(57)【要約】【課題】廃棄物発電設備の廃熱回収発電設備能力を有効に活用することができ、また、太陽熱を廃棄物発電に利用する際に発電効率を高めることができ、さらに、太陽熱受熱量の変動を平滑化して高効率発電を維持することができる太陽熱利用廃棄物発電装置を提供する。【解決手段】焼却炉から排出される排ガスから熱回収して蒸気を生成する輻射ボイラ２と、輻射ボイラ２で生成した蒸気を飽和蒸気温度より高い温度に加熱して過熱蒸気を生成する管群ボイラ３と、太陽熱を集熱する太陽熱集熱装置１９と、集熱された太陽熱を受熱するとともに蓄熱体に蓄熱し、該蓄熱体に蓄熱した太陽熱との熱交換により、該管群ボイラ３で生成した過熱蒸気をさらに加熱して高温過熱蒸気を生成する太陽熱受熱蓄熱装置２０と、生成された高温過熱蒸気により発電する蒸気タービン発電機１５とを備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃棄物を焼却またはガス化溶融する廃棄物処理炉施設に設ける廃棄物発電装置であって、
廃棄物処理炉から排出される排ガスから熱回収して蒸気を生成するボイラと、
太陽熱を集熱する太陽熱集熱装置と、
蓄熱体を有し集熱された太陽熱を受熱するとともに蓄熱体に蓄熱し、該蓄熱体に蓄熱した太陽熱との熱交換により、ボイラで生成した蒸気を飽和蒸気温度より高い温度に加熱して過熱蒸気を生成する過熱蒸気生成及びボイラで生成した過熱蒸気をさらに加熱する過熱蒸気加熱のうち少なくとも一つを行う太陽熱受熱蓄熱装置と、
生成された過熱蒸気により発電する蒸気タービン発電装置と、
を備えることを特徴とする太陽熱利用廃棄物発電装置。
【請求項２】
太陽熱受熱蓄熱装置にて蓄熱した太陽熱と過熱蒸気との熱交換を行う機構が、ボイラで生成した過熱蒸気を蒸気タービンに供給する流路に設置されていることを特徴とする請求項１に記載の太陽熱利用廃棄物発電装置。
【請求項３】
太陽熱受熱蓄熱装置は、蓄熱体の温度を検知する蓄熱体温度センサと、
該蓄熱体温度センサが検知した蓄熱体の温度が所定値以上であるときに太陽熱受熱蓄熱装置へ蒸気を供給し、該蓄熱体の温度が所定値より低いときに太陽熱受熱蓄熱装置への蒸気の供給を停止する蒸気供給制御手段と、
を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の太陽熱利用廃棄物発電装置。
【請求項４】
太陽熱受熱蓄熱装置は、蓄熱体の温度を検知する蓄熱体温度センサを備え、
該蓄熱体温度センサが検知した該蓄熱体の温度が所定値より低いときに、太陽熱受熱蓄熱装置の蓄熱体及び受熱面のうち少なくとも一つからの熱放散を抑制する保熱材又は断熱材により蓄熱体及び受熱面のうち少なくとも一つを覆う機構を有していることを特徴とする請求項１乃至請求項３のうちいずれかに記載の太陽熱利用廃棄物発電装置。
【請求項５】
太陽熱受熱蓄熱装置は、蓄熱体の温度を検知する蓄熱体温度センサを備え、該蓄熱体温度センサが検知した該蓄熱体の温度が所定値より低いときに、過熱蒸気生成及び過熱蒸気加熱のうち少なくとも一つを行う燃焼機器を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項４のうちいずれかに記載の太陽熱利用廃棄物発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃棄物を焼却またはガス化溶融する廃棄物処理炉施設に設けられる廃棄物発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
廃棄物発電設備は、供給する廃棄物の種類によって、廃棄物の燃焼により発生する熱量が変動する（例えば、１２００ｋｃａｌ／ｋｇ〜２８００ｋｃａｌ／ｋｇ−湿ベース）ことを考慮して、高カロリー廃棄物に対応した廃熱回収発電設備を備えている。近年は、廃棄物の分別収集が進行し、高カロリーのプラスチックごみが分別され、焼却炉へ供給される廃棄物のカロリーが低下しているため、廃熱回収発電設備能力に相当余裕ができており、換言すれば、廃熱回収発電設備能力が有効に利用されていない。このような事情から、既設の廃棄物発電設備の廃熱回収発電設備能力を有効に活用することが要望されている。さりとて、化石燃料を燃焼して過熱蒸気量を増大させ、発電量を増大させることは、地球温暖化への対応に反するので望ましくない。
【０００３】
廃棄物発電設備の一例として、廃棄物焼却炉にボイラを備え、焼却炉から排出される排ガスの廃熱を回収し該ボイラにて水を加熱して蒸発させて飽和蒸気を生成し、燃焼式過熱器にて該飽和蒸気をさらに加熱して過熱蒸気を生成し、該過熱蒸気を蒸気タービンに供給して発電することが行われている。（特許文献１参照）。
【０００４】
上記特許文献１に開示されている発電装置は、例えば、図４に示される構成で実施される。すなわち、まず、内部に蒸発管が配された輻射ボイラ２において、廃棄物焼却炉（図示せず）から排出された排ガスによって蒸発管内の水が加熱されて飽和蒸気が生成された後、蒸気溜り１２において気水分離される。そして、飽和蒸気は、過熱管が配された管群ボイラ３にてさらに過熱されて過熱蒸気となる。一方、上記蒸気溜り１２で分離された水は上記輻射ボイラ２に戻される。上記過熱蒸気は、過熱蒸気ヘッダ１４を通った後、蒸気タービン発電機１５へ供給され、該蒸気タービン発電機１５を駆動することにより発電に寄与する。上記蒸気タービン発電機１５を駆動した過熱蒸気は復水器１６で凝縮されて水に戻り、給水予熱エコノマイザ１７にて予熱された後、上記輻射ボイラ２へ送られる。また、上記給水予熱エコノマイザ１７には、軟水器１８によって軟水化された補給水が供給されている。
【０００５】
一方、発電装置の他の形態として、太陽熱を利用した発電装置が用いられることもある。このような太陽熱利用発電装置として、特許文献２に開示されたものが知られている。特許文献２には、太陽熱で液体熱媒体を加熱し、該熱媒体を介して水を加熱蒸発することにより飽和蒸気を生成した後、ガスタービンの駆動に使用された燃焼ガスによって該飽和蒸気をさらに加熱して過熱蒸気を生成し、該過熱蒸気を蒸気タービンに供給して発電を行う発電装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平７−０３５３１１
【特許文献２】特開２００８−０３９３６７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献２の発電装置では、太陽熱で加熱された熱媒体によって水を加熱して飽和蒸気を生成し、燃焼ガスによって該飽和蒸気をさらに加熱して過熱蒸気を生成するので、太陽熱の大部分が水の蒸発潜熱に消費される。この結果、発電に対する太陽熱の寄与が小さくなってしまう。例えば、廃棄物発電施設の発電装置として上記特許文献２の発電装置を適用しても、発電に寄与するのは受熱した太陽熱の１０％程度であり、効率が低く望ましくない。
【０００８】
また、昼夜間や天候（晴天・曇天・雨天・他）による日射量の変動により、太陽熱受熱量が変動するが、このような太陽熱受熱量の変動を平滑化して、高効率発電を維持することが要望されている。
【０００９】
本発明は上記の問題に鑑み、廃棄物発電設備の廃熱回収発電設備能力を有効に活用することができ、また、太陽熱を廃棄物発電に利用する際に発電効率を高めることができ、さらに、太陽熱受熱量の変動を平滑化して高効率発電を維持することができる太陽熱利用廃棄物発電装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
廃熱回収蒸気を用いた蒸気タービンによる発電に有効な熱エネルギーについて図５を用いて説明する。図５は、４０気圧に加圧された温水が２４９℃で蒸発して飽和蒸気となった後、さらに加熱されて過熱蒸気状態となる場合における温度とエンタルピーとの関係を示す水−蒸気エンタルピー線図である。
【００１１】
図５に示されているように、蒸気タービンでの発電に有効な蒸気のエンタルピーは、過熱蒸気部分が主体となっている。これは、蒸気タービンのタービンブレードの強度と耐久性の制約より、湿り蒸気を使うことが困難なためである。ここで、復水器の適用により、図５の加圧条件下における飽和蒸気温度の蒸気エンタルピー部分も一部活用できる。
【００１２】
発電効率向上のため、復水器を設けてタービン出口圧力を低減させ、蒸気の湿り度を低減することにより、より多くの蒸気のエンタルピーを電力に変換できるが、それでも蒸気の保有するエンタルピーのうち電力に変換できるのは、その２０％前後である。
【００１３】
発明者は、廃棄物発電においては燃焼炉又はガス化溶融炉からの排ガスによって既に飽和蒸気が発生していることに着目し、該飽和蒸気から過熱蒸気を得る過程及び過熱蒸気量を増大させる過程に太陽熱を活用することにより、従来のような、太陽熱によって飽和蒸気を生成した後に、燃焼ガスによって過熱蒸気を生成して発電する場合よりも、倍以上高い効率で太陽熱の受熱熱量を電力へ変換できることを見出した。
【００１４】
この太陽熱の利用による効果は、太陽熱の集熱による熱量を蒸気の直接加熱に利用すること、そして、少なくとも飽和蒸気温度を超える温度の熱供給が可能であることを条件として得られる。
【００１５】
本発明に係る太陽熱利用廃棄物発電装置は、廃棄物を焼却またはガス化溶融する廃棄物処理炉施設に設ける廃棄物発電装置であって、廃棄物処理炉から排出される排ガスから熱回収して蒸気を生成するボイラと、太陽熱を集熱する太陽熱集熱装置と、蓄熱体を有し集熱された太陽熱を受熱するとともに蓄熱体に蓄熱し、該蓄熱体に蓄熱した太陽熱との熱交換により、ボイラで生成した蒸気を飽和蒸気温度より高い温度に加熱して過熱蒸気を生成する過熱蒸気生成及びボイラで生成した過熱蒸気をさらに加熱する過熱蒸気加熱のうち少なくとも一つを行う太陽熱受熱蓄熱装置と、生成された過熱蒸気により発電する蒸気タービン発電装置とを備えることを特徴としている。
【００１６】
本発明では、ボイラで飽和蒸気又は過熱蒸気を生成し、該ボイラで飽和蒸気が生成される場合には過熱蒸気の生成そして加熱に太陽熱を活用し、該ボイラで過熱蒸気が生成される場合には該過熱蒸気の加熱に太陽熱を活用する。このように、太陽熱を過熱蒸気の生成あるいは加熱に活用することにより、該太陽熱の電気変換効率が大幅に高められる。また、太陽熱は蓄熱体に蓄熱されるので、太陽熱受熱量の変動を平滑化して高効率発電を維持することができる。
【００１７】
本発明によれば、既存の廃棄物発電設備に太陽熱を利用する装置を付加することで発電設備能力を有効活用できるばかりでなく、新規の廃棄物発電設備においてもさらに発電効率を向上できる効果がある。
【００１８】
太陽熱受熱蓄熱装置にて蓄熱した太陽熱と過熱蒸気との熱交換を行う機構が、ボイラで生成した過熱蒸気を蒸気タービンに供給する流路に設置されていることが好ましい。上記機構が該流路に設置されることにより、太陽熱が過熱蒸気の生成あるいは加熱に確実に活用されるので、発電効率をさらに高めることができる。
【００１９】
太陽熱利用廃棄物発電装置は、太陽熱受熱蓄熱装置が、蓄熱体の温度を検知する蓄熱体温度センサと、該蓄熱体温度センサが検知した蓄熱体の温度が所定値以上であるときに太陽熱受熱蓄熱装置へ蒸気を供給し、該蓄熱体の温度が所定値より低いときに太陽熱受熱蓄熱装置への蒸気の供給を停止する蒸気供給制御手段とを備えることが好ましい。所定値として飽和蒸気温度又は飽和蒸気温度に補正値を付加した温度を用いることが好ましい。
【００２０】
太陽熱受熱蓄熱装置の蓄熱体の温度が所定値（例えば飽和蒸気温度）より低いときに蒸気や水を太陽熱受熱部分に流すと熱ロスが生じてしまうので、蓄熱体の温度が飽和蒸気温度以上であるときにのみ蒸気や水を太陽熱受熱蓄熱装置に供給することにより熱ロスの発生を回避できる。また、蓄熱体の温度が飽和蒸気温度以上であるときに過熱蒸気を太陽熱受熱蓄熱装置に供給することにより該太陽熱受熱蓄熱装置の過熱による損傷を回避できる。
【００２１】
太陽熱利用廃棄物発電装置は、太陽熱受熱蓄熱装置が、蓄熱体の温度を検知する蓄熱体温度センサを備え、該蓄熱体温度センサが検知した該蓄熱体の温度が所定値（例えば飽和蒸気温度）より低いときに、太陽熱受熱蓄熱装置の蓄熱体及び受熱面のうち少なくとも一つからからの熱放散を抑制する保熱材又は断熱材により蓄熱体及び受熱面のうち少なくとも一つを覆う機構を有していることが好ましい。
【００２２】
日中、天候の変化（例えば、曇りやにわか雨等）の影響で日射量が低減して、太陽熱受熱蓄熱装置の太陽熱受熱部分に太陽光が十分に入射しておらず、蓄熱体の温度が飽和蒸気温度より低いときであっても、上記機構を設けることにより上記蓄熱体からの熱放散を抑制して熱ロスを低減することができる。この結果、太陽熱の受熱を再開したときあるいは受熱量が十分な量に戻ったときに、過熱蒸気生成や過熱蒸気加熱の加熱熱量を短時間で所定のレベルに戻すことができ、太陽熱による加熱熱量の変動を小さく抑制することができる。
【００２３】
太陽熱受熱蓄熱装置は、蓄熱体の温度を検知する蓄熱体温度センサを備え、該蓄熱体温度センサが検知した該蓄熱体の温度が所定値より低いときに、過熱蒸気生成及び過熱蒸気加熱のうち少なくとも一つを行う燃焼機器を備えることが好ましい。これによって、太陽熱受熱蓄熱装置の蓄熱体の温度が所定値より低い場合であっても、上記燃焼機器によって過熱蒸気生成や過熱蒸気加熱を行うことができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、太陽熱を廃棄物発電に利用する際に発電効率を高めることができ、その結果、廃棄物発電設備の廃熱回収発電設備能力を有効に活用することができ、さらに、太陽熱受熱量の変動を平滑化して高効率発電を維持することができる。また、既存の廃棄物発電設備に太陽熱を利用する装置を付加することで発電設備能力を有効活用できるばかりでなく、新規の廃棄物発電設備においてもさらに発電効率を向上できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】第一実施形態における廃棄物処理炉施設の概略を示す図である。
【図２】図１の廃棄物処理炉施設に設けられる発電装置の構成を示すブロック図である。
【図３】第二実施形態に係る発電装置の構成を示すブロック図である。
【図４】従来の発電装置の構成を示すブロック図である。
【図５】水温とエンタルピーとの関係を示す水−蒸気エンタルピー線図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、添付図面に基づいて本発明に係る太陽熱利用廃棄物発電装置の実施形態を説明する。
【００２７】
＜第一実施形態＞
図１は、本実施形態における廃棄物処理炉施設の概略を示す図である。図２は、図１の廃棄物処理炉施設に設けられる発電装置の構成を示すブロック図である。
【００２８】
図１に示されているように、上記廃棄物処理炉施設は、廃棄物を焼却する焼却炉１と、該焼却炉１の下流側に設置された輻射ボイラ２及び管群ボイラ３を一部に含む後述の太陽熱利用廃棄物発電装置１０（以下、単に「発電装置１０」という）と、該管群ボイラ３の下流側に設置された排ガス処理装置４とを有している。なお、上記焼却炉１に代えて、ガス化溶融炉が設けられていてもよい。
【００２９】
図１に見られるように、発電装置１０は、蒸気溜り１２の上流側で該蒸気溜り１２に接続される蒸発管１１と、該蒸気溜り１２の下流側で該蒸気溜り１２に接続される過熱管１３とを一部に有している。また、蒸発管１１は輻射ボイラ２内に配され、過熱管１３は管群ボイラ３内に配されている。
【００３０】
上記発電装置１０は、図２に示されているように、図４における従来の発電装置に太陽熱集熱装置１９及び太陽熱受熱蓄熱装置２０を付加した構成となっている。ここでは、該太陽熱集熱装置１９及び太陽熱受熱蓄熱装置２０を中心に説明し、上記従来の発電装置と同一の部分については同一符号を付して説明を省略する。
【００３１】
上記太陽熱集熱装置１９は、廃棄物処理炉施設の屋根上又は敷地内に複数設置されている。該太陽熱集熱装置１９は、反射鏡と、該反射鏡の方向や傾きを太陽の動きに合わせて制御する方向制御装置（図示せず）とを有している。
【００３２】
また、太陽熱受熱蓄熱装置２０は、太陽熱集熱装置１９によって集熱された太陽熱を受熱するとともに蓄熱する。該太陽熱受熱蓄熱装置２０は、上記太陽熱を蓄熱するための蓄熱体を内部に有している。図１に示されるように、該太陽熱受熱蓄熱装置２０は、管群ボイラ３内に配される過熱管１３で生成した過熱蒸気を蒸気タービン発電機１５に供給する流路に設置されている。
【００３３】
上記蓄熱体は蓄熱物質で形成されており、蓄熱物質としては、例えば、固体金属酸化物や熱媒油類や、好ましくは熱容量の大きい相変態物質としての溶融塩類(ＮａＮＯ３、ＫＮＯ３、ＮａＣｌ、Ｎａ２ＣＯ３等)や、さらに好ましくは、金属水酸化物(水酸化鉄（蓄熱温度３００〜４００℃）)、アルカリ土類炭酸塩(ＭｇＣＯ３（蓄熱温度４５０℃）)、アルカリ土類水酸化物（Ｃａ(ＯＨ)２（蓄熱温度５４０℃））等、化学反応による吸熱反応が得られる蓄熱物質を用いる。
【００３４】
本実施形態では、図２に示されているように、管群ボイラ３で生成された過熱蒸気は過熱蒸気ヘッダ１４を経て太陽熱受熱蓄熱装置２０へ送られる。該過熱蒸気は、太陽熱受熱蓄熱装置２０の蓄熱体に蓄熱された太陽熱によってさらに加熱される。そして、該太陽熱で加熱された過熱蒸気（以下「高温過熱蒸気」という）は、蒸気タービン発電機１５へ供給され、該蒸気タービン発電機１５を駆動することにより発電に寄与する。
【００３５】
本実施形態では、焼却炉１からの排ガスの回収廃熱によって飽和蒸気そして過熱蒸気を生成し、太陽熱によって該過熱蒸気を加熱して高温過熱蒸気を生成する。このように、高温過熱蒸気の生成にのみ太陽熱を活用することにより、該太陽熱の電気変換効率が大幅に高められ、廃棄物発電設備の廃熱回収発電設備能力を有効に活用することができる。具体的には、本実施形態に係る発電装置によって、太陽熱の電力変換効率を従来の４倍以上、すなわち、４０％以上にまで高めることができる。
【００３６】
また、本実施形態では、太陽熱受熱蓄熱装置２０の蓄熱体に太陽熱を蓄熱し、該太陽熱を高温過熱蒸気の生成に活用するので、太陽熱受熱量の変動を平滑化して高効率発電を維持することができる。
【００３７】
また、本実施形態では、太陽熱受熱蓄熱装置２０が、管群ボイラ３内に配される過熱管１３で生成した過熱蒸気を蒸気タービン発電機１５に供給する流路に設置されており、太陽熱を高温過熱蒸気の生成に確実に活用できるので、発電効率をさらに高めることができる。
【００３８】
従来の廃棄物発電設備における廃熱回収ボイラは、ハロゲン化合物や硫黄化合物やその他の腐食性成分が排ガスに含まれるため、ボイラの腐食が発生しない温度で廃熱回収することが行われており、得られる蒸気温度は４００℃が限界であった。本実施形態によれば、太陽熱受熱装置２０では、排ガス中の腐食成分に対する対策が不要であるので、集熱を効率的に行うことにより、過熱蒸気を４５０℃〜５５０℃まで高めることができ、さらに高い発電効率を得ることができる。
【００３９】
本実施形態では、太陽熱を高温過熱蒸気の生成に活用したが、これに代えて、該太陽熱を過熱蒸気および高温過熱蒸気の両方の生成に活用してもよい。すなわち、太陽熱受熱蓄熱装置２０へ飽和蒸気を供給して、太陽熱受熱蓄熱装置２０の蓄熱体に蓄熱された太陽熱によって該飽和蒸気を過熱して、過熱蒸気、さらには高温過熱蒸気を生成することができる。
【００４０】
＜第二実施形態＞
本実施形態に係る発電装置は、太陽熱受熱蓄熱装置の蓄熱体の温度を検知する蓄熱体温度センサと、該センサにより検知された蓄熱体の温度に応じて太陽熱受熱蓄熱装置及び蒸気タービン発電機への蒸気の供給を制御する蒸気供給制御手段としての蒸気供給制御装置とを有している点で、該センサ及び蒸気供給制御装置を有していない第一実施形態の発電装置と相違している。ここでは、上記センサ及び蒸気供給制御装置を中心に説明し、第一実施形態と同一の部分については同一符号を付して説明を省略する。
【００４１】
図３は、本実施形態に係る発電装置の構成を示すブロック図である。図３に示されるように、本実施形態に係る発電装置１０’には、太陽熱受熱蓄熱装置２０の蓄熱体の温度を検知する蓄熱体温度センサ２３と、蓄熱体温度センサ２３により検知された蓄熱体の温度に応じて太陽熱受熱蓄熱装置２０及び蒸気タービン発電機１５への蒸気の供給を制御する蒸気供給制御装置２４とを有している。
【００４２】
また、本実施形態では、過熱蒸気ヘッダ１４と太陽熱受熱蓄熱装置２０とを接続する配管にバルブ２５が設けられ、該過熱蒸気ヘッダ１４と蒸気タービン発電機１５とを接続する配管にバルブ２６が設けられている。そして、上記蒸気供給制御装置２４がバルブ２５，２６の作動を制御することにより蒸気の供給量を調整できるようになっている。
【００４３】
上記蒸気供給制御装置２４は、上記蓄熱体温度センサ２３が検知した蓄熱体の温度が、予め設定された閾値、例えば飽和蒸気温度以上であるときにバルブ２５を開いて、太陽熱受熱蓄熱装置２０へ蒸気を供給し、該蓄熱体の温度が閾値より低いときにバルブ２５を閉じて、太陽熱受熱蓄熱装置２０への蒸気供給を停止する。
【００４４】
太陽熱受熱蓄熱装置２０の蓄熱体の温度が閾値より低いときに、過熱蒸気を太陽熱受熱蓄熱装置２０に供給すると熱ロスが生じてしまうが、本実施形態では、蓄熱体の温度が閾値以上であるときのみ過熱蒸気を太陽熱受熱蓄熱装置２０に供給するので、上記熱ロスの発生を回避できる。また、蓄熱体の温度が閾値以上であるときに過熱蒸気を太陽熱受熱蓄熱装置２０に供給することにより該太陽熱受熱蓄熱装置２０の過熱による損傷を回避できる。
【００４５】
蒸気供給制御装置２４は、バルブ２６の開閉を以下のように制御する。太陽熱受熱蓄熱装置２０へ供給される過熱蒸気の温度（Ｔｉ）を計測する温度センサ（図示せず）、太陽熱受熱蓄熱装置から払い出される過熱蒸気の温度（Ｔｏ）を計測する温度センサ（図示せず）及び太陽熱受熱蓄熱装置２０内の過熱蒸気の温度（Ｔｓ）を計測する温度センサ（図示せず）を設け、太陽熱受熱蓄熱装置２０へ過熱蒸気を供給する際に、Ｔｉ≧ＴｏとＴｉ≧Ｔｓのうち少なくとも一つの場合には、バルブ２６を閉じ過熱蒸気ヘッダ１４から払い出される全ての過熱蒸気を太陽熱受熱蓄熱装置２０へ供給し、Ｔｉ＜ＴｏとＴｉ＜Ｔｓのうち少なくとも一つの場合に、バルブ２６を適切な開度で開き過熱蒸気ヘッダ１４から払い出される過熱蒸気の一部を太陽熱受熱蓄熱装置２０を介さず蒸気タービン発電機１５へ供給するようにして、太陽熱受熱蓄熱装置２０へ供給される過熱蒸気量を調整して太陽熱受熱蓄熱装置２０の過熱による損傷を回避する。バルブ２６の開度は、太陽熱受熱蓄熱装置２０内の過熱蒸気の温度（Ｔｓ）を所定の範囲とするように調整される。
【００４６】
太陽熱受熱蓄熱装置２０は、蓄熱体温度センサ２３が検知した蓄熱体の温度が予め設定された閾値、例えば飽和蒸気温度より低いときに、太陽熱受熱蓄熱装置２０の蓄熱体及び受熱面のうち少なくとも一つを保熱材あるいは断熱材によって覆う機構を有していてもよい。例えば、上記蓄熱体温度センサ２３に検知された蓄熱体の温度に基づいて、上記蒸気供給制御装置２４により上記機構の作動を制御するような構成にすることが可能である。
【００４７】
このような機構を設けることにより、日中、天候の変化（例えば、曇りやにわか雨等）の影響で日射量が低減して、太陽熱受熱蓄熱装置２０の受熱面に太陽光が十分に入射しておらず、蓄熱体の温度が閾値より低いときであっても、上記機構によって上記受熱面を保熱材あるいは断熱材で覆って該受熱面からの熱放散を抑制して熱ロスを低減することができる。この結果、太陽熱の受熱を再開したときあるいは受熱量が十分な量に戻ったときに、過熱蒸気生成や過熱蒸気加熱の加熱熱量を短時間で所定のレベルに戻すことができ、太陽熱による加熱熱量の変動を小さく抑制することができる。
【００４８】
また、太陽熱受熱蓄熱装置２０は、蓄熱体温度センサ２３に検知された蓄熱体の温度が予め設定された閾値、例えば飽和蒸気温度より低いときに過熱蒸気加熱を行う燃焼バーナ等の燃焼機器を有していていもよい。例えば、上記蓄熱体温度センサ２３に検知された蓄熱体の温度に基づいて、上記蒸気供給制御装置２４によって、上記燃焼機器への燃料の供給そして該燃焼機器の作動を制御するような構成にすることが可能である。このような燃焼機器を設けることにより、蓄熱体の温度が閾値より低い場合であっても、該燃焼機器によって過熱蒸気加熱を行うことができる。
本発明は、廃棄物発電装置に関するものであるが、廃棄物と同様の低カロリー燃料といえる汚泥やバイオマス、泥炭等を焼却又はガス化溶融する処理炉からの廃熱を利用する発電装置に適用することができ、廃棄物発電装置と同様に、発電効率向上効果を得ることができる。
【実施例】
【００４９】
第一実施形態に係る発電装置を実施した実施例を説明する。該発電装置の太陽熱集熱装置の敷地面積は１００００ｍ２である。敷地有効面積率が５０％、面積当りの受熱量が６８．３２ｗ／ｍ２であることを前提とすると太陽熱受熱蓄熱装置の受熱量は３４１ｋｗであり、受熱効率を７５％とすると受熱した太陽熱で加熱された過熱蒸気による発電量は２５６ｋｗである。
【００５０】
上述の太陽熱受熱蓄熱装置を有する発電装置を焼却炉能力が２００ｔ／日のごみ焼却炉に適用した場合について述べる。ここで、ごみ発熱量が２２００ｋｃａｌ／ｋｇであることを前提にすると、ごみ焼却により発生するごみ熱量は２１３００ｋｗとなり、廃熱回収による発電量は３２００ｋｗであり、発電量の入熱量に対する比である発電効率は１５．０％である。上記太陽熱受熱蓄熱装置を有する発電装置を適用した結果、ごみ熱量と太陽熱受熱量との合計入熱量が２１６４１ｋｗであり、合計発電量が３４５６ｋｗであるので、発電効率は１６．０％となり、太陽熱受熱蓄熱装置を有するごみ発電装置とすることにより、発電効率を１．０％増加させることができた。
【符号の説明】
【００５１】
１  焼却炉（廃棄物処理炉）
２  輻射ボイラ
３  管群ボイラ
１０，１０’  発電装置（廃棄物発電装置）
１５  蒸気タービン発電機（蒸気タービン発電装置）
１９  太陽熱集熱装置
２０  太陽熱受熱蓄熱装置
２１  過熱蒸気配管
２２  加圧温水配管
２３  蓄熱体温度センサ
２４  蒸気供給制御装置（蒸気供給制御手段）
【図１】
2011169187.tif 000003
【図２】
2011169187.tif 000004
【図３】
2011169187.tif 000005
【図４】
2011169187.tif 000006
【図５】
2011169187.tif 000007