(57)【要約】【課題】作動媒体に含まれる酸素を除去することで、バイナリ発電設備の酸化による腐食を抑制することができる酸素除去装置等を提供する。【解決手段】流入する作動媒体により回転するタービン１０と、タービン１０から排出される作動媒体を再びタービン１０に流入させる循環ラインＬ１と、タービン１０から排出される作動媒体を凝縮する凝縮器１２と、タービン１０に流入する作動媒体を蒸発させる蒸発器１１とを備えるバイナリ発電設備１に設けられ、循環ラインＬ１を流通する作動媒体に含まれる酸素を除去する酸素除去装置１４であって、循環ラインＬ１から作動媒体を排出する媒体排出ラインＬ７と、媒体排出ラインＬ７から排出された作動媒体が流入し、流入する作動媒体に含まれる酸素を除去する酸素吸着塔３１と、酸素吸着塔３１で酸素が除去された作動媒体を循環ラインＬ１へ供給する媒体供給ラインＬ８と、を備える。【選択図】図１
2015054315.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流入する作動媒体により回転するタービンと、前記タービンから排出される前記作動媒体を再び前記タービンに流入させる循環ラインと、前記タービンから排出される前記作動媒体を凝縮する凝縮器と、前記タービンに流入する前記作動媒体を蒸発させる蒸発器とを備えるバイナリ発電設備に設けられ、前記循環ラインを流通する前記作動媒体に含まれる酸素を除去する酸素除去装置であって、
前記循環ラインから前記作動媒体を排出する排出ラインと、
前記排出ラインから排出された前記作動媒体が流入し、流入する前記作動媒体に含まれる酸素を除去する酸素除去部と、
前記酸素除去部で酸素が除去された前記作動媒体を前記循環ラインへ供給する供給ラインと、を備えることを特徴とする酸素除去装置。
【請求項２】
前記酸素除去部は、酸素を吸着する酸素吸着剤が用いられ、前記酸素吸着剤と、前記作動媒体とを接触させて、前記作動媒体に含まれる酸素を前記酸素吸着剤に吸着させることを特徴とする請求項１に記載の酸素除去装置。
【請求項３】
前記酸素吸着剤は、ピロガロールを含んでいることを特徴とする請求項１または２に記載の酸素除去装置。
【請求項４】
前記酸素除去部は、
前記排出ライン及び前記供給ラインが接続され、前記排出ラインからの前記作動媒体を内部に受け入れる容器と、
前記容器の内部を第１内部空間と第２内部空間とに仕切る網材と、
前記第１内部空間に設けられ、表面に前記酸素吸着剤を塗布した多孔質材を含む酸素吸着部と、を有し、
前記排出ラインは、前記第１内部空間及び前記第２内部空間の一方に接続され、
前記供給ラインは、前記第１内部空間及び前記第２内部空間の他方に接続されることを特徴とする請求項２または３に記載の酸素除去装置。
【請求項５】
前記第１内部空間は、前記容器の上方側となる上方内部空間であり、
前記第２内部空間は、前記容器の下方側となる下方内部空間であり、
前記排出ラインは、前記下方内部空間に接続され、
前記供給ラインは、前記上方内部空間に接続されることを特徴とする請求項４に記載の酸素除去装置。
【請求項６】
前記多孔質材は、粒状のゼオライトであることを特徴とする請求項４または５に記載の酸素除去装置。
【請求項７】
前記酸素除去部は、
前記排出ライン及び前記供給ラインが接続され、前記排出ラインからの前記作動媒体を内部に受け入れる容器と、
前記容器の内部を第１内部空間と第２内部空間とに仕切るフィルタと、
前記第１内部空間に設けられ、前記フィルタへ向けて、前記酸素吸着剤を噴霧する噴霧ノズルと、を有し、
前記排出ラインは、前記第２内部空間に接続され、
前記供給ラインは、前記第１内部空間に接続されることを特徴とする請求項２または３に記載の酸素除去装置。
【請求項８】
前記バイナリ発電設備は、前記凝縮器から前記蒸発器へ向けて前記作動媒体が流れる前記循環ラインに設けられるフィードポンプをさらに備え、
前記排出ラインは、前記作動媒体の流れ方向において、前記フィードポンプの上流側の前記循環ラインに接続されていることを特徴とする請求項４から７のいずれか１項に記載の酸素除去装置。
【請求項９】
前記作動媒体は、前記酸素吸着剤よりも比重が軽く、液相状態となっており、
前記酸素除去部は、
前記排出ライン及び前記供給ラインが接続され、前記排出ラインからの前記作動媒体を内部に受け入れる容器と、
前記容器の上方側の内部に設けられ、前記酸素吸着剤を下方側へ向けて滴下する液滴ノズルと、を有し、
前記排出ラインは、前記容器の下方側の内部に接続され、
前記供給ラインは、前記容器の上方側の内部に接続されていることを特徴とする請求項２または３に記載の酸素除去装置。
【請求項１０】
前記供給ラインと前記容器との接続口は、鉛直方向において、前記液滴ノズルの吐出口の上方側に設けられていることを特徴とする請求項９に記載の酸素除去装置。
【請求項１１】
前記バイナリ発電設備は、前記凝縮器から前記蒸発器へ向けて前記作動媒体が流れる前記循環ラインに設けられるフィードポンプをさらに備え、
前記排出ラインは、前記作動媒体の流れ方向において、前記フィードポンプの下流側の前記循環ラインに接続されていることを特徴とする請求項９または１０に記載の酸素除去装置。
【請求項１２】
前記容器の内部に設けられ、前記作動媒体に含まれる水分を吸着する水分吸着材を含む水分除去部を、さらに備えることを特徴とする請求項４から１１のいずれか１項に記載の酸素除去装置。
【請求項１３】
前記水分吸着材は、アルミナであることを特徴とする請求項１２に記載の酸素除去装置。
【請求項１４】
前記供給ラインを流通する前記作動媒体を、前記排出ラインに戻す戻りラインを、さらに備えることを特徴とする請求項１から１３のいずれか１項に記載の酸素除去装置。
【請求項１５】
前記酸素除去部から排出される前記作動媒体の酸素濃度を計測する第１酸素計と、
前記酸素除去部に流入する前記作動媒体の酸素濃度を計測する第２酸素計と、をさらに備えることを特徴とする請求項１から１４のいずれか１項に記載の酸素除去装置。
【請求項１６】
流入する作動媒体により回転するタービンと、
前記タービンから排出される前記作動媒体を再び前記タービンに流入させる循環ラインと、
前記タービンから排出される前記作動媒体を凝縮する凝縮器と、
前記タービンに流入する前記作動媒体を蒸発させる蒸発器と
前記タービンに連結され、前記タービンの回転により発電する発電機と、
請求項１から１５のいずれか１項に記載の酸素除去装置と、を備えることを特徴とするバイナリ発電設備。
【請求項１７】
前記循環ラインに接続され、前記タービンを迂回させて前記作動媒体を流通させるタービンバイパスラインをさらに備えることを特徴とする請求項１６に記載のバイナリ発電設備。
【請求項１８】
循環ラインを循環しながら、前記循環ラインに設けられるタービンを回転させる作動媒体に含まれる酸素を除去する作動媒体の酸素除去方法であって、
前記循環ラインから前記作動媒体を排出させる排出工程と、
排出された前記作動媒体と、酸素を吸着する酸素吸着剤とを接触させて、前記作動媒体に含まれる酸素を前記酸素吸着剤に吸着させる酸素吸着工程と、
酸素が除去された前記作動媒体を前記循環ラインへ向けて供給する供給工程と、を備えることを特徴とする作動媒体の酸素除去方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タービンを回転させる作動媒体に含まれる酸素を除去する酸素除去装置、バイナリ発電設備及び作動媒体の酸素除去方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、酸素を除去するものではないが、水よりも沸点が低い媒体と空気との混合ガスから、空気を除去する混入空気除去装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この混入空気除去装置は、膜ユニットを備え、膜ユニットは、混合ガスを、混合ガスから空気を除去した濃縮ガスと、混合ガスから除去された空気を含む透過ガスとに分離する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−６８１８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、タービンを作動させる作動媒体に酸素が含まれる場合、作動媒体が流通する流通ラインは、作動媒体に含まれる酸素によって酸化し、腐食する可能性がある。ここで、特許文献１では、膜ユニットを用いて空気を分離しているが、作動媒体には、タービンが設けられるバイナリ発電設備で使用されるグリス等の油分が溶け込む場合がある。この場合、油分は、膜ユニットの膜体に油膜を形成することから、空気の分離を阻害する可能性がある。このため、膜体は、タービンを作動させる作動媒体に含まれる酸素の除去に適していない。
【０００５】
そこで、本発明は、作動媒体に含まれる酸素を除去することで、バイナリ発電設備の酸化による腐食を抑制することができる酸素除去装置、バイナリ発電設備及び作動媒体の酸素除去方法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】
【０００６】
本発明の酸素除去装置は、流入する作動媒体により回転するタービンと、前記タービンから排出される前記作動媒体を再び前記タービンに流入させる循環ラインと、前記タービンから排出される前記作動媒体を凝縮する凝縮器と、前記タービンに流入する前記作動媒体を蒸発させる蒸発器とを備えるバイナリ発電設備に設けられ、前記循環ラインを流通する前記作動媒体に含まれる酸素を除去する酸素除去装置であって、前記循環ラインから前記作動媒体を排出する排出ラインと、前記排出ラインから排出された前記作動媒体が流入し、流入する前記作動媒体に含まれる酸素を除去する酸素除去部と、前記酸素除去部で酸素が除去された前記作動媒体を前記循環ラインへ供給する供給ラインと、を備えることを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、循環ラインから排出された作動媒体を、酸素除去部において酸素を除去し、酸素が除去された作動媒体を、循環ラインへ供給することができる。このため、循環ラインを流通する作動媒体に含まれる酸素を除去することができるため、循環ライン周りの酸化による腐食を抑制することができる。これにより、バイナリ発電設備の腐食による耐用寿命の低下を抑制することができる。なお、作動媒体は、タービンの運転時に酸素が除去されてもよいし、タービンの運転停止時に酸素が除去されてもよい。また、作動媒体としては、ペンタンまたはブタンが適用される。
【０００８】
また、前記酸素除去部は、酸素を吸着する酸素吸着剤が用いられ、前記酸素吸着剤と、前記作動媒体とを接触させて、前記作動媒体に含まれる酸素を前記酸素吸着剤に吸着させることが好ましい。
【０００９】
この構成によれば、酸素吸着剤と作動媒体とを接触させて、作動媒体に含まれる酸素を除去することができるため、酸素の除去効率を高いものとすることができる。
【００１０】
また、酸素吸着剤は、ピロガロールを含んでいることが好ましい。
【００１１】
この構成によれば、ピロガロールを含む酸素吸着剤を用いることができるため、酸素の吸着効率を高くすることができ、作動媒体に含まれる酸素を効率良く除去することができる。
【００１２】
また、前記酸素除去部は、前記排出ライン及び前記供給ラインが接続され、前記排出ラインからの前記作動媒体を内部に受け入れる容器と、前記容器の内部を第１内部空間と第２内部空間とに仕切る網材と、前記第１内部空間に設けられ、表面に前記酸素吸着剤を塗布した多孔質材を含む酸素吸着部と、を有し、前記排出ラインは、前記第１内部空間及び前記第２内部空間の一方に接続され、前記供給ラインは、前記第１内部空間及び前記第２内部空間の他方に接続されることが好ましい。
【００１３】
この構成によれば、排出ラインから一方の内部空間に流入した作動媒体は、網材を通過して、酸素吸着部に流入する。酸素吸着部に流入した作動媒体は、多孔質材に塗布された酸素吸着剤に接触することで、作動流体に含まれる酸素が酸素吸着剤に吸着される。そして、作動媒体は、酸素吸着部を通過した後、供給ラインから排出される。このため、作動媒体を酸素吸着部に通過させることで、作動媒体に含まれる酸素を好適に除去することができる。なお、作動流体は、液相状態であってもよいし、気液二相状態であってもよい。
【００１４】
また、前記第１内部空間は、前記容器の上方側となる上方内部空間であり、前記第２内部空間は、前記容器の下方側となる下方内部空間であり、前記排出ラインは、前記下方内部空間に接続され、前記供給ラインは、前記上方内部空間に接続されることが好ましい。
【００１５】
この構成によれば、作動媒体が気液二相流である場合、液相の作動媒体を、下方側から上方側に向かって容器内に充填させながら流通させることができるため、酸素吸着部との接触時間を好適に確保することができる。また、気相の作動媒体を、下方側から上方側に向かって流通させることで、容器の上方側に残留し難くできるため、好適に流通させることができる。
【００１６】
また、前記多孔質材は、粒状のゼオライトであることが好ましい。
【００１７】
この構成によれば、酸素吸着材をゼオライトで好適に保持することができ、また、作動媒体との接触面積を大きなものとすることができるため、酸素の吸着効率を高いものとすることができる。このとき、粒状のゼオライトは、ＪＩＳ規格のＺ８８０１−１９８２でふるいにかけたものを、好適な粒の大きさとしている。
【００１８】
また、前記酸素除去部は、前記排出ライン及び前記供給ラインが接続され、前記排出ラインからの前記作動媒体を内部に受け入れる容器と、前記容器の内部を第１内部空間と第２内部空間とに仕切るフィルタと、前記第１内部空間に設けられ、前記フィルタへ向けて、前記酸素吸着剤を噴霧する噴霧ノズルと、を有し、前記排出ラインは、前記第２内部空間に接続され、前記供給ラインは、前記第１内部空間に接続されることが好ましい。
【００１９】
この構成によれば、排出ラインから第１内部空間に流入した作動媒体は、フィルタを通過する。フィルタには、噴霧ノズルから噴霧される酸素吸着剤が含浸していることから、フィルタを通過する作動媒体は、フィルタの酸素吸着剤と気液接触する。また、フィルタを通過した作動媒体は、噴霧ノズルから噴霧される酸素吸着剤と気液接触する。このため、作動流体に含まれる酸素は、フィルタに含浸する酸素吸着剤と、噴霧ノズルから噴霧される酸素吸着剤とに吸着されるため、作動媒体に含まれる酸素を好適に除去することができる。なお、作動流体は、液相状態の作動媒体に比して気相状態の作動媒体を多く含むものが好ましい。
【００２０】
また、前記バイナリ発電設備は、前記凝縮器から前記蒸発器へ向けて前記作動媒体が流れる前記循環ラインに設けられるフィードポンプをさらに備え、前記排出ラインは、前記作動媒体の流れ方向において、前記フィードポンプの上流側の前記循環ラインに接続されていることが好ましい。
【００２１】
この構成によれば、凝縮器で凝縮されたフィードポンプに流入する前の作動流体を、排出ラインから排出させることができるため、気液二相状態の作動媒体を酸素除去部に流入させることができる。
【００２２】
また、前記作動媒体は、前記酸素吸着剤よりも比重が軽く、液相状態となっており、前記酸素除去部は、前記排出ライン及び前記供給ラインが接続され、前記排出ラインからの前記作動媒体を内部に受け入れる容器と、前記容器の上方側の内部に設けられ、前記酸素吸着剤を下方側へ向けて滴下する液滴ノズルと、を有し、前記排出ラインは、前記容器の下方側の内部に接続され、前記供給ラインは、前記容器の上方側の内部に接続されていることが好ましい。
【００２３】
この構成によれば、排出ラインから容器の内部に流入した比重の軽い液相の作動媒体は、下方側から上方側に向かって流通する。一方で、液滴ノズルから滴下された比重の重い酸素吸着剤は、上方側から下方側に向かって落下する。このとき、作動媒体と酸素吸着剤とは、液液接触することで、作動流体に含まれる酸素が酸素吸着剤に吸着される。このため、作動媒体を液滴ノズルから滴下される酸素吸着剤と液液接触させることで、作動媒体に含まれる酸素を好適に除去することができる。
【００２４】
また、前記供給ラインと前記容器との接続口は、鉛直方向において、前記液滴ノズルの吐出口の上方側に設けられていることが好ましい。
【００２５】
この構成によれば、接続口が吐出口の上方側に位置することから、下方側から上方側に作動媒体が流通しても、液滴ノズルの吐出口から滴下された酸素吸着剤が、接続口に流入し難いものとすることができる。このため、酸素吸着材が接続口を介して供給ラインに流入することを抑制することができる。
【００２６】
また、前記バイナリ発電設備は、前記凝縮器から前記蒸発器へ向けて前記作動媒体が流れる前記循環ラインに設けられるフィードポンプをさらに備え、前記排出ラインは、前記作動媒体の流れ方向において、前記フィードポンプの下流側の前記循環ラインに接続されていることが好ましい。
【００２７】
この構成によれば、フィードポンプで圧縮された作動流体を、排出ラインから排出することができるため、液相状態の作動媒体を酸素除去部に流入させることができる。
【００２８】
また、前記容器の内部に設けられ、前記作動媒体に含まれる水分を吸着する水分吸着材を含む水分除去部を、さらに備えることが好ましい。
【００２９】
この構成によれば、作動媒体に含まれる水分を除去することができるため、酸素吸着剤が水分で希釈されることを抑制することができ、酸素吸着剤の吸着効率の低下を抑制することができる。
【００３０】
また、前記水分吸着材は、アルミナであることが好ましい。
【００３１】
この構成によれば、アルミナを用いて作動媒体に含まれる水分を好適に除去することができる。
【００３２】
また、前記供給ラインを流通する前記作動媒体を、前記排出ラインに戻す戻りラインを、さらに備えることが好ましい。
【００３３】
この構成によれば、供給ラインを流通する作動媒体に酸素が残存する場合、供給ラインを流通する作動媒体を、戻りラインを介して排出ラインに戻すことで、酸素除去部により再び作動媒体に含まれる酸素を除去することができる。
【００３４】
また、前記酸素除去部から排出される前記作動媒体の酸素濃度を計測する第１酸素計と、前記酸素除去部に流入する前記作動媒体の酸素濃度を計測する第２酸素計と、をさらに備えることが好ましい。
【００３５】
この構成によれば、第１酸素計により酸素除去部から排出される作動媒体に含まれる酸素を監視することができる。また、第２酸素計により酸素除去部に流入する作動媒体に含まれる酸素を監視することができる。さらに、第１酸素計により監視される酸素濃度と、第２酸素計により監視される酸素濃度とから、酸素吸着剤の吸着能力の低下を判定することができる。例えば、第２酸素計の酸素濃度に比べて、第１酸素計の酸素濃度が低下していなければ、または、低下していても低下量が小さければ、酸素吸着剤の吸着能力が低下していると判定することができる。なお、酸素吸着剤の吸着能力の判定は、オペレータが行ってもよいし、別途設けた制御部により自動で判定してもよい。
【００３６】
本発明のバイナリ発電設備は、流入する作動媒体により回転するタービンと、前記タービンから排出される前記作動媒体を再び前記タービンに流入させる循環ラインと、前記タービンから排出される前記作動媒体を凝縮する凝縮器と、前記タービンに流入する前記作動媒体を蒸発させる蒸発器と前記タービンに連結され、前記タービンの回転により発電する発電機と、上記の酸素除去装置と、を備えることを特徴とする。
【００３７】
この構成によれば、酸素が除去された作動媒体を、循環ラインに流通させることができるため、循環ライン周りの酸化による腐食を抑制することができる。これにより、バイナリ発電設備の腐食による耐用寿命の低下を抑制することができる。
【００３８】
また、前記循環ラインに接続され、前記タービンを迂回させて前記作動媒体を流通させるタービンバイパスラインをさらに備えることが好ましい。
【００３９】
この構成によれば、タービンバイパスラインに作動媒体を流通させることで、タービンを迂回させて作動媒体を循環ラインに流通させることができるため、タービンの運転停止時においても、作動媒体に含まれる酸素を除去することができる。
【００４０】
本発明の作動媒体の酸素除去方法は、循環ラインを循環しながら、前記循環ラインに設けられるタービンを回転させる作動媒体に含まれる酸素を除去する作動媒体の酸素除去方法であって、前記循環ラインから前記作動媒体を排出させる排出工程と、排出された前記作動媒体と、酸素を吸着する酸素吸着剤とを接触させて、前記作動媒体に含まれる酸素を前記酸素吸着剤に吸着させる酸素吸着工程と、酸素が除去された前記作動媒体を前記循環ラインへ向けて供給する供給工程と、を備えることを特徴とする。
【００４１】
この構成によれば、排出工程において、循環ラインから排出された作動媒体を、酸素吸着工程において、作動媒体に含まれる酸素を除去し、供給工程において、酸素が除去された作動媒体を、循環ラインへ供給することができる。このため、循環ラインを流通する作動媒体に含まれる酸素を除去することができるため、循環ライン周りの酸化による腐食を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】図１は、実施例１に係るバイナリ発電設備の概略構成図である。
【図２】図２は、実施例２に係るバイナリ発電設備の酸素吸着塔の概略構成図である。
【図３】図３は、実施例３に係るバイナリ発電設備の概略構成図である。
【図４】図４は、実施例４に係るバイナリ発電設備の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
以下、添付した図面を参照して、下記する実施例について説明する。なお、以下の実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。
【実施例１】
【００４４】
図１は、実施例１に係るバイナリ発電設備の概略構成図である。実施例１のバイナリ発電設備１は、水よりの沸点の低い低沸点作動媒体によってタービンを回転させることにより発電を行うものであり、例えば、地熱発電設備として適用される。なお、実施例１では、バイナリ発電設備１を、地熱発電設備に適用して説明するが、低沸点作動媒体によってタービンを回転させる発電設備であれば、いずれの設備に適用してもよい。
【００４５】
バイナリ発電設備１は、生産井からの熱水と作動媒体とを熱交換して、作動媒体を蒸発させ、蒸発した作動媒体をタービンに供給して発電を行っている。そして、タービンから排出された作動媒体を凝縮し、凝縮した作動媒体を再び熱水と熱交換する熱サイクルとなっている。ここで、作動媒体としては、例えば、ブタンまたはペンタン等の低沸点作動媒体が用いられる。
【００４６】
図１に示すように、バイナリ発電設備１は、タービン１０と、循環ラインＬ１と、蒸発器１１と、凝縮器１２と、フィードポンプ１３と、酸素除去装置１４と、発電機１５とを備えている。また、バイナリ発電設備１は、蒸発器１１に接続される熱水ラインＬ２と、凝縮器１２に接続される冷却ラインＬ３と、冷却ラインＬ３に設けられる冷却塔１６と、冷却ラインＬ３に設けられる冷却水ポンプ１７とを備えている。
【００４７】
タービン１０は、入口側から流入する作動流体によって回転し、出口側から作動流体を排出している。タービン１０は、いわゆるＯＲＣ（Organic Rankine Cycle）タービンであり、低温熱源発電用のタービンとなっている。タービン１０は、入口側の作動媒体の圧力が出口側の作動媒体の圧力に比して高くなっており、入口側と出口側との圧力差が大きいほど、タービン性能は向上する。
【００４８】
循環ラインＬ１は、タービン１０から排出される作動媒体を再びタービン１０に流入させる、閉ループのラインとなっている。ここで、作動媒体の充填前の循環ラインＬ１の内部には、空気が充満している。このため、作動媒体の充填時において、循環ラインＬ１は、作動媒体を充填しながら、内部の空気を排出する。このとき、循環ラインＬ１の内部の空気は、対数関数的に減少することから、作動媒体に酸素を含む空気が残存することになる。循環ラインＬ１を流通する作動媒体に酸素が含まれると、循環ラインＬ１周りにおいて酸化による腐食が発生することから、後述する酸素除去装置１４を用いて、作動媒体に含まれる酸素を除去している。
【００４９】
循環ラインＬ１には、タービン１０を迂回するタービンバイパスラインＬ５が接続されている。タービンバイパスラインＬ５は、その一端がタービン１０の入口側の循環ラインＬ１に接続され、その他端がタービン１０の出口側の循環ラインＬ１に接続されている。タービンバイパスラインにＬ５には、バイパス弁２５が設けられ、バイパス弁２５は、タービンバイパスラインＬ５を開閉可能となっている。また、タービン１０の入口側の循環ラインＬ１には、タービン１０と、タービンバイパスラインＬ５の接続部分との間には、主塞止弁２６が設けられ、主塞止弁２６は、循環ラインＬ１を開閉可能となっている。
【００５０】
フィードポンプ１３は、循環ラインＬ１に設けられており、タービン１０の出口側から排出された作動媒体を、タービン１０の入口側へ向かって供給している。なお、フィードポンプ１３は、流入した作動媒体を加圧することで液相状態とし、液相状態の作動媒体をタービン１０の入口側へ向けて送り出す。
【００５１】
循環ラインＬ１には、フィードポンプ１３を迂回するポンプバイパスラインＬ６が接続されている。ポンプバイパスラインＬ６は、その一端がフィードポンプ１３の入口側の循環ラインＬ１に接続され、その他端がフィードポンプ１３の出口側の循環ラインＬ１に接続されている。ポンプバイパスラインＬ６には、バイパス弁２７が設けられ、バイパス弁２７は、ポンプバイパスラインＬ６を開閉可能となっている。
【００５２】
蒸発器１１は、フィードポンプ１３からタービン１０へ向かって作動流体が流通する循環ラインＬ１に設けられている。また、蒸発器１１には、熱水ラインＬ２の一部が設けられている。熱水ラインＬ２は、生産井２１から還元井２２へ向かって熱水が流通するラインとなっている。蒸発器１１は、循環ラインＬ１と熱水ラインＬ２との間で熱交換をすることで、熱水ラインＬ２を流通する熱水によって、循環ラインＬ１を流通する作動媒体を蒸発させている。
【００５３】
凝縮器１２は、タービン１０からフィードポンプ１３へ向かって作動流体が流通する循環ラインＬ１に設けられている。また、凝縮器１２には、冷却ラインＬ３の一部が設けられている。冷却ラインＬ３は、冷却塔１６により冷却された冷却水が、凝縮器１２を通過して、冷却塔１６へ戻るラインとなっている。冷却塔１６は、冷却水と大気とを気液接触させて、冷却水を冷却する。冷却ラインＬ３に設けられる冷却水ポンプ１７は、冷却塔１６で冷却された冷却水を凝縮器１２へ向かって供給している。凝縮器１２は、循環ラインＬ１と冷却ラインＬ３との間で熱交換をすることで、冷却ラインＬ３を流通する冷却水によって、循環ラインＬ１を流通する作動媒体を凝縮させている。
【００５４】
発電機１５は、タービン１０に連結され、作動媒体によって回転するタービン１０によって回転駆動することで、発電を行っている。
【００５５】
ここで、実施例１のバイナリ発電設備１の作動について説明する。
【００５６】
実施例１のバイナリ発電設備１において、フィードポンプ１３から送り出された作動媒体は、循環ラインＬ１を流通して、蒸発器１１に流入する。蒸発器１１に流入した作動媒体は、熱水ラインＬ２を流通する熱水によって加熱されることで蒸発する。蒸発した気相状態の作動媒体は、循環ラインＬ１を流通して、タービン１０の入口側に流入する。タービン１０の入口側に流入した気相の作動媒体は、タービン１０の内部を通過することでタービン１０を回転させ、この後、タービン１０の出口側から流出する。作動媒体によって回転するタービン１０は、連結される発電機１５を回転駆動させ、発電機１５は、回転駆動されることで発電を行う。
【００５７】
タービン１０の出口側から排出された作動媒体は、循環ラインＬ１を流通して、凝縮器１２に流入する。凝縮器１２に流入した作動媒体は、冷却ラインＬ３を流通する冷却水によって冷却されることで凝縮する。凝縮した液相状態または気液二相状態の作動媒体は、循環ラインＬ１を流通して、フィードポンプ１３に流入する。
【００５８】
次に、上述したバイナリ発電設備１に設けられる酸素除去装置１４について詳細に説明する。酸素除去装置１４は、循環ラインＬ１に流通する作動媒体に含まれる酸素を除去するものである。
【００５９】
図１に示すように、酸素除去装置１４は、酸素除去部として機能する酸素吸着塔３１と、媒体排出ラインＬ７と、媒体供給ラインＬ８と、戻りラインＬ９と、第１酸素計３２と、第２酸素計３３とを有している。
【００６０】
媒体排出ラインＬ７は、その一端が、凝縮器１２とフィードポンプ１３との間の循環ラインＬ１に接続されている。また、媒体排出ラインＬ７は、その他端が、酸素吸着塔３１に接続され、循環ラインＬ１から排出された作動媒体を、酸素吸着塔３１へ流入させている。また、媒体排出ラインＬ７には、排出ライン弁３５と、排出ライン弁３５の下流側に設けられる媒体供給ポンプ３６とが設けられている。排出ライン弁３５は、媒体排出ラインＬ７を開閉可能となっている。媒体供給ポンプ３６は、媒体排出ラインＬ７を流通する作動媒体を、酸素吸着塔３１へ向けて供給している。
【００６１】
酸素吸着塔３１は、容器４１と、容器４１内部に設けられる網材４２と、容器４１内部に設けられる酸素吸着部４３とを備えている。容器４１は、その長手方向が鉛直方向となるように設置されており、媒体供給ラインＬ８及び媒体排出ラインＬ７が接続されている。媒体供給ラインＬ８は、容器４１の上方側に接続されており、媒体排出ラインＬ７は、容器４１の下方側に接続されている。このため、媒体排出ラインＬ７から容器４１の下方側の内部に流入する作動媒体は、容器４１の下方側から上方側に向かって流通し、容器４１の上方側から媒体供給ラインＬ８に流出する。
【００６２】
網材４２は、容器４１の内部を、上方側内部空間４１ａと下方側内部空間４１ｂとに仕切るように設けられている。この網材４２は、そのメッシュが、作動媒体の流通を許容するとともに、後述する粒状のゼオライト４３ａが落下不能となるメッシュとなっている。
【００６３】
酸素吸着部４３は、上方側内部空間４１ａの網材４２上に設けられ、表面に酸素吸着剤を塗布した粒状のゼオライト４３ａを用いて構成されている。粒状のゼオライト４３ａは、多孔質材であり、例えば、酸化アルミニウム（アルミナ：Ａｌ２Ｏ３）またはシリカ（ＳｉＯ２）等が用いられる。また、粒状のゼオライト４３ａは、ＪＩＳ規格のＺ８８０１−１９８２でふるいにかけたものを用いている。このため、ゼオライト４３ａは、その平均粒径が１ｍｍ〜５ｍｍとなっている。
【００６４】
この粒状のゼオライト４３ａの表面に塗布される酸素吸着剤としては、ピロガロールを含んだものを用いている。具体的に、酸素吸着剤は、６ｗｔ％のピロガロール（Ｃ６Ｈ３（ＯＨ）３）と、３０ｗｔ％の水酸化カリウム（ＫＯＨ）とを含むアルカリ性の溶液となっている。この比率は、溶媒に対する溶質の重量の比率である。この酸素吸着剤は、所定の容積に対し、２８倍程度の酸素を吸着することが可能となっている。つまり、１ｍｌの酸素吸着剤に対し、２８ｍｌの酸素を吸着することが可能となっている。
【００６５】
そして、上記の酸素吸着剤中に、粒状のゼオライト４３ａを含浸させ、この後、窒素等の不活性ガス下において酸素吸着剤を乾燥させることで、粒状のゼオライト４３ａの表面に酸素吸着剤を塗布する。
【００６６】
酸素吸着部４３は、上方側内部空間４１ａに、酸素吸着剤が塗布された粒状のゼオライト４３ａを網材４２上に充填することで構成される。
【００６７】
媒体供給ラインＬ８は、その一端が、容器４１に接続され、その他端が、フィードポンプ１３の上流側の循環ラインＬ１に接続されている。この媒体供給ラインＬ８は、酸素吸着塔３１の容器４１から排出された作動媒体を、フィードポンプ１３の上流側の循環ラインＬ１に供給している。媒体供給ラインＬ８には、供給ライン弁４５が設けられている。供給ライン弁４５は、媒体供給ラインＬ８を開閉可能となっている。
【００６８】
戻りラインＬ９は、その一端が、供給ライン弁４５の上流側の媒体供給ラインＬ８に接続され、その他端が、排出ライン弁３５の下流側の媒体排出ラインＬ７に接続されている。この戻りラインＬ９は、酸素吸着塔３１の容器４１から排出された作動媒体を、媒体排出ラインＬ７に戻している。戻りラインＬ９には、戻りライン弁４７が設けられている。戻りライン弁４７は、戻りラインＬ９を開閉可能となっている。
【００６９】
上記のように構成される酸素除去装置１４において、媒体排出ラインＬ７から容器４１内に作動媒体が供給されると、作動媒体は、容器４１の下方側内部空間４１ｂに流入する。このとき、作動媒体は、液相状態または気液二相状態となっている。なお、以下では、作動媒体が気液二相状態である場合について説明する。下方側内部空間４１ｂに流入した作動媒体は、上方側内部空間４１ａに向かって流通する。ここで、気液二相状態の作動媒体のうち、液相の作動媒体は、下方側から上方側に向かって容器４１内に充填されながら流通する。また、気相の作動媒体は、下方側から上方側に向かって流通する。このとき、気相の作動媒体は、液相の作動媒体に比して流速が速くなる。
【００７０】
上方側内部空間４１ｂに向かって流通する気液二相状態の作動媒体は、網材４２を通過して、酸素吸着部４３に流入する。酸素吸着部４３に流入した作動媒体は、粒状のゼオライト４３ａに塗布された酸素吸着剤に接触することで、作動流体に含まれる酸素が酸素吸着剤に吸着される。この後、酸素吸着部４３を通過した作動媒体は、媒体供給ラインＬ８から排出される。
【００７１】
第１酸素計３２は、フィードポンプ１３の上流側の循環ラインＬ１、つまり、ポンプバイパスラインＬ６及び循環ラインＬ１の接続部分と、媒体供給ラインＬ８及び循環ラインＬ１の接続部分との間の循環ラインＬ１に設けられている。第１酸素計３２は、フィードポンプ１３（またはポンプバイパスラインＬ６）に流入する作動媒体に含まれる酸素濃度を計測している。このため、第１酸素計３２を用いて、酸素吸着塔３１から排出される作動媒体に含まれる酸素を監視することが可能となる。
【００７２】
第２酸素計３３は、媒体供給ポンプ３６の上流側の媒体排出ラインＬ７、つまり、排出ライン弁３５と、媒体供給ポンプ３６との間の媒体排出ラインＬ７に設けられている。第２酸素計３３は、酸素吸着塔３１に流入する作動媒体に含まれる酸素濃度を計測している。このため、第２酸素計３３を用いて、酸素吸着塔３１から排出される作動媒体に含まれる酸素を監視することが可能となる。
【００７３】
ここで、上記の酸素除去装置１４は、各ラインに設けられる各弁を適宜開閉することで、タービン１０の運転に応じて、また、第１酸素計３２及び第２酸素計３３の計測結果に応じて、作動流体の酸素を除去することができる。例えば、酸素除去装置１４は、タービン１０の運転時において、酸素除去装置１４を使用しない場合と、酸素除去装置１４を使用して作動媒体を循環ラインＬ１から抜き出し、酸素除去装置１４で作動媒体中の酸素を除去した後、酸素除去後の作動媒体を循環ラインＬ１に供給する場合と、酸素除去装置１４を使用して作動媒体を循環ラインＬ１から抜き出し、酸素除去装置１４内で循環させる場合とがある。また、酸素除去装置１４は、タービン１０の運転停止時において、酸素除去装置１４を使用しない場合と、酸素除去装置１４を使用して作動媒体を循環ラインＬ１から抜き出し、酸素除去装置１４で作動媒体中の酸素を除去した後、酸素除去後の作動媒体を循環ラインＬ１に供給する場合と、酸素除去装置１４を使用して作動媒体を循環ラインＬ１から抜き出し、酸素除去装置１４内で循環させる場合とがある。
【００７４】
タービン１０の運転時において、酸素除去装置１４を使用しない場合、バイナリ発電設備１では、バイパス弁２５及びバイパス弁２７が閉弁され、主塞止弁２６が開弁され、排出ライン弁３５及び供給ライン弁４５が閉弁される。なお、戻りライン弁４７は、開弁してもよいし、閉弁してもよい。この場合、循環ラインＬ１を流通する作動媒体は、循環ラインＬ１内を循環する。このとき、第１酸素計３２により計測される酸素濃度が、予め設定された酸素濃度よりも小さい場合、バイナリ発電設備１を上記の状態に維持する。一方で、第１酸素計３１により計測される酸素濃度が、予め設定された酸素濃度以上となる場合、酸素除去装置１４を使用して、作動媒体中の酸素を除去する。
【００７５】
タービン１０の運転時において、酸素除去装置１４を使用し、作動媒体を循環ラインＬ１から抜き出し、酸素除去装置１４で作動媒体中の酸素を除去した後、酸素除去後の作動媒体を循環ラインＬ１に供給する場合、バイナリ発電設備１では、バイパス弁２５及びバイパス弁２７が閉弁され、主塞止弁２６が開弁され、排出ライン弁３５及び供給ライン弁４５が開弁され、戻りライン弁４７が閉弁される。この場合、循環ラインＬ１を流通する作動媒体は、媒体排出ラインＬ７から酸素吸着塔３１に流入し、酸素吸着塔３１で酸素が除去された後、媒体供給ラインＬ８から循環ラインＬ１に流入する。このとき、第１酸素計３２により計測される酸素濃度と、第２酸素計３３により計測される酸素濃度との差分が、予め設定された差分よりも大きい場合、すなわち、第２酸素計３３により計測される酸素濃度に比して第１酸素計３２により計測される酸素濃度が十分に低い場合、第２酸素計３３が予め設定された酸素濃度よりも小さくなるまで、バイナリ発電設備１を上記の状態に維持する。なお、第２酸素計３３が予め設定された酸素濃度よりも小さくなった場合、バイナリ発電設備１を、酸素除去装置１４を使用しない場合の状態としてもよい。一方で、第１酸素計３２により計測される酸素濃度と、第２酸素計３３により計測される酸素濃度との差分が、予め設定された差分以下となる場合、すなわち、第２酸素計３３により計測される酸素濃度に比して第１酸素計３２により計測される酸素濃度が低くならず、第１酸素計３２により計測される酸素濃度が予め設定された酸素濃度よりも大きくなる場合、酸素除去装置１４内で作動媒体を循環させて、作動媒体中の酸素を除去する。
【００７６】
タービン１０の運転時において、酸素除去装置１４を使用し、作動媒体を、酸素除去装置１４内で循環させる場合、バイナリ発電設備１では、バイパス弁２５及びバイパス弁２７が閉弁され、主塞止弁２６が開弁され、供給ライン弁４５が閉弁され、戻りライン弁４７が開弁される。なお、排出ライン弁３５は、開弁してもよいし、閉弁してもよい。この場合、媒体排出ラインＬ７から酸素吸着塔３１に流入した作動媒体は、酸素吸着塔３１で酸素が除去された後、媒体供給ラインＬ８から戻りラインＬ９を経て、媒体排出ラインＬ７に供給される。このように、作動媒体を循環させることで、作動媒体と酸素吸着剤との接触時間を長くすることができ、作動媒体に含まれる酸素を、時間をかけて除去する。このとき、第２酸素計３３により計測される酸素濃度が、予め設定された酸素濃度よりも小さくなるまで、バイナリ発電設備１を上記の状態に維持する。なお、第２酸素計３３が予め設定された酸素濃度よりも小さくなった場合、作動媒体を、循環ラインＬ１に供給してもよい。一方で、第２酸素計３３により計測される酸素濃度が、予め設定された酸素濃度異常となる場合、酸素吸着部４３の吸着能力が低下したと判定する。
【００７７】
次に、タービン１０の運転停止時における、酸素除去装置１４による作動媒体の酸素の除去について説明する。タービン１０の運転停止時のバイナリ発電設備１は、バイパス弁２５及びバイパス弁２７が開弁され、主塞止弁２６が閉弁される。このため、作動媒体は、タービンバイパスラインＬ５及びポンプバイパスラインＬ６を流通してタービン１０及びフィードポンプ１３を迂回しながら、循環ラインＬ１を循環する。なお、タービン１０の運転停止時のバイナリ発電設備１は、バイパス弁２５、バイパス弁２７及び主塞止弁２６の開閉が逆となる以外は、タービン１０の運転時のバイナリ発電設備１と同様であるため、説明を省略する。
【００７８】
次に、上記の酸素除去装置１４を用いて、循環ラインＬ１を流通する作動媒体の酸素を除去する作動媒体の酸素除去方法について説明する。なお、下記する酸素除去方法は、タービン１０の運転時において、作動媒体を循環ラインＬ１から抜き出し、酸素除去装置１４により作動媒体に含まれる酸素を除去した後、酸素除去後の作動媒体を循環ラインＬ１に供給する場合である。
【００７９】
酸素除去装置１４において、作動媒体中の酸素を除去する場合、循環ラインＬ１を流通する作動媒体は、媒体排出ラインＬ７を流通して酸素吸着塔３１へ向けて排出される（排出工程）。酸素吸着塔３１へ向けて排出された作動媒体は、酸素吸着塔３１に流入し、酸素吸着塔３１において作動媒体に含まれる酸素が酸素吸着剤に吸着されることで、作動媒体の酸素が除去される（酸素吸着工程）。そして、酸素が除去された作動媒体は、媒体供給ラインＬ８から循環ラインＬ１に供給される（供給工程）。
【００８０】
以上のように、実施例１の構成によれば、媒体排出ラインＬ７を介して循環ラインＬ１から排出された作動媒体を、酸素吸着塔３１において酸素を除去し、酸素が除去された作動媒体を、媒体共有ラインＬ８を介して循環ラインＬ１へ供給することができる。このため、循環ラインＬ１を流通する作動媒体に含まれる酸素を除去することができるため、循環ラインＬ１周りの酸化による腐食を抑制することができる。これにより、バイナリ発電設備１の腐食による耐用寿命の低下を抑制することができる。
【００８１】
また、実施例１の構成によれば、酸素吸着剤と作動媒体とを接触させて、作動媒体に含まれる酸素を除去することができるため、酸素の除去効率を高いものとすることができる。
【００８２】
また、実施例１の構成によれば、ピロガロールを含む酸素吸着剤を用いることで、酸素の吸着効率を高くすることができ、作動媒体に含まれる酸素を効率良く除去することができる。また、酸素吸着剤は、水酸化カリウムを含むことから、アルカリ性とすることができるため、酸による循環ラインＬ１周りの腐食を抑制することができる。
【００８３】
また、実施例１の構成によれば、容器４１の下方側内部空間４１ｂに流入した作動媒体を、網材４２を通過させて、上方側内部空間４１ａの酸素吸着部４３に流入させることができる。このため、作動媒体を、多孔質材に塗布された酸素吸着剤に接触させることができるため、作動流体に含まれる酸素を酸素吸着剤によって吸着することができる。よって、作動媒体を容器４１の内部で流通させ、酸素吸着部４３を通過させることで、作動媒体に含まれる酸素を好適に除去することができる。
【００８４】
また、実施例１の構成によれば、容器４１内において、作動媒体を、下方側から上方側に向かって流通させることができるため、作動媒体が気液二相状態であっても、容器４１の上方側に気相の作動媒体を残留させることなく、好適に流通させることができる。
【００８５】
また、実施例１の構成によれば、表面に酸素吸着剤を塗布した粒状のゼオライト４３ａを用いて酸素吸着部４３を構成することができるため、作動媒体と酸素吸着剤との接触面積を大きなものとすることができ、酸素の吸着効率を高いものとすることができる。
【００８６】
また、実施例１の構成によれば、媒体排出ラインＬ７を、フィードポンプ１３の上流側の循環ラインＬ１に接続することができる。このため、凝縮器１２で凝縮されたフィードポンプ１３に流入する前の作動流体を、媒体排出ラインＬ７から排出させることができるため、気液二相状態の作動媒体を酸素吸着塔３１に流入させることができる。
【００８７】
また、実施例１の構成によれば、戻りラインＬ９を設けることで、媒体供給ラインＬ８を流通する作動媒体に酸素が残存する場合、媒体供給ラインＬ８を流通する作動媒体を、戻りラインＬ９を介して媒体排出ラインＬ７に戻すことができる。このため、酸素吸着塔３１により再び作動媒体に含まれる酸素を除去することができるため、時間をかけて酸素を除去することができる。
【００８８】
また、実施例１の構成によれば、第１酸素計３２を設けることで、酸素吸着塔３１から排出される作動媒体に含まれる酸素を監視することができる。また、第２酸素計３３を設けることで、酸素吸着塔３１に流入する作動媒体に含まれる酸素を監視することができる。また、第１酸素計３２により監視される酸素濃度と、第２酸素計３３により監視される酸素濃度とから、酸素吸着剤の吸着能力の低下を判定することができる。なお、酸素吸着剤の吸着能力の判定は、オペレータが行ってもよいし、別途バイナリ発電設備１に設けられる制御部により自動で判定してもよい。
【００８９】
また、実施例１の構成によれば、タービン１０及びフィードポンプ１３を迂回させて作動媒体を循環ラインＬ１に流通させることができるため、タービン１０の運転停止時においても、作動媒体に含まれる酸素を除去することができる。なお、蒸発器１１及び凝縮器１２をバイパスするバイパスラインをさらに設け、作動媒体を、蒸発器１１及び凝縮器１２を迂回させて循環ラインＬ１に流通させてもよい。
【００９０】
なお、実施例１では、粒状のゼオライト４３ａを用いたが、この形状に限定されず、ペレット形状、ハニカム形状、または平板を積層した形状であってもよく、特に限定されない。
【実施例２】
【００９１】
次に、図２を参照して、実施例２に係るバイナリ発電設備１００について説明する。図２は、実施例２に係るバイナリ発電設備の酸素吸着塔の概略構成図である。なお、実施例２では、重複した記載を避けるべく、実施例１と異なる部分について説明すると共に、実施例１と同様の構成である部分については、同じ符号を付す。実施例２に係るバイナリ発電設備１００では、実施例１の酸素除去装置１４の酸素吸着塔３１の内部に、水分除去部１０１を加えた構成となっている。以下、実施例２に係るバイナリ発電設備１００について説明する。
【００９２】
図２に示すように、実施例２に係るバイナリ発電設備１００において、酸素吸着塔３１は、容器４１と、網材４２と、酸素吸着部４３と、水分除去部１０１とを有している。なお、容器４１、網材４２及び酸素吸着部４３については、実施例１と同様であるため、説明を省略する。
【００９３】
水分除去部１０１は、例えば、アルミナ（酸化アルミニウム）を用いて構成されており、作動媒体に含まれる水分を除去可能となっている。水分除去部１０１は、容器４１の内部に設けられ、網材４２と酸素吸着部４３との間に設けられている。つまり、水分除去部１０１は、網材４２上に配置され、酸素吸着部４３は、水分除去部１０１上に配置されている。水分除去部１０１は、作動媒体の流通を許容可能な形状となっている。
【００９４】
このため、容器４１の下方側内部空間４１ｂに流入した作動媒体は、網材４２を通過した後、水分除去部１０１に流入する。水分除去部１０１に流入した作動媒体は、作動媒体に含まれる水分が除去され、この後、酸素吸着部４３に流入する。そして、酸素吸着部４３に流入した作動媒体は、作動媒体に含まれる酸素が除去され、この後、容器４１から排出される。
【００９５】
以上のように、実施例２の構成によれば、水分除去部１０１によって作動媒体に含まれる水分を除去することができる。このため、作動媒体に含まれる水分によって、酸素吸着剤が希釈されることを抑制することができることから、希釈による酸素吸着剤の吸着効率の低下を抑制することができる。
【実施例３】
【００９６】
次に、図３を参照して、実施例３に係るバイナリ発電設備１１０について説明する。図３は、実施例３に係るバイナリ発電設備の概略構成図である。なお、実施例３でも、重複した記載を避けるべく、実施例１及び２と異なる部分について説明すると共に、実施例１及び２と同様の構成である部分については、同じ符号を付す。実施例３のバイナリ発電設備１１０は、実施例１のバイナリ発電設備１００の酸素吸着塔３１に代えて、酸素除去部として機能する酸素吸着スクラバ１１１が用いられている。以下、実施例３に係るバイナリ発電設備１１０について説明する。
【００９７】
図３に示すように、実施例３に係るバイナリ発電設備１１０において、酸素除去装置１４は、酸素除去部として機能する酸素吸着スクラバ１１１と、媒体排出ラインＬ７と、媒体供給ラインＬ８と、戻りラインＬ９と、第１酸素計３２と、第２酸素計３３とを有している。なお、酸素吸着スクラバ１１１以外の構成については、実施例１と同様であるため、説明を省略する。
【００９８】
酸素吸着スクラバ１１１は、容器１１４と、容器１１４内部に設けられるフィルタ１１５と、容器１１４内部に設けられる噴霧ノズル１１６と、吸着剤タンク１１７と、吸着液回収ラインＬ１１と、吸着液供給ラインＬ１２とを備えている。
【００９９】
容器１１４は、その長手方向が鉛直方向となるように設置されており、媒体供給ラインＬ８及び媒体排出ラインＬ７が接続されている。媒体供給ラインＬ８は、容器１１４の上方側に接続されており、媒体排出ラインＬ７は、容器１１４の下方側に接続されている。なお、容器１１４の内部を流通する作動媒体は、液相に比して気相の割合が多い気液二相状態の作動媒体となっている。このため、媒体排出ラインＬ７から容器１１４の下方側の内部に流入する作動媒体は、容器１１４の下方側から上方側に向かって流通し、容器１１４の上方側から媒体供給ラインＬ８に流出する。
【０１００】
フィルタ１１５は、容器１１４の内部を、上方側内部空間１１４ａと下方側内部空間１１４ｂとに仕切るように設けられている。このフィルタ１１５は、作動媒体の流通を許容するとともに、後述する噴霧ノズル１１６から噴霧される酸素吸着剤を含浸可能となっている。
【０１０１】
噴霧ノズル１１６は、上方側内部空間１１４ａに設けられ、フィルタ１１５へ向かって酸素吸着剤を噴霧している。なお、酸素吸着剤は、実施例１と同様の構成となっている。
【０１０２】
吸着剤タンク１１７は、酸素吸着剤を溜めており、吸着液回収ラインＬ１１及び吸着液供給ラインＬ１２が接続されている。吸着液回収ラインＬ１１は、容器１１４と吸着剤タンク１１７とを接続するラインとなっている。吸着液回収ラインＬ１１には、吸着液回収ポンプ１１８が設けられており、吸着液回収ポンプ１１８は、容器１１４の底部に溜まった酸素吸着剤を、吸着剤タンク１１７へ向けて供給している。吸着液供給ラインＬ１２は、吸着剤タンク１１７と噴霧ノズル１１６とを接続するラインとなっている。吸着液供給ラインＬ１２には、吸着液供給ポンプ１１９が設けられており、吸着液供給ポンプ１１９は、吸着剤タンク１１７に溜められた酸素吸着剤を、噴霧ノズル１１６へ向けて供給している。
【０１０３】
上記のように構成される酸素除去装置１４において、媒体排出ラインＬ７から容器１１４内に作動媒体が供給されると、気相の作動媒体は、容器１１４の下方側内部空間１１４ｂに流入する。下方側内部空間１１４ｂに流入した作動媒体は、上方側内部空間１１４ａに向かって流通する。
【０１０４】
上方側内部空間１１４ｂに向かって流通する気相状態の作動媒体は、フィルタ１１５を通過する。フィルタ１１５を通過した作動媒体は、フィルタ１１５に含浸した酸素吸着剤に接触することで、作動流体に含まれる酸素が酸素吸着剤に吸着される。この後、フィルタ１１５を通過した作動媒体は、噴霧ノズル１１６から噴霧される酸素吸着剤と接触することで、作動流体に含まれる酸素が酸素吸着剤にさらに吸着される。この後、噴霧ノズル１１６を通過した作動媒体は、媒体供給ラインＬ８から排出される。
【０１０５】
以上のように、実施例３の構成によれば、媒体排出ラインＬ７から下方側内部空間１１４ｂに流入した気相の作動媒体を、フィルタ１１５に含浸した酸素吸着剤と、噴霧ノズル１１６から噴霧される酸素吸着剤とに気液接触させることができるため、作動媒体に含まれる酸素を好適に除去することができる。
【実施例４】
【０１０６】
次に、図４を参照して、実施例４に係るバイナリ発電設備１２０について説明する。図４は、実施例４に係るバイナリ発電設備の概略構成図である。なお、実施例４でも、重複した記載を避けるべく、実施例１から３と異なる部分について説明すると共に、実施例１から３と同様の構成である部分については、同じ符号を付す。実施例４のバイナリ発電設備１２０は、実施例１のバイナリ発電設備１００の酸素吸着塔３１に代えて、酸素除去部として機能する酸素吸着器１２１が用いられている。以下、実施例４に係るバイナリ発電設備１２０について説明する。
【０１０７】
図４に示すように、実施例４に係るバイナリ発電設備１２０において、酸素除去装置１４は、酸素除去部として機能する酸素吸着器１２１と、媒体排出ラインＬ７と、媒体供給ラインＬ８と、戻りラインＬ９と、第１酸素計３２と、第２酸素計３３とを有している。なお、戻りラインＬ９と、第１酸素計３２と、第２酸素計３３については、実施例１とほぼ同様であるため、説明を省略する。
【０１０８】
媒体排出ラインＬ７は、その一端が、フィードポンプ１３と蒸発器１１との間の循環ラインＬ１に接続されている。また、媒体排出ラインＬ７は、その他端が、酸素吸着器１２１に接続され、循環ラインＬ１から排出された作動媒体を、酸素吸着器１２１へ流入させている。このとき、酸素吸着器１２１に流入する作動媒体は、フィードポンプ１３によって加圧された液相状態の作動媒体が流入する。
【０１０９】
酸素吸着器１２１は、液相状態の作動媒体と酸素吸着剤とを液液接触させることで、作動媒体に含まれる酸素を除去している。ここで、作動媒体は、酸素吸着剤よりも比重が軽いものとなっている。酸素吸着器１２１は、容器１２４と、容器１１４内部に設けられる液滴ノズル１２５と、吸着剤回収タンク１２６と、吸着剤タンク１２７と、吸着液回収ラインＬ１１と、吸着液供給ラインＬ１２とを備えている。
【０１１０】
容器１２４は、その長手方向が鉛直方向となるように設置されており、媒体供給ラインＬ８及び媒体排出ラインＬ７が接続されている。媒体供給ラインＬ８は、容器１２４の上方側に接続されており、媒体排出ラインＬ７は、容器１２４の下方側に接続されている。このため、媒体排出ラインＬ７から容器１２４の下方側の内部に流入する液相状態の作動媒体は、容器１２４の下方側から上方側に向かって流通し、容器１２４の上方側から媒体供給ラインＬ８に流出する。
【０１１１】
液滴ノズル１２５は、容器１２４の内部の上方側に設けられ、液滴ノズル１２５に設けられる吐出口１２５ａから酸素吸着剤を滴下している。なお、酸素吸着剤は、実施例１と同様の構成となっている。このとき、容器１２４に設けられる媒体供給ラインＬ８との接続口１２４ａは、鉛直方向において、液滴ノズル１２５の吐出口１２５ａの上方側に設けられている。
【０１１２】
吸着剤回収タンク１２６は、容器１２４の底部側（下方側）に接続されており、容器１２４の底部に溜まる作動媒体よりも比重が重い酸素吸着剤を、その内部に流入させている。吸着剤回収タンク１２６は、内部に流入した酸素吸着剤を溜め置きすることで、酸素吸着剤を清浄している。
【０１１３】
吸着剤タンク１２７は、酸素吸着剤を溜めており、吸着液回収ラインＬ１１及び吸着液供給ラインＬ１２が接続されている。吸着液回収ラインＬ１１は、吸着剤回収タンク１２６と吸着剤タンク１２７とを接続するラインとなっている。吸着液回収ラインＬ１１には、吸着液回収ポンプ１２８が設けられており、吸着液回収ポンプ１２８は、吸着剤回収タンク１２６の底部に溜まった酸素吸着剤を、吸着剤タンク１２７へ向けて供給している。吸着液供給ラインＬ１２は、吸着剤タンク１２７と液滴ノズル１２５とを接続するラインとなっている。吸着液供給ラインＬ１２には、吸着液供給ポンプ１２９が設けられており、吸着液供給ポンプ１２９は、吸着剤タンク１１７に溜められた酸素吸着剤を、液滴ノズル１２５へ向けて供給している。
【０１１４】
媒体供給ラインＬ８は、その一端が、容器１２４に接続され、その他端が、フィードポンプ１３の下流側の循環ラインＬ１に接続されている。この媒体供給ラインＬ８は、酸素吸着器１２１の容器１２４から排出された作動媒体を、フィードポンプ１３の下流側の循環ラインＬ１に供給している。
【０１１５】
上記のように構成される酸素除去装置１４において、媒体排出ラインＬ７から容器１２４内に作動媒体が供給されると、液相状態の作動媒体は、容器１２４内部の下方側に流入する。容器１２４内部の下方側に流入した作動媒体は、容器１２４内部の上方側に向かって流通する。
【０１１６】
上方側に向かって流通する液相状態の作動媒体は、液滴ノズル１２５から滴下される酸素吸着剤と接触することで、作動流体に含まれる酸素が酸素吸着剤にさらに吸着される。この後、酸素が除去された作動媒体は、媒体供給ラインＬ８から排出される。
【０１１７】
以上のように、実施例４の構成によれば、媒体排出ラインＬ７から容器１２４の内部に流入した比重の軽い液相の作動媒体を、下方側から上方側に向かって流通させる一方で、液滴ノズル１２５から滴下された比重の重い酸素吸着剤を、上方側から下方側に向かって落下させることができる。このとき、作動媒体と酸素吸着剤とは、液液接触することで、作動流体に含まれる酸素を酸素吸着剤に吸着させることができる。このため、作動媒体を液滴ノズル１２５から滴下される酸素吸着剤と液液接触させることで、作動媒体に含まれる酸素を好適に除去することができる。
【０１１８】
また、実施例４の構成によれば、容器１２４の接続口１２４ａが、液滴ノズル１２５の吐出口１２５ａの上方側に位置することから、下方側から上方側に作動媒体が流通しても、液滴ノズル１２５の吐出口１２５ａから滴下された酸素吸着剤が、接続口１２４ａに流入し難いものとすることができる。このため、酸素吸着材が接続口１２４ａを介して媒体供給ラインＬ８に流入することを抑制することができる。
【０１１９】
なお、実施例４において、容器１２４の内部に、実施例２の水分除去部１０１を設けてもよい。この場合、水分除去部１０１は、接続口１２４ａの近傍に設けることが好ましい。
【符号の説明】
【０１２０】
１  バイナリ発電設備
１０  タービン
１１  蒸発器
１２  凝縮器
１３  フィードポンプ
１４  酸素除去装置
１５  発電機
１６  冷却塔
１７  冷却水ポンプ
２１  生産井
２２  還元井
３１  酸素吸着塔
３２  第１酸素計
３３  第２酸素計
４１  容器
４２  網材
４３  酸素吸着部
１００  バイナリ発電設備（実施例２）
１０１  水分除去部（実施例２）
１１０  バイナリ発電設備（実施例３）
１１１  酸素吸着スクラバ
１１４  容器（実施例３）
１１５  フィルタ
１１６  噴霧ノズル
１１７  吸着剤タンク
１１８  吸着液回収ポンプ
１１９  吸着液供給ポンプ
１２０  バイナリ発電設備（実施例４）
１２１  酸素吸着器
１２４  容器
１２５  液滴ノズル
１２６  吸着剤回収タンク
１２７  吸着剤タンク
１２８  吸着液回収ポンプ
１２９  吸着液供給ポンプ
Ｌ１  循環ライン
Ｌ２  熱水ライン
Ｌ３  冷却ライン
Ｌ５  タービンバイパスライン
Ｌ６  ポンプバイパスライン
Ｌ７  媒体排出ライン
Ｌ８  媒体供給ライン
Ｌ９  戻りライン
Ｌ１１  吸着液回収ライン
Ｌ１２  吸着液供給ライン
【図１】
2015054315.tif 000003
【図２】
2015054315.tif 000004
【図３】
2015054315.tif 000005
【図４】
2015054315.tif 000006