値が前記目標圧力値より高い場合は、前記凝縮器への熱供給量を減らし、前記圧力計の圧力値が前記目標圧力値より低い場合は、前記凝縮器への熱供給量を増やすことを基本的な特徴とする。熱源流体としては、例えば、地熱水や工場排熱などが利用できる。凝縮器へ供給される熱の温度は、発電用媒体の沸点より高い温度である。
【０００７】
このような構成にすれば、凝縮器へ供給される熱量を増加することで、凝縮器出口側の発電用媒体の温度の低下を防止できる。したがって、凝縮器での流入熱量より放熱量が多くなって凝縮器出口側の発電用媒体の温度が沸点より低下することによって凝縮器出口側が大気圧より負圧になるという状況を避けることができる。
【０００８】
上記の発電装置の一つの態様としては、前記基本的な特徴を備えた発電装置において、前記制御装置は、前記圧力計の圧力値が前記目標圧力値より高い場合は、前記循環ポンプの発電用媒体流量を減らし、前記圧力計の圧力値が前記目標圧力値より低い場合は、前記循環ポンプの発電用媒体流量を増やすようにしてもよい。
【０００９】
このような構成にすれば、凝縮器出口側が大気圧より負圧になるという状況を避けることができると共に、熱の供給量が調節し易くなる。
また、上記の発電装置の別の態様としては、前記タービン出口から前記凝縮器入口を接続する配管に第１流量調整バルブを設け、前記制御装置は、前記圧力計の圧力値が前記目標圧力値より高い場合は、前記第１流量調整バルブのバルブ開度を減らし、前記圧力計の圧力値が前記目標圧力値より低い場合は、前記第１流量調整バルブのバルブ開度を増やすようにしてもよい。
【００１０】
このような構成にすれば、凝縮器出口側が大気圧より負圧になるという状況を避けることができると共に、凝縮器への熱の供給量が調節し易くなる。
また、上記の発電装置の別の態様としては、前記基本的な特徴を備えた発電装置において、前記タービン入口から前記凝縮器入口を接続するバイパス流路を設け、前記バイパス流路に第２流量調整バルブを設け、前記制御装置は、前記圧力計の圧力値が前記目標圧力値より高い場合は、前記第２流量調整バルブのバルブ開度を減らし、前記圧力計の圧力値が前記目標圧力値より低い場合は、前記第２流量調整バルブのバルブ開度を増やすようにしてもよい。
【００１１】
このような構成にすれば、凝縮器出口側が大気圧より負圧になるという状況を避けることができると共に、凝縮器への熱の供給量が調節し易くなる。
また、上記の発電装置の別の態様としては、前記基本的な特徴を備えた発電装置において、前記凝縮器は、大気圧における発電用媒体の沸点より高い温度の前記熱源流体で加温されることがより望ましい。より具体的には、前記の特徴を備えた発電装置において、大気圧における発電用媒体の沸点より高い温度の前記熱源流体を通流して前記凝縮器を加温する第１加温流路を設け、前記第１加温流路に加温用ポンプを設けるかまたは前記熱源流体を分流して第１加温流路に流入させる分岐点に３方弁を設け、前記制御装置は、前記圧力計の圧力値が前記目標圧力値より高い場合は、前記第１加温流路を通流する前記熱源流体の流量を減らし、前記圧力計の圧力値が前記目標圧力値より低い場合は、前記第１加温流路を通流する前記熱源流体の流量を増やすように前記加温用ポンプまたは前記３方弁を制御するようにしてもよい。その際、前記第１加温流路を通流する前記熱源流体に、前記蒸発器より下流側の熱源流体を用いる事がより望ましい。さらに、前記凝縮器の加温される部位が、前記凝縮器の出口ヘッダ部であることがより望ましい。
【００１２】
このような構成にすれば、凝縮器出口側が大気圧より負圧になるという状況を避けることができると共に、発電用媒体を加熱した後の熱源流体の熱を利用する場合には、発電量が減ることがなく、従来そのまま排出されていた低温排熱を有効利用できる。
【００１３】
また、上記の発電装置の別の態様としては、前記基本的な特徴を備えた発電装置において、前記蒸発器と前記循環ポンプの間に前記蒸発器から出た前記熱源流体と前記循環ポンプから出た前記発電用媒体を熱交換する予熱器を備え、前記予熱器からでた発電用媒体の一部を分流させて、分流した前記発電用媒体の熱を前記凝縮器に供給する第２加温流路を設け、前記第２加温流路に第３流量調整バルブを設け、前記制御装置は、前記圧力計の圧力値が前記目標圧力値より高い場合は、前記第２加温流路を通流する前記熱源流体の流量を減らし、前記圧力計の圧力値が前記目標圧力値より低い場合は、前記第２加温流路を通流する前記熱源流体の流量を増やすように前記第３流量調整バルブを制御することとしてもよい。
【００１４】
このような構成にすれば、凝縮器出口側が大気圧より負圧になるという状況を避けることができると共に、予熱器を備えているので熱源流体から回収できる熱量を増加できる。
より具体的には、前記第２加温流路が、前記予熱器の発電用媒体出口側と前記凝縮器の入口側を接続する流路であり、前記予熱器で加熱された発電用媒体が、前記凝縮器の入口側へ供給されるようにしてもよい。また、前記第２加温流路が、前記予熱器の発電用媒体出口側と前記凝縮器の出口ヘッダ部を接続する流路であり、前記予熱器で加熱された発電用媒体が、前記凝縮器の出口ヘッダ部へ供給されるようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、発電用媒体流路に空気が混入することを防止できる発電装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る構成図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る構成図である。
【図３】本発明の第３の実施形態に係る構成図である。
【図４】本発明の第４の実施形態に係る構成図である。
【図５】本発明の第５の実施形態に係る構成図である。
【図６】本発明の第５の実施形態に係る凝縮器の概略構成図である。
【図７】本発明の第６の実施形態に係る構成図である。
【図８】本発明の第６の実施形態に係る凝縮器の概略構成図である。
【図９】本発明の第７の実施形態に係る構成図である。
【図１０】本発明の第７の実施形態に係る凝縮器の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明に係る発電装置の実施形態を図面を参照しながら説明する。なお、本発明は、下記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲内で適宜変形して実施することができるものである。
【００１８】
本発明に係る第１の実施形態について、図面を用いて説明する。図１は、第１の実施形態における発電装置の主な構成図である。図１は、図２から図４にとって共通の構造を備えているため、同一の構成要素については、同一の符号を付け、重複する説明は省略する。
【００１９】
熱源流体入口１から流入した熱源流体は、配管を通って蒸発器３、予熱器８を通流後、熱源流体出口１５へ排出される。熱源流体入口１の近傍の配管に熱源流体の流量を測定する流量計１６と、温度計１７が設置されている。発電用媒体が通流する部分としては、循環ポンプ７、予熱器８、蒸発器３、タービン４および凝縮器６が、順に環状に配管で接続されており、タービン４と凝縮器６の間の配管に温度計２０と圧力計２１を備え、凝縮器６と循環ポンプ７との間の配管に温度計２２と圧力計２３を備えている。予熱器８では、蒸発器３から排出された熱源流体で凝縮器６から排出された液状の発電用媒体を加熱している。なお、予熱器８は必須ではないが、予熱器８を備える構成にすると、熱源流体から回収できる熱量を増加できる。
【００２０】
予熱器８で予熱された液状の発電用媒体は、蒸発器３で気化され、ガス状の発電用媒体がタービン４へ供給される。蒸発器３とタービン４を接続する配管には気化した発電用媒体の温度と圧力をそれぞれ測定する温度計と圧力計が設置されている。
【００２１】
タービン４は、タービン入口側にある蒸発器３で生じる高圧と、タービン出口側にある凝縮器６により生じる低圧との間の圧力差によって発電用媒体が高圧側から低圧側へ移動する力を受けて回転する。タービン４の回転軸は、発電機５に連結されており、タービン５の回転により発電機５は発電する。タービンの回転数を計測する回転数計２５が設置されている。発電機５の出力は、電力変換器３０に入力され、各制御装置４０，４１，４２，４３，４４，４５の指令に基づいて所定の電圧の直流電力、または所定の電圧と周波数の交流電力へ変換され、外部へ出力される。
【００２２】
タービン４から排出された発電用媒体は、凝縮器６へ導入される。凝縮器６は、空冷式の熱交換器であり、外部からの電力の供給なしに、隔壁を介して外気と発電用媒体との間で熱交換が行われる。凝縮器６の具体的構造としては、例えば、フィンチューブ型の熱交換器が望ましい。
【００２３】
図１、図２、図３、図４、図５、図７、図９において、温度計１７，２０，２２，２６、圧力計２１，２３、流量計１６、回転数計２５の各値は、図中に破線で示した信号線を通して制御装置４０，４１，４２，４３，４４，４５，４６にぞれぞれ入力されている。また、これら制御装置は、発電装置が外部へ出力する電圧や周波数に関する指令を電力変換器３０へ出力している。さらに、これら制御装置は、循環ポンプ７を制御して発電用媒体の流量を調整している。
【００２４】
図１に示した第１の実施形態の制御装置４０では、大気圧より若干高い圧力を目標圧力値として、凝縮器６出口側に備えた圧力計２３の圧力が目標圧力になるように循環ポンプ７の流量を制御する。圧力計２３の圧力が目標圧力より高い場合は、目標圧力と実測圧力の乖離の程度に応じて循環ポンプ７の流量を減らし、圧力計２３の圧力が目標圧力より低い場合は、目標圧力と実測圧力の乖離の程度に応じて循環ポンプ７の流量を増やすように制御する。目標圧力に幅を持たせるように上限値、下限値を設定して、圧力計２３の圧力が目標圧力上限値より高い場合は、目標圧力と実測圧力の乖離の程度に応じて循環ポンプ７の流量を減らし、圧力計２３の圧力が目標圧力下限値より低い場合は、目標圧力と実測圧力の乖離の程度に応じて循環ポンプ７の流量を増やすように制御してもよい。
【００２５】
図２は、第２の実施形態における発電装置の主な構成図である。第２の実施形態では、図１の発電装置に加えて、凝縮器６の上流側配管に第１流量調整バルブ１９を備えている。制御装置４１は、第１流量調整バルブ１９のバルブ開度を制御して、凝縮器６へ流入する発電用媒体の流量を調整している。通常運転時には、第１流量調整バルブ１９のバルブ開度は、全開ではなく、予め定めた開度の絞りを行っている。制御装置４１は、凝縮器６出口側に備えた圧力計２３の圧力が大気圧より低くならないように第１流量調整バルブ１９のバルブ開度を制御している。具体的には、大気圧より若干高い圧力を目標圧力値として、圧力計２３の圧力が目標圧力になるように第１流量調整バルブ１９のバルブ開度を制御する。圧力計２３の圧力が目標圧力より高い場合は、第１流量調整バルブ１９のバルブ開度を予め定めた開度になるように制御する。圧力計２３の圧力が目標圧力より低い場合は、目標圧力と実測圧力の乖離の程度に応じて第１流量調整バルブ１９のバルブ開度を予め定めた開度よりも開くように制御する。第１流量調整バルブ１９のバルブ開度が全開であっても圧力計２３の圧力が目標圧力より低い場合は、循環ポンプ７の流量を増やすように制御する。
【００２６】
図３は、第３の実施形態における発電装置の主な構成図である。第３の実施形態では、図１の発電装置に加えて、タービン入口から凝縮器入口を連通するバイパス流路１８を備え、さらに、このバイパス流路１８に第２流量調整バルブ２０を備えている。制御装置４２は、第２流量調整バルブ２０のバルブ開度を制御して、バイパス流路１８を経由して凝縮器６へ流入する発電用媒体の流量を調整している。通常運転時には、第２流量調整バルブ２０のバルブ開度は、全閉である。制御装置４２は、大気圧より若干高い圧力を目標圧力値として、圧力計２３の圧力が目標圧力になるように第２流量調整バルブ２０のバルブ開度を制御する。具体的には、圧力計２３の圧力が目標圧力より高い場合は、第２流量調整バルブ２０のバルブ開度を全閉になるように制御する。圧力計２３の圧力が目標圧力より低い場合は、目標圧力と実測圧力の乖離の程度に応じて第２流量調整バルブ２０のバルブ開度を開くように制御する。
【００２７】
図４は、第４の実施形態における発電装置の主な構成図である。第４の実施形態では、図１の発電装置に加えて、蒸発器３の下流側に温度計２６を備える。そして、蒸発器３より下流の熱源流体を一部分岐させて、分岐した熱源流体の熱を凝縮器６に供給する第１加温流路３１を備え、第１加温流路３１に加熱用ポンプ２４を備えている。温度計２２の温度が温度計２６の温度より低い場合において、制御装置４３は、加熱用ポンプ２４の流量を制御して、第１加温流路３１を経由して凝縮器６へ伝熱する熱の供給量を調整している。通常運転時には、加熱用ポンプ２４は、休止している。制御装置４３は、大気圧より若干高い圧力を目標圧力値として、圧力計２３の圧力が目標圧力になるように加熱用ポンプ２４の流量を制御する。具体的には、圧力計２３の圧力が目標圧力より高い場合は、加熱用ポンプ２４の流量をゼロにする。圧力計２３の圧力が目標圧力より低い場合は、目標圧力と実測圧力の乖離の程度に応じて加熱用ポンプ２４の流量を増加するように制御する。加温に使用された後の熱源流体は、熱源流体出口１５へ排出される。温度計２２の温度が温度計２６の温度より低いことが明らかな場合では、温度計２６を省略してもよい。
【００２８】
図５は、第５の実施形態における発電装置の主な構成図である。第５の実施形態では、図１の発電装置に加えて、蒸発器３の下流側に温度計２６を備える。そして、蒸発器３より下流の熱源流体を一部分岐させて、分岐した熱源流体の熱を凝縮器６に供給する第１加温流路３１を備え、熱源流体流路２と第１加温流路３１の上流側の分岐点に３方弁２７を備えている。蒸発器３と３方弁２７の間に、循環ポンプ７から出た発電用媒体と蒸発器３から出た熱源流体とで熱交換する予熱器８を備えることがより望ましい。３方弁２７は、熱源流体流路２と第１加温流路３１とに流れる熱源流体の流量分配比率を調整している。温度計２２の温度が温度計２６の温度より低い場合において、制御装置４３は、３方弁２７の流量分配比率を変更して第１加温流路３１への流量を増減して、第１加温流路３１を経由して凝縮器６へ伝熱する熱の供給量を調整している。通常運転時には、３方弁２７の流量分配比率は、第１加温流路３１への流量がゼロになるようにしている。より具体的には、制御装置４４は、大気圧より若干高い圧力を目標圧力値として、圧力計２３の圧力が目標圧力になるように３方弁２７の流量分配比率を制御する。圧力計２３の圧力が目標圧力より高い場合は、目標圧力と実測圧力の乖離の程度に応じて３方弁２７の流量分配比率を第１加温流路３１への流量が減るように制御し、圧力計２３の圧力が目標圧力より低い場合は、目標圧力と実測圧力の乖離の程度に応じて３方弁２７の流量分配比率を第１加温流路３１への流量が増えるように制御する。目標圧力に幅を持たせるように上限値、下限値を設定して、圧力計２３の圧力が目標圧力上限値より高い場合は、目標圧力と実測圧力の乖離の程度に応じて３方弁２７の流量分配比率を第１加温流路３１への流量が減るように制御し、圧力計２３の圧力が目標圧力下限値より低い場合は、目標圧力と実測圧力の乖離の程度に応じて３方弁２７の流量分配比率を第１加温流路３１への流量が増えるように制御してもよい。加温に使用された後の熱源流体は、熱源流体出口１５へ排出される。温度計２２の温度が温度計２６の温度より低いことが明らかな場合では、温度計２６を省略してもよい。
【００２９】
図６は、第５の実施形態における凝縮器６の概略構成図である。ガス状の発電用媒体は、凝縮器入口ヘッダ部３４で各熱交換細管３５に分流され、ここを通流する過程で熱交換細管３５の管壁を介して空気と熱交換して冷却されて、液化する。その後、液化した発電用媒体は、凝縮器出口ヘッダ部３６で第１加温流路３１の暖かい熱源流体と熱交換され、凝縮器出口ヘッダ部３６が加温される。その後、液化した発電用媒体は、凝縮器出口ヘッダ部３６から循環ポンプ７へ流れる。
【００３０】
図７は、第６の実施形態における発電装置の主な構成図である。第６の実施形態では、図１の発電装置に加えて、予熱器８出口と凝縮器出口ヘッダ部３６とを接続する第２加温流路３２を備えている。第２加温流路３２には、第３流量調整バルブ３３を備えており、制御装置４５は、第３流量調整バルブ３３のバルブ開度を制御して、第２加温流路３２を経由して凝縮器３８へ流入する発電用媒体の流量を調整している。通常運転時には、第３流量調整バルブ３３のバルブ開度は、全閉である。制御装置４５は、大気圧より若干高い圧力を目標圧力値として、圧力計２３の圧力が目標圧力になるように第３流量調整バルブ３３のバルブ開度を制御する。具体的には、圧力計２３の圧力が目標圧力より高い場合は、第３流量調整バルブ３３のバルブ開度を全閉になるように制御する。圧力計２３の圧力が目標圧力より低い場合は、目標圧力と実測圧力の乖離の程度に応じて第３流量調整バルブ３３のバルブ開度を開くように制御する。
【００３１】
図８は、第６の実施形態における凝縮器３８の概略構成図である。ガス状の発電用媒体は、凝縮器入口ヘッダ部３４で各熱交換細管３５に分流され、ここを通流する過程で熱交換細管３５の管壁を介して空気と熱交換して冷却されて、液化する。その後、液化した発電用媒体は、凝縮器出口ヘッダ部３６で第２加温流路３２の暖かい発電用媒体と合流され、凝縮器出口ヘッダ部３６が加温される。その後、液化している発電用媒体は、凝縮器出口ヘッダ部３６から循環ポンプ７へ流れる。
【００３２】
図９は、第７の実施形態における発電装置の主な構成図である。第７の実施形態では、図１の発電装置に加えて、予熱器８出口と凝縮器３９の凝縮器入口ヘッダ部３４とを接続する第２加温流路５０を備えている。第２加温流路５０には、第３流量調整バルブ３３を備えており、制御装置４６は、第３流量調整バルブ３３のバルブ開度を制御して、第２加温流路５０を経由して凝縮器３９へ流入する発電用媒体の流量を調整している。通常運転時には、第３流量調整バルブ３３のバルブ開度は、全閉である。制御装置４６は、大気圧より若干高い圧力を目標圧力値として、圧力計２３の圧力が目標圧力になるように第３流量調整バルブ３３のバルブ開度を制御する。具体的には、圧力計２３の圧力が目標圧力より高い場合は、第３流量調整バルブ３３のバルブ開度を全閉になるように制御する。圧力計２３の圧力が目標圧力より低い場合は、目標圧力と実測圧力の乖離の程度に応じて第３流量調整バルブ３３のバルブ開度を開くように制御する。
【００３３】
図１０は、第７の実施形態における凝縮器３９の概略構成図である。タービン４から流入するガス状の発電用媒体は、凝縮器入口ヘッダ部３４で第２加温流路５０の暖かい発電用媒体と合流され、凝縮器３９を通過する発電用媒体全体の温度が上昇する。混合されたガス状の発電用媒体は、凝縮器入口ヘッダ部３４で各熱交換細管３５に分流され、ここを通流する過程で熱交換細管３５の管壁を介して空気と熱交換して冷却されて、液化する。その後、液化した発電用媒体は、凝縮器出口ヘッダ部３６から循環ポンプ７へ流れる。
【符号の説明】
【００３４】
１ 熱源流体入口
２ 熱源流体流路
３ 蒸発器
４ タービン
５ 発電機
６，３８，３９ 凝縮器
７ 循環ポンプ
８ 予熱器
１５ 熱源流体出口
１６ 流量計
１７，２０，２２，２６ 温度計
１８ バイパス流路
１９ 第１流量調整バルブ
２０ 第２流量調整バルブ
２１，２３ 圧力計
２４ 加熱用ポンプ
２５ 回転数計
２７ ３方弁
３０ 電力変換器
３１ 第１加温流路
３２, ５０ 第２加温流路
３３ 第３流量調整バルブ
３４ 凝縮器入口ヘッダ部
３５ 熱交換細管
３６ 凝縮器出口ヘッダ部
３７ フィン
４０，４１，４２，４３，４４，４５，４６ 制御装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱源流体の熱で発電用媒体を蒸発させる蒸発器と、
前記蒸発器から排出された発電用媒体で回転するタービンと、
前記タービンに接続された発電機と、
前記タービンから排出された発電用媒体を空気で冷却して凝縮させる凝縮器と、
前記凝縮器から排出される発電用媒体の圧力を測定する圧力計と、
前記凝縮器から排出される発電用媒体を前記蒸発器に送る循環ポンプと、
前記循環ポンプの流量を制御する制御装置を備える発電装置であって、
前記制御装置は、大気圧以上の予め定めた圧力値を目標圧力値として、または前記大気圧に所定の値を加えた値を目標圧力値として設定され、前記圧力計の圧力値が前記目標圧力値より高い場合は、前記凝縮器への熱供給量を減らし、前記圧力計の圧力値が前記目標圧力値より低い場合は、前記凝縮器への熱供給量を増やすことを特徴とする発電装置。
【請求項２】
請求項１に記載の発電装置において、
前記制御装置は、前記圧力計の圧力値が前記目標圧力値より高い場合は、前記循環ポンプの発電用媒体流量を減らし、前記圧力計の圧力値が前記目標圧力値より低い場合は、前記循環ポンプの発電用媒体流量を増やすことを特徴とする発電装置。
【請求項３】
請求項１に記載の発電装置において、
前記タービン出口から前記凝縮器入口を接続する配管に第１流量調整バルブを設け、
前記制御装置は、前記圧力計の圧力値が前記目標圧力値より高い場合は、前記第１流量調整バルブのバルブ開度を減らし、前記圧力計の圧力値が前記目標圧力値より低い場合は、前記第１流量調整バルブのバルブ開度を増やすことを特徴とする発電装置。
【請求項４】
請求項１に記載の発電装置において、
前記タービン入口から前記凝縮器入口を接続するバイパス流路を設け、
前記バイパス流路に第２流量調整バルブを設け、
前記制御装置は、前記圧力計の圧力値が前記目標圧力値より高い場合は、前記第２流量調整バルブのバルブ開度を減らし、前記圧力計の圧力値が前記目標圧力値より低い場合は、前記第２流量調整バルブのバルブ開度を増やすことを特徴とする発電装置。
【請求項５】
請求項１に記載の発電装置において、
前記凝縮器は、大気圧における発電用媒体の沸点より高い温度の前記熱源流体で加温されることを特徴とする発電装置。
【請求項６】
請求項５に記載の発電装置において、
大気圧における発電用媒体の沸点より高い温度の前記熱源流体を通流して前記凝縮器を加温する第１加温流路を設け、
前記第１加温流路に加温用ポンプを設けるかまたは前記熱源流体を分流して第１加温流路に流入させる分岐点に３方弁を設け、
前記制御装置は、前記圧力計の圧力値が前記目標圧力値より高い場合は、前記第１加温流路を通流する前記熱源流体の流量を減らし、前記圧力計の圧力値が前記目標圧力値より低い場合は、前記第１加温流路を通流する前記熱源流体の流量を増やすように前記加温用ポンプまたは前記３方弁を制御することを特徴とする発電装置。
【請求項７】
請求項５または６に記載の発電装置において、
前記第１加温流路を通流する前記熱源流体は、前記蒸発器より下流側の熱源流体であることを特徴とする発電装置。
【請求項８】
請求項５ないし７のいずれか１つに記載の発電装置において、
前記凝縮器の加温される部位が、前記凝縮器の出口ヘッダ部であることを特徴とする発電装置。
【請求項９】
請求項１に記載の発電装置において、
前記蒸発器と前記循環ポンプの間に前記蒸発器から出た前記熱源流体と前記循環ポンプから出た前記発電用媒体を熱交換する予熱器を備え、
前記予熱器からでた発電用媒体の一部を分流させて、分流した前記発電用媒体の熱を前記凝縮器に供給する第２加温流路を設け、
前記第２加温流路に第３流量調整バルブを設け、
前記制御装置は、前記圧力計の圧力値が前記目標圧力値より高い場合は、前記第２加温流路を通流する前記熱源流体の流量を減らし、前記圧力計の圧力値が前記目標圧力値より低い場合は、前記第２加温流路を通流する前記熱源流体の流量を増やすように前記第３流量調整バルブを制御することを特徴とする発電装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の発電装置において、
前記第２加温流路が、前記予熱器の発電用媒体出口側と前記凝縮器の入口側を接続する流路であり、前記予熱器で加熱された発電用媒体が、前記凝縮器の入口側へ供給されることを特徴とする発電装置。
【請求項１１】
請求項９に記載の発電装置において、
前記第２加温流路が、前記予熱器の発電用媒体出口側と前記凝縮器の出口ヘッダ部を接続する流路であり、前記予熱器で加熱された発電用媒体が、前記凝縮器の出口ヘッダ部へ供給されることを特徴とする発電装置。
【請求項１】
熱源流体の熱で発電用媒体を蒸発させる蒸発器と、
前記蒸発器から排出された発電用媒体で回転するタービンと、
前記タービンに接続された発電機と、
前記タービンから排出された発電用媒体を空気で冷却して凝縮させる凝縮器と、
前記凝縮器から排出される発電用媒体の圧力を測定する圧力計と、
前記凝縮器から排出される発電用媒体を前記蒸発器に送る循環ポンプと、
前記循環ポンプの流量を制御する制御装置を備える発電装置であって、
前記制御装置は、大気圧以上の予め定めた圧力値を目標圧力値として、または前記大気圧に所定の値を加えた値を目標圧力値として設定され、前記圧力計の圧力値が前記目標圧力値より高い場合は、前記凝縮器への熱供給量を減らし、前記圧力計の圧力値が前記目標圧力値より低い場合は、前記凝縮器への熱供給量を増やすことを特徴とする発電装置。
【請求項２】
請求項１に記載の発電装置において、
前記制御装置は、前記圧力計の圧力値が前記目標圧力値より高い場合は、前記循環ポンプの発電用媒体流量を減らし、前記圧力計の圧力値が前記目標圧力値より低い場合は、前記循環ポンプの発電用媒体流量を増やすことを特徴とする発電装置。
【請求項３】
請求項１に記載の発電装置において、
前記タービン出口から前記凝縮器入口を接続する配管に第１流量調整バルブを設け、
前記制御装置は、前記圧力計の圧力値が前記目標圧力値より高い場合は、前記第１流量調整バルブのバルブ開度を減らし、前記圧力計の圧力値が前記目標圧力値より低い場合は、前記第１流量調整バルブのバルブ開度を増やすことを特徴とする発電装置。
【請求項４】
請求項１に記載の発電装置において、
前記タービン入口から前記凝縮器入口を接続するバイパス流路を設け、
前記バイパス流路に第２流量調整バルブを設け、
前記制御装置は、前記圧力計の圧力値が前記目標圧力値より高い場合は、前記第２流量調整バルブのバルブ開度を減らし、前記圧力計の圧力値が前記目標圧力値より低い場合は、前記第２流量調整バルブのバルブ開度を増やすことを特徴とする発電装置。
【請求項５】
請求項１に記載の発電装置において、
前記凝縮器は、大気圧における発電用媒体の沸点より高い温度の前記熱源流体で加温されることを特徴とする発電装置。
【請求項６】
請求項５に記載の発電装置において、
大気圧における発電用媒体の沸点より高い温度の前記熱源流体を通流して前記凝縮器を加温する第１加温流路を設け、
前記第１加温流路に加温用ポンプを設けるかまたは前記熱源流体を分流して第１加温流路に流入させる分岐点に３方弁を設け、
前記制御装置は、前記圧力計の圧力値が前記目標圧力値より高い場合は、前記第１加温流路を通流する前記熱源流体の流量を減らし、前記圧力計の圧力値が前記目標圧力値より低い場合は、前記第１加温流路を通流する前記熱源流体の流量を増やすように前記加温用ポンプまたは前記３方弁を制御することを特徴とする発電装置。
【請求項７】
請求項５または６に記載の発電装置において、
前記第１加温流路を通流する前記熱源流体は、前記蒸発器より下流側の熱源流体であることを特徴とする発電装置。
【請求項８】
請求項５ないし７のいずれか１つに記載の発電装置において、
前記凝縮器の加温される部位が、前記凝縮器の出口ヘッダ部であることを特徴とする発電装置。
【請求項９】
請求項１に記載の発電装置において、
前記蒸発器と前記循環ポンプの間に前記蒸発器から出た前記熱源流体と前記循環ポンプから出た前記発電用媒体を熱交換する予熱器を備え、
前記予熱器からでた発電用媒体の一部を分流させて、分流した前記発電用媒体の熱を前記凝縮器に供給する第２加温流路を設け、
前記第２加温流路に第３流量調整バルブを設け、
前記制御装置は、前記圧力計の圧力値が前記目標圧力値より高い場合は、前記第２加温流路を通流する前記熱源流体の流量を減らし、前記圧力計の圧力値が前記目標圧力値より低い場合は、前記第２加温流路を通流する前記熱源流体の流量を増やすように前記第３流量調整バルブを制御することを特徴とする発電装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の発電装置において、
前記第２加温流路が、前記予熱器の発電用媒体出口側と前記凝縮器の入口側を接続する流路であり、前記予熱器で加熱された発電用媒体が、前記凝縮器の入口側へ供給されることを特徴とする発電装置。
【請求項１１】
請求項９に記載の発電装置において、
前記第２加温流路が、前記予熱器の発電用媒体出口側と前記凝縮器の出口ヘッダ部を接続する流路であり、前記予熱器で加熱された発電用媒体が、前記凝縮器の出口ヘッダ部へ供給されることを特徴とする発電装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−１９３７１５（Ｐ２０１２−１９３７１５Ａ）
【公開日】平成２４年１０月１１日（２０１２．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５９７１４（Ｐ２０１１−５９７１４）
【出願日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【出願人】（０００００５２３４）富士電機株式会社 (3,146)
【公開日】平成２４年１０月１１日（２０１２．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【出願人】（０００００５２３４）富士電機株式会社 (3,146)
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