JP4669964B2 - 蒸気動力サイクルシステム - Google Patents
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Description
1a 主流路
1b、1c 支流路
10 蒸発器
11 シェル
11a 温海水流入口
11b 温海水流出口
11c、11d 作動流体流出口
11e 作動流体流入口
11f 内部空間
11g 有孔隔壁板
12 熱交換部
12a、12c 流入口
12b 流出口
21、22 タービン
30 凝縮器
31 シェル
31a 冷海水流入口
31b 冷海水流出口
31c、31d 作動流体流入口
31e、31f 作動流体流出口
31g 内部空間
32 散水部
32a スプレーノズル
33 熱交換部
33a 流入口
33b、33c 流出口
34 補助凝縮器
35、62 タンク
40、61 ポンプ
50 再生器
51 減圧弁
60 加熱器
70 伝熱プレート
前記シェル11は、一般的な略円筒カプセル状の中空圧力容器であり、長手方向一端部に温海水流入口11aと作動流体流出口11c、他端部に温海水流出口11bと作動流体流入口11e、作動流体流出口11dがそれぞれ外部の配管と接続可能に配置される構造となっており、これら流入出口を除いて内部と外部を水密状態で隔離する構成である。シェル11の作動流体流入口11eは再生器50低温側と連通する配管に接続される。また、作動流体流出口11cはタービン21入口側と連通する配管に接続され、作動流体流出口11dは再生器50高温側と連通する配管に接続される。このシェル11の内部空間11fは外部に対し保温状態となっている他、シェル11内には熱交換器12を支持すると共に気液の分離をより確実なものとする有孔隔壁板11gが設けられる。
こうして液相の作動流体は、加熱器60や再生器50での熱交換を経て、あらかじめ所定温度まで昇温した状態で蒸発器10内に戻り、前記同様に蒸発器10での熱交換以降の各過程を繰返すこととなる。
Claims (6)
- 沸点の異なる複数の流体が混合された作動流体を全て液相の状態で所定の高温熱源と熱交換させ、前記作動流体の少なくとも一部を蒸発させる蒸発器と、前記作動流体のうち蒸発した気相分を導入されて流体の保有する熱エネルギを動力に変換するタービンと、当該タービンを出た気相の作動流体を所定の低温熱源と熱交換させて作動流体を凝縮させる凝縮器と、当該凝縮器を出た液相の低温作動流体を前記蒸発器へ送込むポンプとを少なくとも備える蒸気動力サイクルシステムにおいて、
前記蒸発器が、中空の圧力容器であるシェルと、当該シェル内に配設されて長手方向両端部に熱交換対象流体の流入出口が存在する熱交換部とを備え、当該熱交換部における作動流体の流出口以外の各流入出口がシェル外部に延長配設されてシェル内部空間からは隔離された状態とされる一方、熱交換部における作動流体の流出口がシェル内部空間に開口連通する状態とされ、
前記蒸発器における熱交換部の流出口からシェル内部空間に流出した高温の作動流体が、前記内部空間で気相分と液相分とに分離し、シェルから気相の作動流体と液相の作動流体がそれぞれ別個に取出されることを
特徴とする蒸気動力サイクルシステム。 - 沸点の異なる複数の流体が混合された作動流体を全て液相の状態で所定の高温熱源と熱交換させ、前記作動流体の少なくとも一部を蒸発させる蒸発器と、前記作動流体のうち蒸発した気相分を導入されて流体の保有する熱エネルギを動力に変換するタービンと、当該タービンを出た気相の作動流体を所定の低温熱源と熱交換させて作動流体を凝縮させる凝縮器と、当該凝縮器を出た液相の低温作動流体を前記蒸発器へ送込むポンプとを少なくとも備える蒸気動力サイクルシステムにおいて、
前記凝縮器が、中空の圧力容器であるシェルと、当該シェル内に配設されて長手方向両端部に熱交換対象流体の流入出口が存在する熱交換部と、液相の作動流体をシェル内部空間への気相作動流体の流入部分に散布する散水部とを備え、当該熱交換部における低温熱源となる流体の流入出口がシェル外部に延長配設されてシェル内部空間からは隔離された状態とされる一方、熱交換部における作動流体の流入出口がシェル内部空間に開口連通する状態とされ、
前記シェルの内部空間へ各相の作動流体が流入すると、前記散水部から噴射された液相の作動流体が一部の気相作動流体を吸収しつつ、液相の作動流体と気相の作動流体とが一つに混合し、当該混合状態の作動流体が熱交換部へ流入して熱交換による気相分の凝縮を進行させ、
前記熱交換部の流出口から前記シェル内部空間に流出した作動流体が、前記内部空間で気相分と液相分とに分離し、シェルから気相の作動流体と液相の作動流体がそれぞれ別個に取出されることを
特徴とする蒸気動力サイクルシステム。 - 前記請求項1に記載の蒸気動力サイクルシステムにおいて、
前記凝縮器が、中空の圧力容器であるシェルと、当該シェル内に配設されて長手方向両端部に熱交換対象流体の流入出口が存在する熱交換部と、液相の作動流体をシェル内部空間への気相作動流体の流入部分に散布する散水部とを備え、当該熱交換部における低温熱源となる流体の流入出口がシェル外部に延長配設されてシェル内部空間からは隔離された状態とされる一方、熱交換部における作動流体の流入出口がシェル内部空間に開口連通する状態とされ、
前記シェルの内部空間へ各相の作動流体が流入すると、前記散水部から噴射された液相の作動流体が一部の気相作動流体を吸収しつつ、液相の作動流体と気相の作動流体とが一つに混合し、混合状態の作動流体が熱交換部へ流入して熱交換による気相分の凝縮を進行させ、
前記熱交換部の流出口から前記シェル内部空間に流出した作動流体が、前記内部空間で気相分と液相分とに分離し、シェルから気相の作動流体と液相の作動流体がそれぞれ別個に取出されることを
特徴とする蒸気動力サイクルシステム。 - 沸点の異なる複数の流体が混合された作動流体を全て液相の状態で所定の高温熱源と熱交換させ、前記作動流体の少なくとも一部を蒸発させる蒸発器と、前記作動流体のうち蒸発した気相分を導入されて流体の保有する熱エネルギを動力に変換する二つのタービンと、当該タービンを出た気相の作動流体を所定の低温熱源と熱交換させて作動流体を凝縮させる凝縮器と、当該凝縮器を出た液相の低温作動流体を前記蒸発器へ送込むポンプと、前記高温熱源との熱交換を経て高温となった作動流体のうち、液相の作動流体を、前記蒸発器に導入される前の全て液相の作動流体と熱交換させる再生器と、前記二つのタービンのうち第一段目のタービンを出た気相の作動流体から抽気された一部の気相作動流体と前記液相の低温作動流体とを熱交換させる加熱器とを少なくとも備える蒸気動力サイクルシステムにおいて、
前記ポンプが、前記凝縮器から蒸発器に至る全て液相の作動流体の主流路における前記加熱器配置位置より前段側に配設され、
当該ポンプと前記凝縮器との間に所定のタンクが配設され、凝縮器を出た直後の全て液相の作動流体が導入され、
前記第一のタービンから加熱器に通じる作動流体の支流路が、加熱器から前記タンクより小さい他のタンク及び前記ポンプより吐出能力の小さい他のポンプをそれぞれ経て、前記全て液相の作動流体の主流路における加熱器と再生器との間の位置で主流路と合流し、
前記第一のタービンを出て加熱器での熱交換を経た作動流体が、前記他のタンク及び他のポンプをそれぞれ経由して、前記主流路を流れる全て液相の作動流体に加わることを
特徴とする蒸気動力サイクルシステム。 - 前記請求項4に記載の蒸気動力サイクルシステムにおいて、
前記蒸発器が、中空の圧力容器であるシェルと、当該シェル内に配設されて長手方向両端部に熱交換対象流体の流入出口が存在する熱交換部とを備え、当該熱交換部における作動流体の流出口以外の各流入出口がシェル外部に延長配設されてシェル内部空間からは隔離された状態とされる一方、熱交換部における作動流体の流出口がシェル内部空間に開口連通する状態とされ、
前記蒸発器における熱交換部の流出口からシェル内部空間に流出した高温の作動流体が、前記内部空間で気相分と液相分とに分離し、シェルから気相の作動流体と液相の作動流体がそれぞれ別個に取出されることを
特徴とする蒸気動力サイクルシステム。 - 前記請求項4又は5に記載の蒸気動力サイクルシステムにおいて、
前記凝縮器が、中空の圧力容器であるシェルと、当該シェル内に配設されて長手方向両端部に熱交換対象流体の流入出口が存在する熱交換部と、液相の作動流体をシェル内部空間への気相作動流体の流入部分に散布する散水部とを備え、当該熱交換部における低温熱源となる流体の流入出口がシェル外部に延長配設されてシェル内部空間からは隔離された状態とされる一方、熱交換部における作動流体の流入出口がシェル内部空間に開口連通する状態とされ、
前記シェルの内部空間へ各相の作動流体が流入すると、前記散水部から噴射された液相の作動流体が一部の気相作動流体を吸収しつつ、液相の作動流体と気相の作動流体とが一つに混合し、混合状態の作動流体が熱交換部へ流入して熱交換による気相分の凝縮を進行させ、
前記熱交換部の流出口から前記シェル内部空間に流出した作動流体が、前記内部空間で気相分と液相分とに分離し、シェルから気相の作動流体と液相の作動流体がそれぞれ別個に取出されることを
特徴とする蒸気動力サイクルシステム。
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