JP6378520B2 - 熱媒排出装置 - Google Patents
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Description
この太陽熱を利用した発電プラントでは、太陽熱を太陽熱収集装置で集め、この集めた熱を、熱媒を介して熱交換器に送り、この送った熱により水を蒸気に変化させ、この蒸気によりタービンを駆動させて発電を行うようになっている。
太陽熱収集装置で集めた熱は、熱媒を介して蓄熱装置により蓄熱することができ、この蓄熱した熱を、夜間といった太陽光を収集できないない時間帯に再び熱媒を通じて熱交換器に送ることにより、発電を行うことができる。このため、電力を安定的に供給することが可能となる。
熱媒を合成オイルから溶融塩に変更することで以下のような利点がある。
まず、従来型より高温のスチームを供給することができ、これによって、発電効率の上昇と発電コストの削減が期待できる。また、従来型と比べ、溶融塩を熱媒として使用したシステムでは蓄熱タンクの容量をより小さくすることができる。さらに、従来型(熱媒:合成オイル)は、蓄熱媒体として溶融塩を使用しているため、合成オイルと溶融塩の熱交換が必要であったが、全システムを溶融塩のみで動かすことにより熱交換器が不要となり、プラントをよりシンプルに構成することができるようになる。
したがって、何等かの理由で、熱媒を循環させるためのポンプが停止するとともにポンプを再稼働できない場合に、熱媒流路から熱媒を排出することが好ましい。また、排出に際しては、排出にかかる時間が短いことが好ましい。また、熱媒流路内に残留してしまう熱媒が少ないことが好ましい。
前記熱媒流路の前記熱媒の排出先となる被排出部に接続される前記熱媒流路の接続端部に設けられ、かつ、前記熱媒排出時の前記熱媒の前記被排出部に向かう流動方向を上方に向かわせた後に下方に向かわせる気体逆流防止部を備え、
前記熱媒流路には、当該熱媒流路の最も高い位置から前記気体逆流防止部で最も高い位置まで、前記熱媒を流下させるための高低差が設けられ、前記熱媒流路の最も高い部分に前記熱媒流路の外部から空気を取り入れるためのベント部が設けられていることを特徴とする。
図1は、本実施の形態の熱媒排出装置30を備える太陽熱収集システムの概略構成を示すものである。図1に示す太陽熱収集システムは、複数の太陽熱収集装置1を備えている。なお、図1では太陽熱収集装置1を2つ記載しているが、実際には太陽熱収集装置1は多数(例えば100台以上)設けられている。なお、太陽熱収集システムで収集された太陽熱は、熱媒を介して発電システムに送られて発電が行われる。これら太陽熱収集システムと発電システムとから太陽熱発電プラントが構成される。
なお、本実施の形態では熱媒としては、硝酸ナトリウムと硝酸カリウムとの混合物からなる溶融塩が使用されている。
また、図1において、小さな直角三角形で示すものは勾配記号であり、この勾配記号にしたがって、熱媒流路2および後述する傾斜配管5が水平面に対して傾斜している。
傾斜配管5には2つのタンク6,7が接続されている。タンク6,7はそれぞれ熱媒を貯留するものであり、タンク6は太陽熱収集装置1によって加熱される前の熱媒を貯留し、タンク7は太陽熱収集装置1によって加熱された後の熱媒を貯留するようになっている。したがって、以下ではタンク6をコールド側タンク6と称し、タンク7をホット側タンク7と称する。
また、配管18bと配管5cとの接続部には、図示しない弁が設けられている。そして、この弁を開放することによって、傾斜配管5bを流れる熱媒を配管5c、配管18bを介してドレイン容器16に受け入れることができるようになっている。
また、傾斜配管5aを流れる熱媒は配管5c,18aによって常にドレイン容器16に送り込まれるようになっている。
一方、傾斜配管5a,5bの間に排出管22が傾斜配管5a,5bと平行に設けられ、この排出管22の一方の端部はコールド側タンク6に向けて折曲され、当該コールド側タンク6に接続されている。また、排出管22の他方の端部は排出管21と接続されている。
したがって、ドレイン容器16に受け入れられた熱媒は、ポンプ20によって排出管21,22を介してコールド側タンク6に送り出され、当該コールド側タンク6に貯留されるようになっている。
気体逆流防止部31は、熱媒流路2となる管体を略逆U字状に曲げたものであり、熱媒流路2から熱媒を排出する排出先となる傾斜配管5に向かう熱媒の流動方向を上方に向かわせた後に下方に向かわせる構造となっている。すなわち、気体逆流防止部31は、極大となる高さを有する構造となっている。また、熱媒排出装置30は、略逆U字状に曲がった気体逆流防止部31の上述の流動方向の上流側に設けられるとともに、熱媒流路2の一部として、熱媒排出時の流動方向に沿って下りの高低差の大きな急勾配となった長下降部32が設けられている。長下降部32は、略鉛直方向に沿うものであってもよい。
また、傾斜配管5aを流れる熱媒の一部は配管5c、18aを介してドレイン容器16に送り込まれるとともに、このドレイン容器16からポンプ20によって排出管21,22を介してコールド側タンク6に送り出され、当該コールド側タンク6に貯留される。
まず、各太陽熱収集装置1の熱媒流路2の最高位置に設けられたベント部15を開放して熱媒流路2に空気を導入するとともに、配管18bと配管5cとの接続部に設けられた弁を開放する。
ドレイン容器16に受け入れられた熱媒はポンプ20によってコールド側タンク6に排出管21,22を介して送り出され、当該コールド側タンク6に貯留される。
したがって、複数の太陽熱収集装置1から排出される熱媒を、コールド側タンク6を太陽熱収集装置1より低い位置に設置することなく、太陽熱収集装置1から熱媒を重力によって排出できる。
したがって、熱媒を固化させることなく、太陽熱収集装置1の熱媒流路2から熱媒を重力によってドレイン容器16に受け入れることができるとともに、当該ドレイン容器16からコールド側タンク6に熱媒を送り出して、当該コールド側タンク6で固化されることなく貯留できる。
また、気体逆流防止部31の上流側に長下降部32が設けられており、この長下降部32は、気体逆流防止部31における熱媒流路2の高低差より大きな高低差を有し、この大きな高低差部分に熱媒を流下させることにより、気体逆流防止部31を超えるように熱媒の排出を促すことができる。
2 熱媒流路
2a 接続端部
5 傾斜配管(被排出部)
15 ベント部
30 熱媒排出装置
31 気体逆流防止部
Claims (2)
- 太陽熱により熱媒を加熱する太陽熱収集装置に前記熱媒を流す熱媒流路から前記熱媒を排出させる熱媒排出装置であって、
前記熱媒流路の前記熱媒の排出先となる被排出部に接続される前記熱媒流路の接続端部に設けられ、かつ、前記熱媒排出時の前記熱媒の前記被排出部に向かう流動方向を上方に向かわせた後に下方に向かわせる気体逆流防止部を備え、
前記熱媒流路には、当該熱媒流路の最も高い位置から前記気体逆流防止部で最も高い位置まで、前記熱媒を流下させるための高低差が設けられ、前記熱媒流路の最も高い部分に前記熱媒流路の外部から空気を取り入れるためのベント部が設けられ、
前記気体逆流防止部は、高さの値が極大となる極大部と、高さの値が極小となる極小部と、前記極大部から前記被排出部につながる下降部と、前記極小部から前記極大部につながる上昇部とを備え、
前記熱媒流路に前記被排出部から空気が流入した場合に、前記極大部とその近傍に空気がトラップされた状態となることを特徴とする熱媒排出装置。 - 前記被排出部には、複数の前記太陽熱収集装置が接続されていることを特徴とする請求項1に記載の熱媒排出装置。
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