(57)【要約】【課題】媒体に二酸化炭素を用いても、工場排温水や地熱熱水等の安定入手が可能な低温熱水を利用して高効率に発電できるようにする。【解決手段】熱水Ｓに高圧液体二酸化炭素２Ａを接触させて高圧二酸化炭素ガス２Ｂを生成する加熱装置１と、高圧二酸化炭素ガス２Ｂにより駆動されるタービン発電機３と、タービン発電機３出口の低圧二酸化炭素ガス２Ｃを臨界温度以下に冷却して低圧液体二酸化炭素２Ｄとする冷却装置６と、冷却装置６の出口に設置され、タービン発電機３入口の高圧二酸化炭素ガス２Ｂの一部を吹き込んで低圧液体二酸化炭素２Ｄを吸引混合することによりタービン発電機３入口の高圧二酸化炭素ガス２Ｂの圧力と略同等以上の圧力に高めて高圧液体二酸化炭素２Ａを加熱装置１に循環させるインジェクタ１１とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧液体二酸化炭素を加熱装置により熱水に接触させて高圧二酸化炭素ガスを生成させ、該高圧二酸化炭素ガスをタービン発電機に供給することにより発電を行うバイナリーサイクル発電方法であって、前記タービン発電機出口の低圧二酸化炭素ガスを冷却装置により臨界温度以下に冷却して低圧液体二酸化炭素とし、該低圧液体二酸化炭素をインジェクタに導くと共に、タービン発電機入口の高圧二酸化炭素ガスの一部を前記インジェクタに導入することにより低圧液体二酸化炭素の圧力を前記タービン発電機入口の高圧二酸化炭素ガスの圧力と略同等以上に高めて高圧液体二酸化炭素とし、該高圧液体二酸化炭素を前記加熱装置に導いて二酸化炭素を循環させるようにしたことを特徴とするバイナリーサイクル発電方法。
【請求項２】
熱水に高圧液体二酸化炭素を接触させて高圧二酸化炭素ガスを生成する加熱装置と、前記高圧二酸化炭素ガスにより駆動されるタービン発電機と、タービン発電機出口の低圧二酸化炭素ガスを臨界温度以下に冷却して低圧液体二酸化炭素とする冷却装置と、該冷却装置の出口に設置され、前記タービン発電機入口の高圧二酸化炭素ガスの一部を吹き込んで前記低圧液体二酸化炭素を吸引混合することにより前記タービン発電機入口の高圧二酸化炭素ガスの圧力と略同等以上の圧力に高めた高圧液体二酸化炭素として前記加熱装置に循環させるインジェクタと、を備えたことを特徴とするバイナリーサイクル発電装置。
【請求項３】
前記冷却装置が、再生器と凝縮器と蒸発器と吸収器とを有する吸収式冷凍機であり、前記加熱装置が、インジェクタの下流に設置した二酸化炭素蒸発器と該二酸化炭素蒸発器の下流に設置した熱水過熱器とからなり、前記吸収式冷凍機の再生器での被吸収液の蒸発に熱水を用い、前記吸収式冷凍機の吸収器での吸収液の冷却及び被吸収液蒸気の吸収と凝縮器での被吸収液蒸気の凝縮に前記二酸化炭素蒸発器で回収する冷熱を用いたことを特徴とする請求項２に記載のバイナリーサイクル発電装置。
【請求項４】
前記冷却装置が、昇圧装置と凝縮器と蒸発器を有する電動式冷凍機であり、前記加熱装置が、インジェクタの下流に設置した二酸化炭素蒸発器と該二酸化炭素蒸発器の下流に設置した熱水過熱器とからなり、前記電動式冷凍機の凝縮器における冷媒の冷却に前記二酸化炭素蒸発器で回収される冷熱を用いたことを特徴とする請求項２に記載のバイナリーサイクル発電装置。
【請求項５】
前記冷却装置が製造した氷を用いて低圧二酸化炭素ガスを冷却する氷蓄熱装置であることを特徴とする請求項２に記載のバイナリーサイクル発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作動媒体に二酸化炭素を用い、しかも工場排温水や地熱熱水、或いは造成熱水等の低温で比較的入手が容易な低温熱水を用いて高効率に発電できるようにしたバイナリーサイクル発電方法及び装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より冷凍空調分野等で冷媒として用いられてきたフロン及び代替フロンとしてのアンモニア、或いはノルマルペンタン等の炭化水素、又は水等を作動媒体として発電を行うようにしたバイナリーサイクル発電装置の開発が試みられている。
【０００３】
しかし、前記フロンは、オゾン層破壊や地球温暖化の原因と考えられているために現在では規制の対象となっている。また、アンモニアは、可燃性で且つ毒性が強いために取扱いが難しく、普及が困難である。また、ノルマルペンタンは、可燃性で引火点が−４０℃と非常に低いために、漏洩の問題を完全に防止できる設備とする必要があり、設備の設置許可取得が非常に困難である。また、水の場合は、低高温の差圧が非常に大きく効率が非常に良い反面、冷水塔レベルの温度での飽和圧力が真空に近く、密封が難しいという問題がある。更に、比体積が他の媒体に比べて非常に大きいためにタービンインペラや、ケーシングが大きくなる。また、圧力損失を小さくするためには熱交換器や配管等もまた大きくしなくてはならず、初期コストが増加する問題がある。
【０００４】
こうした問題を解決するものとして、熱水に二酸化炭素による液化低沸点媒体を接触させて高圧ガス媒体を生成する熱交換手段と、前記高圧ガス媒体を使ってタービン発電を行う発電手段と、タービン発電後の低圧ガス媒体を冷却水により冷却して液化低沸点媒体を生成する復水手段とを備え、該復水手段からの液化低沸点媒体を、ポンプとインジェクタの一方又は両方を用いて昇圧し熱交換器の放熱管に噴射することにより液化低沸点媒体の循環を行わせるようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開昭６３−３６００７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、前記特許文献１で作動媒体として用いられている二酸化炭素は、図７にＰ−Ｈ線図を示すように、臨界点の臨界温度が３１．０６℃（７．３８ＭＰａ）と低いために、例えば冷水塔の冷却水を用いてタービン発電機出口の二酸化炭素の冷却を行っても臨界温度以下に冷却できない場合がある。例えば冬季では気温が１０℃前後になることもあり、この場合には臨界温度との差が大きくなることにより液化が可能である。しかし、夏季や高温期においては気温が３０℃以上になる場合もあり、この場合には臨界温度との差が無くなるために液化できない。従って、特許文献１の如く単に二酸化炭素を作動媒体としてバイナリーサイクル発電を実施しようとしても、季節に左右される不安定なシステムとなり、実用性、信頼性に欠けるものである。
【０００６】
更に、特許文献１では、媒体のＣＯ2を６５℃，１８０ｋｇ／ｃｍ2ａｂｓに昇温、昇圧した高温ガス媒体としてタービンに供給することにより電力を発生させ、仕事を終えた媒体のＣＯ2は、８０ｋｇ／ｃｍ2ａｂｓまで減圧して復水器に放出されるが、常温の水が供給されるスパイラル冷却管によって３５℃まで冷却され液化する、と記載されている。
【０００７】
しかし、図７上において前記６５℃，１８０ｋｇ／ｃｍ2ａｂｓの点Ａと、８０ｋｇ／ｃｍ2ａｂｓ，３５℃の点Ｂをとって見ると、前記点Ａ，Ｂは等エンタルピ線ｅに則しておらず、点Ａ、点Ｂはいずれも臨界域にあり、よって前記したように３５℃に冷却しても液化しないことが明らかである。よって、特許文献１において電力を取り出すことは到底不可能である。
【０００８】
また、特許文献１において、水冷却により例えば二酸化炭素ガスの温度を臨界温度３１．０６℃より低い温度まで冷却できて破線のようなバイナリーサイクル運転が可能なったとしても、液化を行うためにはコンプレッサ或いはポンプを備えて低圧の二酸化炭素ガスを臨界圧力７．３８ＭＰａと同等以上に加圧する必要がある。しかし、コンプレッサ或いはポンプによって低圧の二酸化炭素ガスを７．３８ＭＰａ以上の圧力に高めるには非常に多大な動力が必要であり、このために実効出力が得られずバイナリーサイクル発電が成り立たなくなってしまう。
【０００９】
本発明は、上記実情に鑑みてなしたもので、作動媒体に二酸化炭素を用いても、工場排温水や地熱熱水等の安定入手が可能な低温熱水を利用して高効率で発電ができるようにしたバイナリーサイクル発電方法及び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】
【００１０】
請求項１に記載の発明は、高圧液体二酸化炭素を加熱装置により熱水に接触させて高圧二酸化炭素ガスを生成させ、該高圧二酸化炭素ガスをタービン発電機に供給することにより発電を行うバイナリーサイクル発電方法であって、前記タービン発電機出口の低圧二酸化炭素ガスを冷却装置により臨界温度以下に冷却して低圧液体二酸化炭素とし、該低圧液体二酸化炭素をインジェクタに導くと共に、タービン発電機入口の高圧二酸化炭素ガスの一部を前記インジェクタに導入することにより低圧液体二酸化炭素の圧力を前記タービン発電機入口の高圧二酸化炭素ガスの圧力と略同等以上に高めて高圧液体二酸化炭素して、該高圧液体二酸化炭素を前記加熱装置に導いて二酸化炭素を循環させるようにしたことを特徴とするバイナリーサイクル発電方法、に係るものである。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、熱水に高圧液体二酸化炭素を接触させて高圧二酸化炭素ガスを生成する加熱装置と、前記高圧二酸化炭素ガスにより駆動されるタービン発電機と、タービン発電機出口の低圧二酸化炭素ガスを臨界温度以下に冷却して低圧液体二酸化炭素とする冷却装置と、該冷却装置の出口に設置され、前記タービン発電機入口の高圧二酸化炭素ガスの一部を吹き込んで前記低圧液体二酸化炭素を吸引混合することにより前記タービン発電機入口の高圧二酸化炭素ガスの圧力と略同等以上の圧力に高めた高圧液体二酸化炭素として前記加熱装置に循環させるインジェクタと、を備えたことを特徴とするバイナリーサイクル発電装置、に係るものである。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、前記冷却装置が、再生器と凝縮器と蒸発器と吸収器とを有する吸収式冷凍機であり、前記加熱装置が、インジェクタの下流に設置した二酸化炭素蒸発器と該二酸化炭素蒸発器の下流に設置した熱水過熱器とからなり、前記吸収式冷凍機の再生器での被吸収液の蒸発に熱水を用い、前記吸収式冷凍機の吸収器での吸収液の冷却及び被吸収液蒸気の吸収と凝縮器での被吸収液蒸気の凝縮に前記二酸化炭素蒸発器で回収する冷熱を用いたことを特徴とする請求項２に記載のバイナリーサイクル発電装置、に係るものである。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、前記冷却装置が、昇圧装置と凝縮器と蒸発器を有する電動式冷凍機であり、前記加熱装置が、インジェクタの下流に設置した二酸化炭素蒸発器と該二酸化炭素蒸発器の下流に設置した熱水過熱器とからなり、前記電動式冷凍機の凝縮器における冷媒の冷却に前記二酸化炭素蒸発器で回収される冷熱を用いたことを特徴とする請求項２に記載のバイナリーサイクル発電装置、に係るものである。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、前記冷却装置が製造した氷を用いて低圧二酸化炭素ガスを冷却する氷蓄熱装置であることを特徴とする請求項２に記載のバイナリーサイクル発電装置
、に係るものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明では、作動媒体に二酸化炭素を用い、熱水に高圧液体二酸化炭素を接触させて高圧二酸化炭素ガスを生成する加熱装置と、前記高圧二酸化炭素ガスにより駆動されるタービン発電機と、タービン発電機出口の低圧二酸化炭素ガスを臨界温度以下に冷却して低圧液体二酸化炭素とする冷却装置と、該冷却装置の出口に設置され、前記タービン発電機入口の高圧二酸化炭素ガスの一部を吹き込んで前記低圧液体二酸化炭素を吸引混合することにより前記タービン発電機入口の高圧二酸化炭素ガスの圧力と略同等以上の圧力に高めた高圧液体二酸化炭素として前記加熱装置に循環させるインジェクタと、を備えたので、加熱装置において熱水により高圧二酸化炭素ガスを生成させること、及び、冷却装置により二酸化炭素の臨界点より十分に低い温度まで冷却すること、及び、インジェクタにより前記冷却装置出口の低圧液体二酸化炭素の圧力をタービン発電機入口の高圧二酸化炭素ガスの圧力と略同等以上の圧力に回復することによって、超臨界を含む広い温度範囲において高効率でのバイナリーサイクル発電が可能になる優れた効果がある。
【００１６】
また、冷却装置が吸収式冷凍機であり、再生器での吸収液の蒸発に熱水を用い、吸収器での吸収液の冷却と凝縮器での被吸収液の蒸気の冷却にインジェクタ出口の冷熱を用いたことにより、熱エネルギを最大限に利用して発電効率を大幅に高められる効果がある。
【００１７】
また、冷却装置が電動式冷凍機であり、凝縮器における冷媒の冷却にインジェクタ出口の冷熱を用いたことにより、発電効率が高められる効果がある。
【００１８】
また、冷却装置が氷蓄熱装置であり、氷蓄熱装置で製造した氷を用いて低圧二酸化炭素ガスを冷却することにより、発電効率を高められる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
【００２０】
図１は本発明のバイナリーサイクル発電装置の形態の一例を示すフローシートである。図１中、１は例えば８０℃程度の工場排水、地熱熱水、造成熱水等の熱水Ｓを導入して例えば２６℃，６．６ＭＰａの高圧液体二酸化炭素２Ａを加熱して７２℃，６．６ＭＰａの高圧二酸化炭素ガス２Ｂを生成させる熱水過熱器１ａを備えた加熱装置であり、該加熱装置１で生成した高圧二酸化炭素ガス２Ｂはタービン発電機３のタービン４を駆動することにより発電機５で発電を行う。
【００２１】
６は前記タービン発電機３出口の低圧二酸化炭素ガス２Ｃを二酸化炭素の臨界温度である３１．０６℃以下に冷却して例えば１０℃，４．６ＭＰａの低圧液体二酸化炭素２Ｄとする冷却装置である。冷却装置６は、例えば０℃近くまで冷却された冷媒７を冷媒管１０により熱交換器８に導くことにより低圧二酸化炭素ガス２Ｃを低温に冷却して液化できるものが好ましく、そのために図１の冷却装置６では、前記熱水Ｓを用いて冷熱を得ることができる吸収式冷凍機９を用いた場合を示している。
【００２２】
１１はインジェクタであり、該インジェクタ１１は図２に示す如く、先細り形状のノズル部１２ａの先細り先端部にパイプ状のスロート部１２ｂを備え、該スロート部１２ｂの先端部に先拡がりの拡がり部１２ｃを備えた外部管１２と、前記ノズル部１２ａの軸中心部に配置されて前記スロート部１２ｂに向けて先細り形状に形成された吹込ノズル１３とを備えている。
【００２３】
前記インジェクタ１１の吹込ノズル１３には、図１のタービン発電機３入口の高圧二酸化炭素ガス２Ｂの一部が分岐管１３ａにより供給され、また、前記吹込ノズル１３と前記ノズル部１２ａとの間には前記冷却装置６からの低圧液体二酸化炭素２Ｄが供給されるようになっている。図１中１４ａ，１４ｂは、タービン発電機３入口の高圧二酸化炭素ガス２Ｂをインジェクタ１１に分岐して導くための調節弁である。
【００２４】
前記インジェクタ１１は、高圧二酸化炭素ガス２Ｂのもつ熱エネルギを速度エネルギに転換し、この運動のエネルギを低圧液体二酸化炭素２Ｄに与えて高速度の流れを作り、これを漸次圧力エネルギに変換するようにした装置であり、少量の高圧二酸化炭素ガス２Ｂによって低圧液体二酸化炭素２Ｄの圧力を前記高圧二酸化炭素ガス２Ｂと略同等以上の圧力に回復できる機能を有する。
【００２５】
前記インジェクタ１１によって圧力が回復した高圧液体二酸化炭素２Ａは、加熱装置１の一部として備えられた二酸化炭素蒸発器１ｂに導かれて蒸発し、高圧二酸化炭素ガス２Ｂとなって前記熱水過熱器１ａに供給される。二酸化炭素蒸発器１ｂは冷熱回収管１５を介して前記吸収式冷凍機９に接続されており、インジェクタ１１出口の冷熱を吸収式冷凍機９に供給するようにしている。このとき、前記二酸化炭素蒸発器１ｂは冷水塔等から供給される水と熱交換して、高圧液体二酸化炭素２Ａの一部を蒸発させると共にインジェクタ１１出口の冷熱により冷水を製造するようにしてもよい。
【００２６】
前記吸収式冷凍機９は、例えば吸収液１６ａに例えば臭化リチウム溶液を用い、被吸収液１６ｂに例えば水を用いて前記冷媒管１０を循環する冷媒７の冷却を行うようにしている。図中、１７は再生器、１８は凝縮器、１９は吸収器、２０は蒸発器であり、前記再生器１７での加熱は熱水Ｓにて行い、吸収器１９での吸収液１６ａの冷却と凝縮器１８での被吸収液１６ｂの蒸気の冷却は、前記二酸化炭素蒸発器１ｂから冷熱回収管１５で回収される冷熱にて行うようにしている。
【００２７】
即ち、再生器１７では被吸収液１６ｂを吸収した吸収液１６ａが前記熱水Ｓにより加熱されて被吸収液１６ｂは蒸発し、蒸発した被吸収液１６ｂは凝縮器１８側に移動する。また、被吸収液１６ｂが蒸発して濃度が濃くなった吸収液１６ａは吸収器１９に流下する。
凝縮器１８内では、蒸気の被吸収液１６ｂが前記二酸化炭素蒸発器１ｂからの冷熱により冷却されて液化し、被吸収液１６ｂは蒸発器２０に流下する。蒸発器２０の被吸収液１６ｂはポンプ２１を介して前記熱交換器８との間で冷媒７を循環させる冷媒管１０に散布されて蒸発し、このときの気化熱により前記冷媒７を冷却する。蒸発器２０で蒸発した被吸収液１６ｂの蒸気は吸収器１９に移動する。吸収器１９では、前記再生器１７で濃度が高められた吸収液１６ａが、前記二酸化炭素蒸発器１ｂに連通する冷熱回収管１５に散布され、冷熱回収管１５の冷熱により冷却される。この冷却時に吸収液１６ａは蒸発器２０からの吸収液１６ａの蒸気を吸収する。これにより、前記蒸発器２０での被吸収液１６ｂの蒸発が促進されて冷媒７の冷却が有効に行われる。被吸収液１６ｂの蒸気を吸収して濃度が低下した溶液は、ポンプ２２により再生器１７に送られて再び熱水Ｓにより加熱される。
【００２８】
次に、上記形態の作用を説明する。
【００２９】
二酸化炭素蒸発器１ｂで蒸発された例えば２６℃，６．６ＭＰａの高圧液体二酸化炭素２Ａは、例えば８０℃程度の熱水Ｓが導入された熱水過熱器１ａにより例えば７２℃，６．６ＭＰａの高圧二酸化炭素ガス２Ｂとなり、この高圧二酸化炭素ガス２Ｂがタービン発電機３に供給されて発電を行う。
【００３０】
前記タービン発電機３から排出される低圧二酸化炭素ガス２Ｃは、吸収式冷凍機９による冷却装置６により熱交換器８を介して二酸化炭素の臨界温度である３１．０６℃以下に冷却され、例えば１０℃，４．６ＭＰａの低圧液体二酸化炭素２Ｄとなる。
【００３１】
上記低圧液体二酸化炭素２Ｄは、前記インジェクタ１１の吹込ノズル１３と外部のノズル部１２ａとの間に供給され、同時に前記タービン発電機３入口の高圧二酸化炭素ガス２Ｂの一部が吹込ノズル１３に供給される。これにより、図３に計算結果を併記する如く、低圧液体二酸化炭素２Ｄが高圧二酸化炭素ガス２Ｂにより吸い込まれて混合・凝縮領域で混合され、拡がり部１２ｃの流速が小さくなる凝縮・圧力回復領域において、前記高圧二酸化炭素ガス２Ｂのもつ熱エネルギが速度エネルギに転換され、運動のエネルギが低圧液体二酸化炭素２Ｄに与えられることにより、高圧二酸化炭素ガス２Ｂの圧力と同等以上の圧力（６．６５ＭＰａ）に回復された高圧液体二酸化炭素２Ａとなってインジェクタ１１から導出される。
【００３２】
前記インジェクタ１１によって圧力が回復した高圧液体二酸化炭素２Ａは、再び加熱装置１の二酸化炭素蒸発器１ｂ及び熱水過熱器１ａに導かれて高圧二酸化炭素ガス２Ｂを生成する。
【００３３】
このとき、前記冷却装置６に、熱水Ｓを用いて再生器１７での被吸収液１６ｂの蒸発を行い、インジェクタ１１出口の冷熱を用いて吸収器１９での吸収液１６ａの冷却と凝縮器１８での被吸収液１６ｂの蒸気の冷却とを行うようにした吸収式冷凍機９を用いたので、インジェクタ１１出口の冷熱と熱水Ｓの熱エネルギとを最大限に利用して吸収式冷凍機９による冷却能力を有効に高めることができる。従って、タービン発電機３出口の低圧二酸化炭素ガス２Ｃの温度を確実に二酸化炭素の臨界温度以下に低下して低圧二酸化炭素ガス２Ｃを確実に液化することができる。
【００３４】
更に、吸収式冷凍機９の吸収器１９では、吸収液１６ａを二酸化炭素蒸発器１ｂで低圧液体二酸化炭素２Ｄから回収した冷熱により冷却して、同時に低圧液体二酸化炭素２Ｄの蒸発を行い、また再生器１７では、被吸収液１６ｂを吸収した吸収液１６ａを熱水Ｓにより加熱しているので、熱エネルギを更に有効利用することができる。また、前記熱水過熱器１ａ或いは再熱器１７で使用した後の熱水Ｓを、前記低圧液体二酸化炭素２Ｄの蒸発に利用すると、更に熱エネルギの有効利用が可能になる。
【００３５】
図１に示したように、冷却装置６による低圧二酸化炭素ガス２Ｃの確実な液化と、インジェクタ１１によって高圧二酸化炭素ガス２Ｂと同等以上の圧力の回復が可能になることと、加熱装置による高圧二酸化炭素ガス２Ｂの生成とによって、二酸化炭素を液化するためのポンプ等の電力を必要とする昇圧手段を設けることなしに、二酸化炭素を確実に循環させて発電することができる。
【００３６】
従って、図４のＰ−Ｈ線図に示すように、熱水過熱器１ａにより高温の熱水Ｓを用いて高圧液体二酸化炭素２Ａを加熱したことと、吸収式冷凍機９による冷却装置６にて二酸化炭素の臨界温度より十分に低い温度までの冷却を行うことにより、実線で示す亜臨界サイクル運転から二点鎖線で示す超臨界サイクル運転までの広い温度範囲における高効率でのバイナリーサイクル発電が可能になる。
【００３７】
図１のバイナリーサイクル発電を検討し、下記の計算結果を得た。
仕様
・蒸発器１ｂ内媒体温度：２６℃，圧力６．６ＭＰａ（冷熱源：冷水塔等）
・熱水過熱器１ａ出口媒体温度：７２℃，圧力６．６ＭＰａ（加熱源：８０℃熱水）
・タービン効率：７５％
・冷却装置６出口冷媒温度：１０℃，圧力４．６ＭＰａ（冷却源：吸収式冷凍機ＣＯＰ＝０．７設定）
・インジェクタ１１計算での衝突係数：０．８５
という初期設定を用いた計算結果として、
・インジェクタ１１出温度：９．７℃，圧力６．６５ＭＰａ
・インジェクタ１１への高圧二酸化炭素ガス２Ｂ分岐比率：８％
であるとき、
熱効率＝〔発電出力／（加熱器加熱分）＋（吸収式冷凍機入熱分）〕＝９％を得た。
【００３８】
上記９％の熱効率は、他の自然エネルギや再生エネルギを利用したプラントの熱効率と比較して遜色のない高いものである。
【００３９】
図５は、本発明のバイナリーサイクル発電装置の形態の他の例を示すフローシートであり、この形態では、前記吸収式冷凍機９による冷却装置６に代えて、電動式冷凍機２３を設けた場合を示している。電動式冷凍機２３は、昇圧装置２４と、凝縮器２５と、蒸発器２６とを有し、媒体を昇圧装置２４で加圧し、加圧した媒体を凝縮器２５で冷却して液化し、液化した媒体を蒸発器２６に導いて蒸発させ、このときの気化熱により熱交換器８との間で冷媒７を循環させる冷媒管１０を介して冷媒７を冷却するようにしている。
【００４０】
そして前記凝縮器２５に、加熱装置１の二酸化炭素蒸発器１ｂからの冷熱を冷熱回収管１５により導入して、その冷熱により冷媒の冷却を行うようにしている。
【００４１】
図５の形態においても、冷却装置６に、インジェクタ１１出口の冷熱を用いて凝縮器２５での媒体の凝縮を行うようにした電動式冷凍機２３を用いたので、インジェクタ１１出口の冷熱を利用してタービン発電機３出口の低圧二酸化炭素ガス２Ｃの温度を確実に臨界温度以下に低下させて低圧二酸化炭素ガス２Ｃを確実に液化し、高い効率で発電を行うことができる。
【００４２】
図６は、本発明のバイナリーサイクル発電装置の形態の更に他の例を示すフローシートであり、この形態では、前記冷却装置６に氷蓄熱装置２７を設け、該氷蓄熱装置２７で製造した氷を用いてタービン発電機３出口の低圧二酸化炭素ガス２Ｃの冷却を行うようにしている。冷却装置が製造した氷を用いて低圧二酸化炭素ガスを冷却する
【００４３】
図６の形態においても、冷却装置６に、製造した氷を用いてタービン発電機３出口の低圧二酸化炭素ガス２Ｃを冷却する氷蓄熱装置２７を設けたので、氷によってタービン発電機３出口の低圧二酸化炭素ガス２Ｃの温度を臨界温度以下に低下させて低圧二酸化炭素ガス２Ｃを確実に液化し、高い効率で発電を行うことができる。
【００４４】
尚、前記実施の形態では１つの圧力、温度条件での運転の場合について例示したが、本発明のバイナリーサイクル発電方法及び装置は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明のバイナリーサイクル発電装置の実施の形態の一例を示すフローシートである。
【図２】図１のインジェクタの一例を示す概略図である。
【図３】図２のインジェクタの作用を示す説明図である。
【図４】本発明により広い温度範囲での超臨界によるバイナリーサイクル発電が可能になることを示すＰ−Ｈ線図である。
【図５】本発明のバイナリーサイクル発電装置の実施の形態の他の例を示すフローシートである。
【図６】本発明のバイナリーサイクル発電装置の実施の形態の更に他の例を示すフローシートである。
【図７】従来のバイナリーサイクル発電方法におけるＰ−Ｈ線図である。
【符号の説明】
【００４６】
１  加熱装置
１ａ        熱水過熱器
１ｂ        二酸化炭素蒸発器
２Ａ        高圧液体二酸化炭素
２Ｂ        高圧二酸化炭素ガス
２Ｃ        低圧二酸化炭素ガス
２Ｄ        低圧液体二酸化炭素
３  タービン発電機
６  冷却装置
９  吸収式冷凍機
１１  インジェクタ
１５  冷熱回収管
１６ａ        吸収液
１６ｂ        被吸収液
１７  再生器
１８  凝縮器
１９  吸収器
２０  蒸発器
２１  ポンプ
２２  ポンプ
２３  電動式冷凍機
２４  昇圧装置
２５  凝縮器
２６  蒸発器
２７  氷蓄熱装置
Ｓ  熱水
【図１】
2005248877.tif 000003
【図２】
2005248877.tif 000004
【図３】
2005248877.tif 000005
【図４】
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【図５】
2005248877.tif 000007
【図６】
2005248877.tif 000008
【図７】
2005248877.tif 000009