JPS5840003B2 - binary cycle generator - Google Patents
binary cycle generatorInfo
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- JPS5840003B2 JPS5840003B2 JP11828979A JP11828979A JPS5840003B2 JP S5840003 B2 JPS5840003 B2 JP S5840003B2 JP 11828979 A JP11828979 A JP 11828979A JP 11828979 A JP11828979 A JP 11828979A JP S5840003 B2 JPS5840003 B2 JP S5840003B2
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は地熱井から噴出した気水混合物又は熱水、その
他化学工場等で生産の途次において副産される熱水等に
含有される熱エネルギーの利用回収にきわめて効率よく
用いられているバイナリ−サイクル発電装置に係り、特
に作動流体の分解重合生成物を除去する機器をサイクル
中に設けることによって運転効率を高め、保全費を節減
し、また作動流体の再生による節約を可能としたバイナ
リ−サイクル発電装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention is extremely useful for the utilization and recovery of thermal energy contained in air-water mixtures or hot water ejected from geothermal wells, and other hot water that is by-produced during production in chemical factories, etc. Regarding the binary cycle power generation equipment that is used efficiently, in particular, by installing equipment in the cycle to remove decomposition and polymerization products of the working fluid, operational efficiency can be increased, maintenance costs can be reduced, and by regeneration of the working fluid. This invention relates to a binary cycle power generation device that enables savings.
バイナリ−サイクル発電装置の概略の構成は第1図に示
すようなものである。The general structure of the binary cycle power generation device is as shown in FIG.
すなわち気水温合物又は熱水1は蒸発器11においてバ
イナリ−サイクル用作動流体2と熱交換を行ない、作動
流体は加熱されて蒸発し、タービン12を駆動し、ター
ビンに接続された発電機13によって発電が行なわれる
。That is, the hot water mixture or hot water 1 exchanges heat with the binary cycle working fluid 2 in the evaporator 11, and the working fluid is heated and evaporated to drive the turbine 12 and the generator 13 connected to the turbine. Electricity is generated by
作動流体2はその後コンデンサー14において冷水又は
空気3と熱交換を行なうことによって凝縮して液体とな
り貯蔵タンク15に貯蔵される。The working fluid 2 is then condensed into a liquid by exchanging heat with cold water or air 3 in the condenser 14 and stored in the storage tank 15 .
作動流体2は貯蔵タンク15から再びポンプ16によっ
て蒸発器11に送られ、前記した順序で循環されている
。The working fluid 2 is sent from the storage tank 15 to the evaporator 11 again by the pump 16 and is circulated in the above-described order.
このバイナリ−サイクル発電装置に使用される作動流体
2はイソブタン、フロン等の低沸点流体が使用されるが
、多数種類のハロゲン化炭化水素の総称であるフロンは
不燃性でしかも毒性が少く、しかも化学的に安定してい
るため、きわめて便利に用いられている。The working fluid 2 used in this binary cycle power generation device is a low boiling point fluid such as isobutane or fluorocarbon, but fluorocarbon, which is a general term for many types of halogenated hydrocarbons, is nonflammable and has little toxicity. It is extremely convenient to use because it is chemically stable.
たとえばフロン114(C(J’F2CC1F2)は蒸
気圧が100℃において14.3kg/cwt(絶対)
、20℃において1. s 5 kg/cti(絶対)
であり、バイナリ−サイクル発電によく合致した性質を
持ち常用されている。For example, Freon 114 (C (J'F2CC1F2)) has a vapor pressure of 14.3 kg/cwt (absolute) at 100°C.
, 1 at 20°C. s 5 kg/cti (absolute)
It is commonly used because it has properties that match well with binary cycle power generation.
しかしながらこれらのフロン類は元来冷媒として用いら
れているものであって、その用途に供されているときは
化学的に極めて安定しているが、バイナリ−サイクル発
電のように100’C程度の高温に絶えずさらされてい
る場合には、水分、油分等の存在下で金属表面と接して
化学反応を起こして分解することがある。However, these fluorocarbons are originally used as refrigerants, and although they are chemically extremely stable when used for that purpose, they are If it is constantly exposed to high temperatures, it may come into contact with the metal surface in the presence of moisture, oil, etc., causing a chemical reaction and decomposition.
すなわち使用されているフロンが分解して炭化水素と塩
素、ふっ素、塩化水素、ぶつ化水素等となり、それが更
に反応して別のフロン類となる化学反応が起きる。That is, the fluorocarbons used decompose into hydrocarbons, chlorine, fluorine, hydrogen chloride, hydrogen fluoride, etc., which further react to form other fluorocarbons in a chemical reaction.
一方高温で分解し難いフロン系化合物を製造することも
考えられるが、高価額になる可能性があり、バイナリ−
サイクル発電では多量に使用するため、適当とは云えな
い。On the other hand, it is possible to produce fluorocarbon compounds that are difficult to decompose at high temperatures, but this may be expensive and binary
Since a large amount is used in cycle power generation, it cannot be said to be appropriate.
むしろ、わずかに分解しても、分解生成物を時々取り除
き、再合成に使用する等の方法をとる方が経済的にも優
れている。Rather, it is economically better to remove the decomposition products from time to time and use them for resynthesis even if they are slightly decomposed.
作動流体であるフロンが分解すると次のような不具合が
生ずる。When the working fluid, Freon, decomposes, the following problems occur.
(1)酸など化学的活性の強い物質が生ずるため装置各
部の腐食の原因となる。(1) Chemically active substances such as acids are generated, which causes corrosion of various parts of the equipment.
(2)使用されているフロンよりも低沸点の物質が生成
しコンデンサーで凝縮しないガスがコンデンサーまたは
貯蔵タンクに蓄積し、コンデンサーの圧力が上ってター
ビンの効率が減少する。(2) Substances with lower boiling points than the CFCs used are produced and gases that are not condensed in the condenser accumulate in the condenser or storage tank, increasing condenser pressure and reducing turbine efficiency.
(3)使用されているフロンよりも高沸点の物質が生成
し、蒸発器に付着して蒸発器のファウリングの原因とな
り、またはタービンに付着してタービン故障の原因とな
る。(3) Substances with a higher boiling point than the CFCs used are generated and adhere to the evaporator, causing fouling of the evaporator, or adhere to the turbine, causing turbine failure.
(4)固形物が生成して各部に堆積し、熱交換器のファ
ウリングやタービンの故障を招きやすくなる。(4) Solid matter is generated and deposited in various parts, which tends to cause fouling of the heat exchanger and failure of the turbine.
本発明は従来のバイナリ−サイクル発電装置の以上述べ
た欠点を解消し、故障、熱交換器のファウリング効率の
低下を防止したバイナリ−サイクル発電装置を提供する
ことを目的としている。It is an object of the present invention to provide a binary-cycle power generation apparatus which eliminates the above-mentioned drawbacks of the conventional binary-cycle power generation apparatus and prevents breakdowns and deterioration of heat exchanger fouling efficiency.
本発明はバイナリ−サイクル発電装置のコンデンサーに
付属して気液分離器を設け、またはコンデンサーと貯蔵
タンクとの間に気液分離器を設けて作動流体の分解重合
生成物のうち重質分を分離除去し、必要に応じてこの部
分にフィルターを設けて固形物を除去し、さらにまた必
要に応じて蒸発器に付属して気液分離器を設け、または
蒸発器とタービンとの間に気液分離器を設けて重質分を
分離除去することによって前記目的を達成している。The present invention provides a gas-liquid separator attached to the condenser of a binary-cycle power generation device, or a gas-liquid separator is provided between the condenser and the storage tank to remove heavy components of the decomposition and polymerization products of the working fluid. If necessary, install a filter in this part to remove solids, and if necessary, install a gas-liquid separator attached to the evaporator or install a gas-liquid separator between the evaporator and the turbine. The above objective is achieved by providing a liquid separator to separate and remove heavy components.
以下図面に基いて本発明の実施例について説明する。Embodiments of the present invention will be described below based on the drawings.
第2図は本発明に係るバイナリ−サイクル発電装置の概
略の構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of a binary-cycle power generation device according to the present invention.
同図において、コンデンサー14と貯蔵タンク15との
間にはフィルター31および気液分離器21が設置され
ており、また蒸発器11とタービン12との間には気液
分離器41が設置されている。In the figure, a filter 31 and a gas-liquid separator 21 are installed between the condenser 14 and the storage tank 15, and a gas-liquid separator 41 is installed between the evaporator 11 and the turbine 12. There is.
第3図は気液分離器21の構造を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing the structure of the gas-liquid separator 21.
すなわち気液分離器21の本体22は仕切板23によっ
て下室24、上室25に分けられており、上下画室は管
26によって連結されている。That is, the main body 22 of the gas-liquid separator 21 is divided into a lower chamber 24 and an upper chamber 25 by a partition plate 23, and the upper and lower compartments are connected by a pipe 26.
下室24の上部には気液混合物人口27、底部には液出
口28が設けられ上室25の頂部には気体出口29が設
けられている。A gas-liquid mixture port 27 is provided at the top of the lower chamber 24, a liquid outlet 28 is provided at the bottom, and a gas outlet 29 is provided at the top of the upper chamber 25.
気液混合物人口27は配管によってフィルター31を経
てコンデンサー14と連絡されており、液出口28は同
様配管によって貯槽15と連絡されている。The gas-liquid mixture 27 is connected via a filter 31 to the condenser 14 by piping, and the liquid outlet 28 is likewise connected to the storage tank 15 by piping.
また気体出口29は配管によって発電装置外の処理装置
に連結されており、配管の途中には作動流体のコンデン
サーに用いられる冷却水または空気温度における蒸気圧
よりも若干高い圧力で開閉する調節弁51が取付けられ
ている。Further, the gas outlet 29 is connected to a processing device outside the power generation device by piping, and in the middle of the piping is a control valve 51 that opens and closes at a pressure slightly higher than the steam pressure at the cooling water or air temperature used in the condenser of the working fluid. is installed.
蒸発器11とタービン12との間に設置されている気液
分離器41の構造は前記した気液分離器21と異るとこ
ろはない。The structure of the gas-liquid separator 41 installed between the evaporator 11 and the turbine 12 is the same as that of the gas-liquid separator 21 described above.
しかしその気液混合物入口は配管により蒸発器11と連
結しており、またその気体出口が配管によってタービン
12と連結している。However, its gas-liquid mixture inlet is connected to the evaporator 11 by piping, and its gas outlet is connected to the turbine 12 by piping.
また液出口は配管によって発電装置外の処理装置に連結
されており、その配管の途中には、気液分離器41内の
液レベルの所定値で開閉する調節弁52が取付けられて
いる。Further, the liquid outlet is connected to a processing device outside the power generating apparatus by a pipe, and a control valve 52 that opens and closes at a predetermined level of the liquid level in the gas-liquid separator 41 is installed in the middle of the pipe.
フィルター31は金網等の常用されるる材を用いたフィ
ルターで充分であるが、2基を並列に連結して運転中で
も切換えて清掃可能にしておくことが望ましい。Although it is sufficient for the filter 31 to be a filter made of a commonly used material such as a wire mesh, it is preferable to connect two filters in parallel so that they can be switched and cleaned even during operation.
本実施例の以上説明した部分以外の構成は前記した従来
のバイナリ−サイクル発電装置と異なるところはないの
で説明は省略する。The configuration of this embodiment other than the above-described portions is the same as that of the conventional binary-cycle power generation device described above, so a description thereof will be omitted.
本実施例にあっては作動流体が分解重合した結果生成し
た重質分はコンデンサー13においても凝縮せず、した
がって気液分離器21の上室25に蓄積する。In this embodiment, the heavy components generated as a result of decomposition and polymerization of the working fluid are not condensed in the condenser 13, and therefore accumulate in the upper chamber 25 of the gas-liquid separator 21.
一定量以上蓄積して上室25の圧力が上昇すれば、調節
弁51が開き、重質分4は配管を通じて系外の処理装置
に取出される。When a certain amount or more accumulates and the pressure in the upper chamber 25 increases, the control valve 51 opens and the heavy fraction 4 is taken out to a processing device outside the system through piping.
また同様に作動流体の分解重合の結果生成した重質分は
気液分離器41の下室内に溜まり、一定以上溜った場合
には調節弁52が開いて重質分5は系外に取出される。Similarly, heavy components generated as a result of decomposition and polymerization of the working fluid accumulate in the lower chamber of the gas-liquid separator 41, and when the accumulation exceeds a certain level, the control valve 52 opens and the heavy components 5 are taken out of the system. Ru.
さらに作動流体の分解重合の結果生威した固形物はフィ
ルター31によって捕集されて系外に取出される。Further, solid matter produced as a result of decomposition and polymerization of the working fluid is collected by a filter 31 and taken out of the system.
したがって本実施例にあっては装置各部の腐食は予防さ
れ、コンデンサ一部の圧力上昇による発電装置の効率低
下もなく、熱交換器のファウリング、タービンの故障も
無くなる。Therefore, in this embodiment, corrosion of each part of the device is prevented, there is no reduction in the efficiency of the power generation device due to pressure increase in a part of the condenser, there is no fouling of the heat exchanger, and no failure of the turbine.
以上述べた実施例は蒸発器とタービンとの間に気液分離
器を、コンデンサーと貯蔵タンクとの間にフィルターを
設置した場合について述べているが、これらは必ずしも
必要とせず、コンデンサーと貯蔵タンクとの間に気液分
離器のみを設置した場合にも本発明が有効に実施できる
ことが多い。The embodiments described above describe cases in which a gas-liquid separator is installed between the evaporator and the turbine, and a filter is installed between the condenser and the storage tank, but these are not necessarily required, and the condenser and storage tank are The present invention can often be effectively carried out even when only a gas-liquid separator is installed between the two.
すなわち作動流体の分解重合の結果バイナリ−サイクル
発電装置に及ぼす悪影響はタービンの背圧増加による性
能低下が最も大きいからである。That is, as a result of the decomposition and polymerization of the working fluid, the greatest adverse effect on the binary cycle power generation device is the performance deterioration due to an increase in back pressure of the turbine.
本発明は以上述べたようにバイナリ−サイクル発電装置
の作動流体の変質によって生ずる性能の低下時各種の不
具合を一挙に解消し、石油不足に伴なう代替エネルギー
の開発に大きな貢献をするものである。As described above, the present invention eliminates all the various problems that occur when the performance deteriorates due to the alteration of the working fluid of a binary cycle power generation device, and makes a major contribution to the development of alternative energy in response to oil shortages. be.
第1図は従来のバイナリ−サイクル発電の概略の横取を
示す系統図、第2図は本発明に係るバイナリ−サイクル
発電装置の概略の横取を示す系統図、第3図は気液分離
器の構造を示す図である。
1・・・・・・気水混合物又は熱水、2・・・・・・作
動流体、3・・・・・・冷水又は空気、4・・・・・・
重質分、5・・・・・・重質分、11・・・・・・蒸発
器、12・・・・・・タービン、13・・・・・・発電
機、14・・・・・・コンデンサー 15・・・・・・
貯蔵タンク、16・・・・・・ポンプ、21・・・・・
・気液分離器、31・・・・・・フィルター 41・・
・・・・気液分離器。Fig. 1 is a system diagram showing the outline of the conventional binary-cycle power generation system, Fig. 2 is a system diagram showing the outline of the binary-cycle power generation device according to the present invention, and Fig. 3 is the system diagram showing the outline of the interception of the binary-cycle power generation device according to the present invention. It is a figure showing the structure of a container. 1...Air-water mixture or hot water, 2...Working fluid, 3...Cold water or air, 4...
Heavy component, 5... Heavy component, 11... Evaporator, 12... Turbine, 13... Generator, 14...・Capacitor 15...
Storage tank, 16... Pump, 21...
・Gas-liquid separator, 31...Filter 41...
...gas-liquid separator.
Claims (1)
体を加熱蒸発せしめる蒸発器と、発電機に連結し作動流
体蒸気によって駆動されるタービンと、タービンを出た
作動流体を水または空気によって冷却凝縮せしめるコン
デンサーと、凝縮した作動流体を収納する貯蔵タンクと
、貯蔵タンク内の作動流体を前記蒸発器に供給するポン
プとを有するバイナリ−サイクル発電装置において、前
記コンデンサーに付属して気液分離器を設けまたはコン
デンサーと貯蔵タンクとの間に気液分離器を設けること
により、作動流体の分解重合生成物のうち重質分を除去
することを特徴とするバイナリ−サイクル発電装置。 2 前記コンデンサーと貯蔵タンクの間にさらにフィル
ターを設けて作動流体の分解重合によって生ずる固形物
を除去することを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
のバイナリ−サイクル発電装置。 3 前記蒸発器に付属して気液分離器を設けまたは蒸発
器とタービンとの間に気液分離器を設けて作動流体の分
解重合生成物のうち重質分を除去することを特徴とする
特許請求の範囲第1項または第2項記載のバイナリ−サ
イクル発電装置。[Scope of Claims] 1. An evaporator that heats and evaporates a working fluid using hot water or a mixture of hot water and steam, a turbine connected to a generator and driven by the working fluid steam, and a working fluid that exits the turbine. A binary cycle power generation device having a condenser that is cooled and condensed by water or air, a storage tank that stores the condensed working fluid, and a pump that supplies the working fluid in the storage tank to the evaporator. A binary-cycle power generation device characterized in that a heavy component is removed from decomposition polymerization products of a working fluid by providing a gas-liquid separator between the condenser and the storage tank. . 2. The binary-cycle power generation device according to claim 1, further comprising a filter provided between the condenser and the storage tank to remove solids generated by decomposition and polymerization of the working fluid. 3. A gas-liquid separator is provided attached to the evaporator or a gas-liquid separator is provided between the evaporator and the turbine to remove heavy components from the decomposition and polymerization products of the working fluid. A binary-cycle power generation device according to claim 1 or 2.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11828979A JPS5840003B2 (en) | 1979-09-16 | 1979-09-16 | binary cycle generator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11828979A JPS5840003B2 (en) | 1979-09-16 | 1979-09-16 | binary cycle generator |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5644470A JPS5644470A (en) | 1981-04-23 |
| JPS5840003B2 true JPS5840003B2 (en) | 1983-09-02 |
Family
ID=14732979
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11828979A Expired JPS5840003B2 (en) | 1979-09-16 | 1979-09-16 | binary cycle generator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5840003B2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61194563A (en) * | 1985-02-22 | 1986-08-28 | Fujimitsuku:Kk | Automatic coupon issuing device |
| JPH0193889A (en) * | 1987-10-05 | 1989-04-12 | Sanyo Electric Co Ltd | Display device for vending machine |
-
1979
- 1979-09-16 JP JP11828979A patent/JPS5840003B2/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5644470A (en) | 1981-04-23 |
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