JP7150630B2 - 排熱回収装置およびその制御方法 - Google Patents
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Description
すなわち、本発明の一態様に係る排熱回収装置は、蒸発器によって蒸発させられた冷媒によって回転されるタービンを通過した前記冷媒を冷却水との熱交換によって凝縮させる凝縮器を有する冷媒回路と、前記凝縮器を通過した前記冷却水が流通する冷却水配管と、該冷却水配管に設けられ、該冷却水配管を流通する前記冷却水に含まれる前記冷媒を検知する漏洩検知器とを備えている。
また、漏洩検知器は冷却水配管を流通する冷却水に含まれる冷媒(ガス冷媒)を検知するので、例えば、冷媒回路に充填された液冷媒の液量に基づいて漏洩を検知する場合に比べて、わずかな冷媒の漏洩を検知することができる。これは、ガス冷媒の方が液冷媒に比べて比体積が大きいことから明らかである。このため、比較的速やかに冷媒の漏洩を検知することができる。
なお、ガス抜き弁はガス冷媒に限らず冷却水に含まれる空気のみを排出する場合があるが、この場合は冷媒検知器によって検知されることはない。
漏洩したガス冷媒は空気よりも比重が大きいため、ガス抜き弁から排出された気体にガス冷媒が含まれている場合、鉛直方向下方に向かって開口している排出口の鉛直方向下方に設けられた冷媒検知器によって検知されやすい。
なお、凝縮器14の冷却水出口(冷却水の流れ方向において凝縮器14の下流側)に接続された冷却水配管52を流通する冷却水の圧力はおよそ大気圧であるため、高圧の冷媒が冷却水配管52を流通する冷却水に漏洩した場合、圧力の低下に起因して冷媒は気化してガス冷媒となる。したがって、漏洩検知器30は、主として、冷却水配管52に流通する冷却水に含まれているガス冷媒を検出する装置である。
図1に示すように、漏洩検知器30は、ガス抜き弁32と、冷媒検知器34とを備えている。
ガス抜き弁32としては、例えばフロート式の弁が用いられる。フロート式の弁は、弁内の液体に浮いているフロート(浮き)が弁内の液位の変化にともなって上下することで、弁を閉成したり開成したりするものである。詳細には、液体が所定の液位を保って封入されている弁内に気体が集まり気体よりも比重の重い液体が気体によって押し下げられると、液体に浮いているフロートによって弁が開成される。弁の開成によって気体が排出され気体によって押し下げられていた液位が上昇することで元の液位に戻ると、液体に浮いているフロートによって弁が閉成される。
すなわち、冷却水配管52を流通する冷却水に含まれている気体は、分岐配管35を介してガス抜き弁32に捕集される。
このとき、排出された気体中に冷媒が含まれている場合がある。例えば、凝縮器14の内部に設置された熱交換用のプレートが破損した場合、冷媒が冷媒回路10から冷却水側(冷却水配管52)へ漏洩する。そうすると、漏洩した冷媒は冷却水に混入して冷却水配管52を流通することになり、結果的に、気体としてガス抜き弁32に捕集される。
凝縮器14内部に設けられた熱交換用のプレートが破損するなどの現象によって、冷媒が冷媒回路10から冷却水配管52へ漏洩した場合であっても、漏洩検知器30によって冷媒の漏洩を検知することができる。冷媒の漏洩を検知した場合、排熱回収装置1を停止させるように制御することで、冷媒回路10からの冷媒の損失や、冷却水が冷媒回路10へ侵入する現象を抑制できる。
なお、ORC以外の排熱回収装置であって、例えば、純粋と海水との間で熱交換を行う熱交換器であれば、純粋が流通する配管に海水が漏洩した場合、純粋の導電率の変化を検知することで容易に海水の漏洩を検知できる。しかし、ORCが採用された排熱回収装置の場合、冷媒は非導電性であるため漏洩の検知が困難であり、導電率の変化を利用した検知方法は適さない。また、仮に導電率の変化を利用した検知方法によって冷媒を検知できたとしても、検知した時点で既に相当量の冷媒が漏洩しているものと考えられる。このため、冷媒の損失となるばかりか、外部環境を汚染する可能性もある。
10 冷媒回路
12 蒸発器
13 タービン
14 凝縮器
15 ポンプ
20,21,22,23 冷媒配管
30 漏洩検知器
32 ガス抜き弁
34 冷媒検知器
35 分岐配管
36 排出配管
36A 排出口
50 冷却水供給配管
52 冷却水排出配管(冷却水配管)
Claims (3)
- 蒸発器によって蒸発させられた冷媒によって回転されるタービンを通過した前記冷媒を冷却水との熱交換によって凝縮させる凝縮器を有する冷媒回路と、
前記凝縮器を通過した前記冷却水が流通する冷却水配管と、
該冷却水配管に設けられ、該冷却水配管を流通する前記冷却水に含まれる前記冷媒を検知する漏洩検知器と、
を備え、
前記漏洩検知器は、前記冷却水配管に対して鉛直方向上方に設けられたガス抜き弁と、該ガス抜き弁から排出された前記冷媒を検知する冷媒検知器と、前記ガス抜き弁に接続されるとともに前記ガス抜き弁から排出された気体が流通する排出配管と、を有し、
該排出配管の排出口は鉛直方向下方に向かって開口され、前記排出口の鉛直方向下方に前記冷媒検知器が設けられている排熱回収装置。 - 前記漏洩検知器から前記冷媒の漏洩状態を取得可能な制御部を備え、
前記漏洩検知器によって前記冷媒の漏洩を検知したとき、前記制御部によって運転が停止される請求項1に記載の排熱回収装置。 - 蒸発器によって蒸発させられた冷媒によって回転されるタービンを通過した前記冷媒を冷却水との熱交換によって凝縮させる凝縮器を有する冷媒回路と、
前記凝縮器を通過した前記冷却水が流通する冷却水配管と、
該冷却水配管に設けられ、該冷却水配管を流通する前記冷却水に含まれる前記冷媒を検知する漏洩検知器と、
を備え、
前記漏洩検知器は、前記冷却水配管に対して鉛直方向上方に設けられたガス抜き弁と、該ガス抜き弁から排出された前記冷媒を検知する冷媒検知器と、前記ガス抜き弁に接続されるとともに前記ガス抜き弁から排出された気体が流通する排出配管と、を有し、
該排出配管の排出口は鉛直方向下方に向かって開口され、前記排出口の鉛直方向下方に前記冷媒検知器が設けられている排熱回収装置の制御方法であって、
前記冷却水配管を流通する前記冷却水に含まれる前記冷媒を検知する漏洩検知工程と、
前記漏洩検知工程によって前記冷媒を検知したとき前記排熱回収装置を停止する停止工程と、
を含む排熱回収装置の制御方法。
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