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JPH09209716A - 発電プラント - Google Patents

発電プラント

Info

Publication number
JPH09209716A
JPH09209716A JP8021204A JP2120496A JPH09209716A JP H09209716 A JPH09209716 A JP H09209716A JP 8021204 A JP8021204 A JP 8021204A JP 2120496 A JP2120496 A JP 2120496A JP H09209716 A JPH09209716 A JP H09209716A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mixed medium
pressure
condensate
steam
condenser
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP8021204A
Other languages
English (en)
Inventor
Isao Hashiguchi
口 功 橋
Hiromichi Nei
井 弘 道 根
Nobuhiko Inai
井 信 彦 稲
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP8021204A priority Critical patent/JPH09209716A/ja
Priority to US08/795,200 priority patent/US5754613A/en
Publication of JPH09209716A publication Critical patent/JPH09209716A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K23/00—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids
    • F01K23/02—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled
    • F01K23/04—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled condensation heat from one cycle heating the fluid in another cycle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K25/00—Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for
    • F01K25/06—Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for using mixtures of different fluids
    • F01K25/065—Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for using mixtures of different fluids with an absorption fluid remaining at least partly in the liquid state, e.g. water for ammonia

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の発電プラントよりも極めて高い熱効率
を達成することができる発電プラントを提供する。 【解決手段】 熱源で生成された水蒸気で駆動される蒸
気タービンと、蒸気タービンからの排気を凝縮させる復
水器と、復水器で生成された復水を熱源に輸送する復水
輸送手段とを有する水蒸気系を備えている。さらに、蒸
気タービンからの排気と混合媒体との間で熱交換を行う
熱交換手段と、熱交換手段で加熱された混合媒体を液体
と気体とに分離する分離手段と、分離手段で分離された
気体状の混合媒体で駆動される混合媒体タービンと、混
合媒体タービンからの排気と分離手段で分離された液体
状の混合媒体とを混合させる混合手段と、混合された混
合媒体を凝縮させる復液手段と、復液手段で生成された
復液を熱交換手段に輸送する復液輸送手段とを有する混
合媒体系を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は発電プラントに係わ
り、特に、タービン駆動用の媒体として水蒸気を使用す
る水蒸気系と、混合媒体を使用する混合媒体系とを備え
た発電プラントに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の発電プラントとしては原子力発電
所、火力発電所等が挙げられるが、その一例として図７
に沸騰水型原子力発電所（以下「ＢＷＲ」という。）の
概略を示す。
【０００３】図７に示したように、従来のＢＷＲは、熱
源として原子炉２００を備えており、この原子炉２００
において軽水からなる冷却材が加熱されて水蒸気が生成
される。なお、原子炉２００において生成された水蒸気
は飽和蒸気である。生成された水蒸気は、主蒸気管２０
１を介して高圧蒸気タービン２０２に送られ、この高圧
蒸気タービン２０２を駆動する。
【０００４】高圧蒸気タービン２０２の下流側には湿分
分離再熱器２０３が設けられており、この湿分分離再熱
器２０３は、主蒸気管２０１から分岐した加熱蒸気配管
２０４及び高圧蒸気タービン２０２からの抽気配管２０
６に接続されている。高圧蒸気タービン２０２からの排
気は湿分分離再熱器２０３に送られて気水分離されると
共に、加熱蒸気配管２０４及び抽気配管２０６を介して
湿分分離再熱器２０３に送られた高温の水蒸気によって
加熱される。湿分分離再熱器２０３で加熱された高圧蒸
気タービン２０２からの排気は過熱蒸気となり、この過
熱蒸気は低圧蒸気タービン２０５に送られ、この低圧蒸
気タービン２０５を駆動する。高圧蒸気タービン２０２
と低圧蒸気タービン２０５とは同軸で結合されており、
さらに、これらのタービンは発電機２０７に同軸で結合
されている。したがって、高圧蒸気タービン２０２及び
低圧蒸気タービン２０５が水蒸気によって駆動される
と、発電機２０７が駆動されて発電が行われる。
【０００５】低圧蒸気タービン２０５の下流側には復水
器２０８が設けられており、この復水器２０８には循環
水ポンプ（図示せず）によって海水が供給されている。
低圧蒸気タービン２０５からの排気は復水器２０８に送
られ、復水器２０８の内部を循環する海水によって冷却
されて復水となる。復水器２０８の下流側には復水ポン
プ２０９が設けられ、この復水ポンプ２０９の下流側に
は低圧給水加熱器２１０が直列的に多段に設けられてい
る。さらに、低圧給水加熱器２１０の下流側には、ター
ビン駆動型又は電動型の給水ポンプ２１１が設けられて
おり、この給水ポンプ２１１の下流側には高圧給水加熱
器２１２が設けられている。この高圧給水加熱器２１２
には、高圧蒸気タービン２０２からの抽気配管２１３、
湿分分離再熱器２０３からの蒸気配管２１４及びドレン
配管２１５が接続されている。また、低圧給水加熱器２
１０には、高圧給水加熱器２１２からのドレン配管２１
６、低圧蒸気タービン２０５からの抽気配管２１７が接
続されている。
【０００６】そして、復水器２０８からの復水は、復水
ポンプ２０９によって昇圧されて低圧給水加熱器２１０
に送られ、ドレン配管２１６及び抽気配管２１７を介し
て供給されたドレン水及び水蒸気によって加熱されると
共に昇圧される。加熱・昇圧された復水は、給水ポンプ
２１１によってさらに昇圧されて高圧給水加熱器２１２
に送られ、抽気配管２１３、蒸気配管２１４及びドレン
配管２１５を介して供給された水蒸気及びドレン水によ
ってさらに加熱されて適度なサブクール度となる。この
ようにして適度なサブクール度となった復水は、原子炉
給水配管８９を介して原子炉２００に送られ、原子炉２
００で加熱されて水蒸気となって再び主蒸気管２０１を
介して高圧蒸気タービン２０２に送られる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述した従
来の発電プラントは、凝縮可能な蒸気（水蒸気）を利用
したランキンサイクルによって発電を行うものであるた
めに、その熱効率を向上させることが極めて困難であっ
た。特に、原子力発電においては、火力発電のように過
熱蒸気を生成することが困難なために飽和蒸気が使用さ
れており、このため、火力発電に比して熱効率が低い。
したがって、原子力発電においては熱効率の向上が重要
な課題であるが、種々の制約があるため未だ十分には解
決されていない。例えば上述したＢＷＲや加圧水型原子
力発電所（ＰＷＲ）においては約２８０℃の水蒸気によ
ってタービンを駆動しているが、この場合の熱効率は３
３％程度であって、４０％以上の熱効率を達成できる火
力発電よりもかなり劣っている。
【０００８】そして、ＢＷＲの熱効率を向上させるに
は、原子炉出口における水蒸気の温度及び圧力を高くし
てランキンサイクルの効率を向上させればよいが、現在
の飽和蒸気サイクルにおいて水蒸気の温度及び圧力を高
くすると、炉心の熱的性能が劣化したり、耐圧性能を高
めるために圧力容器及び冷却材配管の壁の肉厚を増大さ
せなければならないといった問題がある。
【０００９】また、原子力発電における熱効率を向上さ
せるために、原子炉において過熱蒸気を生成することに
よって水蒸気の温度のみを高くすることも考えられる
が、この場合には炉心等の設計を従来のものから大幅に
変更する必要があり、構造が複雑化し、原子炉の制御が
難しくなるという問題がある。
【００１０】また、原子力発電の場合、タービンの入口
における蒸気条件が飽和蒸気であるため、その膨張過程
において多量の湿分が発生し、この湿分に対する対策が
必要であった。特に、低圧蒸気タービンにおいては、タ
ービンの腐蝕等を防止するために、その背翼に水分の通
り溝を設けた湿分分離翼を採用したり、タービンケーシ
ングからの効率よく湿分を排出するための機構を設けた
り、クロモリ鋼からなる湿分排出用の配管を設けるとい
った高コストの対策が必要であった。
【００１１】また、原子力発電における低圧蒸気タービ
ンは、通常、３８ｍｍＨｇ程度の真空度で運転している
ので、膨張仕事をタービンの回転エネルギーに変換する
ためには装置を大型化する必要があり、しかも、復水器
については、その気密性を高めて真空度を維持するため
に高コストの構造を採用する必要があった。
【００１２】また、原子炉における冷却材として、現在
の水（軽水）に代えて水よりも沸点の低い媒体を使用す
ることも理論上は考えられる。しかしながら、このよう
な低沸点媒体、例えばアンモニア水は、放射線に対する
安定性が極めて低く、炉心からの放射線によって分解さ
れて有害物質が発生し、原子炉機器の腐蝕が促進された
り、放射線分解ガスを処理するために大規模な追加機器
を必要とするといった問題があり、実際には低沸点媒体
を原子炉の冷却材として使用することは不可能である。
【００１３】本発明は上述した種々の問題点を考慮して
なされたものであり、従来の発電プラントよりも極めて
高い熱効率を達成することができる発電プラントを提供
することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明によ
る発電プラントは、水蒸気を生成するための熱源と、こ
の熱源で生成された水蒸気によって駆動される蒸気ター
ビンと、この蒸気タービンからの排気を凝縮させて復水
を生成する復水器と、この復水器で生成された復水を前
記熱源に輸送する復水輸送手段とを有する水蒸気系と、
前記蒸気タービンからの排気と混合媒体との間で熱交換
を行うための熱交換手段と、この熱交換手段において加
熱された混合媒体を液体と気体とに分離する高圧分離手
段と、この高圧分離手段で分離された気体状の混合媒体
によって駆動される混合媒体タービンと、この混合媒体
タービンからの排気を凝縮させて復液を生成する第１復
液手段と、この第１復液手段で生成された復液を加熱す
る第１復液加熱手段と、この第１復液加熱手段で加熱さ
れた復液を液体と気体とに分離する中圧分離手段と、前
記第１復液手段で生成された復液を前記中圧分離手段に
輸送する第１復液輸送手段と、前記中圧分離手段で分離
された液体状の混合媒体と前記混合媒体タービンからの
排気とを前記第１復液手段の上流側で混合させる混合手
段と、前記中圧分離手段で分離された気体状の混合媒体
を冷却して復液を生成する第２復液手段と、この第２復
液手段で生成された復液を前記熱交換手段に輸送する第
２復液輸送手段と、前記高圧分離器で分離された液体状
の混合媒体を前記中圧分離器に輸送する分離液輸送手段
とを有する混合媒体系と、を備えたことを特徴とする。
【００１５】請求項２記載の発明による発電プラント
は、前記第１復液加熱手段と前記第２復液手段との間で
熱交換を行うようにして、前記第１復液手段で生成され
た復液の加熱と、前記中圧分離手段で分離された気体状
の混合媒体の冷却とを同時に行うようにしたことを特徴
とする。
【００１６】請求項３記載の発明による発電プラント
は、前記第２復液手段で生成された復液を加熱する第２
復液加熱手段と、この第２復液加熱手段で加熱された復
液を液体と気体に分離する中高圧分離手段と、この中高
圧分離手段で分離された気体状の混合媒体を冷却して復
液を生成する第３復液手段と、この第３復液手段で生成
された復液を前記熱交換手段に輸送する第３復液輸送手
段と、前記高圧分離手段で分離された液体状の混合媒体
を前記中高圧分離手段に輸送する第１分離液輸送手段
と、前記中高圧分離手段で分離された液体状の混合媒体
を前記中圧分離手段に輸送する第２分離液輸送手段と、
を備えていることを特徴とする。
【００１７】請求項４記載の発明による発電プラント
は、前記第２復液加熱手段と前記第３復液手段との間で
熱交換を行うようにして、前記第２復液手段で生成され
た復液の加熱と、前記中高圧分離手段で分離された気体
状の混合媒体の冷却とを同時に行うようにしたことを特
徴とする。
【００１８】請求項５記載の発明による発電プラント
は、水蒸気を生成するための熱源と、この熱源で生成さ
れた水蒸気によって駆動される蒸気タービンと、この蒸
気タービンからの排気を凝縮させて復水を生成する復水
器と、この復水器で生成された復水を前記熱源に輸送す
る復水輸送手段とを有する水蒸気系と、前記蒸気タービ
ンからの排気と混合媒体との間で熱交換を行うための熱
交換手段と、この熱交換手段において加熱された混合媒
体を液体と気体とに分離する分離手段と、この分離手段
で分離された気体状の混合媒体によって駆動される混合
媒体タービンと、この混合媒体タービンからの排気と前
記分離手段で分離された液体状の混合媒体とを混合させ
る混合手段と、この混合手段によって混合された混合媒
体を凝縮させて復液を生成する復液手段と、この復液手
段で生成された復液を前記熱交換手段に輸送する復液輸
送手段とを有する混合媒体系と、を備えたことを特徴と
する。
【００１９】請求項６記載の発明による発電プラント
は、前記蒸気タービンは、高圧蒸気タービンと、この高
圧蒸気タービンからの排気によって駆動される低圧蒸気
タービンとを有し、前記熱交換手段は前記低圧蒸気ター
ビンからの排気と混合媒体との間で熱交換を行うように
したことを特徴とする。
【００２０】請求項７記載の発明による発電プラント
は、前記復水器内の非凝縮性ガスを含んだ蒸気を凝縮す
る小型復水器と、この小型復水器内の非凝縮性ガスを処
理する非凝縮性ガス処理手段とを有することを特徴とす
る。
【００２１】請求項８記載の発明による発電プラント
は、前記熱源は原子炉であることを特徴とする。
【００２２】
【発明の実施の形態】第１の実施形態 以下、本発明による発電プラントの第１実施形態につい
て図１を参照して説明する。本実施形態は、水蒸気を利
用して発電を行う水蒸気系と、混合媒体を利用して発電
を行う混合媒体系とを備えている。図１において符号１
は本実施形態による発電プラントの全体を示し、この発
電プラント１は、軽水よりなる冷却材を加熱して水蒸気
を生成するための原子炉１を備えている。この原子炉１
の出口側は主蒸気管２を介して高圧蒸気タービン３の入
口側に接続されており、高圧蒸気タービン３は発電機４
に対して同軸に結合されている。高圧蒸気タービン３の
出口側は排気配管５を介して復水器６の入口側に接続さ
れており、この復水器６の出口側は復水配管７を介して
高圧給水加熱器８の入口側に接続されている。復水配管
７の途中には、タービン駆動型又は電動型の給水ポンプ
９が設けられている。高圧給水加熱器８の出口側は原子
炉給水配管１０を介して原子炉１の入口側に接続されて
いる。また、高圧給水加熱器８には、高圧蒸気タービン
３から抽気を送るための高圧タービン抽気配管１１、及
びドレン水を復水器６に送るためのドレン配管１２がそ
れぞれ接続されている。
【００２３】また、復水器６の内部には復水器内熱交換
部１３が設けられており、この復水器内熱交換部１３の
少なくとも一部には混合媒体が流れている。ここで、復
水器内熱交換部１３内を流れる混合媒体は二以上の成分
を含む媒体であり、この媒体を構成する複数の成分のう
ちの少なくとも１つの成分は水よりも沸点の低いもの
（低沸点媒体）からなる。この混合媒体の例としては水
とアンモニアとの混合物が挙げられる。
【００２４】復水器６内部の復水器内熱交換部１３の出
口側は配管１４を介して高圧分離器１５に接続されてお
り、この高圧分離器１５は配管１６を介して混合媒体タ
ービン１７の入口側に接続されている。この混合媒体タ
ービン１７は、水蒸気用の高圧蒸気タービン３及び発電
機４に対して同軸で結合されている。混合媒体タービン
１７の出口側は排気配管１８を介して復液器１９の入口
側に接続されている。この復液器１９の内部には熱交換
部２０が設けられており、この熱交換部２０の内部には
冷却用の海水が流れている。復液器１９の出口側は配管
２１を介して三重熱交換器２２の入口側に接続されてお
り、配管２１の途中には混合媒体用の中圧ポンプ２３が
設けられている。
【００２５】三重熱交換器２２の出口側は配管２４を介
して熱交換器２５の入口側に接続されており、この熱交
換器２５の出口側は配管２６を介して中圧分離器２７に
接続されている。この中圧分離器２７の出口側は配管２
８を介して三重熱交換器２２に接続されており、配管２
８は三重熱交換器２２の内部に設けられた第１の熱交換
部２９の入口端に接続されている。この第１の熱交換部
２９の出口端は配管３０を介して復水器６の内部に設け
られた復水器内熱交換部１３の入口端に接続されてい
る。また、配管３０の途中には混合媒体を昇圧するため
の高圧ポンプ３１が設けられている。
【００２６】また、中圧分離器２７の下部には凝縮した
混合媒体を三重熱交換器２２に送るための配管３２の一
端が接続されており、この配管３２の他端は三重熱交換
器２２の内部に設けられた第２の熱交換部３３の入口端
に接続されている。この第２の熱交換部３３の出口端は
配管３４を介して排気配管１８の途中に接続されてお
り、配管３４の途中には減圧弁３５が設けられている。
【００２７】また、高圧分離器１５の下部には凝縮した
混合媒体を熱交換器２５に送るための配管３６の一端が
接続されており、この配管３６の他端は熱交換器２５の
内部に設けられた熱交換部３７の入口端に接続されてい
る。この熱交換部３７の出口端は配管３８を介して中圧
分離器２７に接続されており、配管３８の途中には減圧
弁３９が設けられている。
【００２８】次に、上述した構成よりなる本実施形態の
作用について説明する。軽水よりなる冷却材は原子炉１
において加熱されて飽和状態の水蒸気となり、この水蒸
気は主蒸気管２を経由して高圧蒸気タービン３に送られ
る。高圧蒸気タービン３に送られた水蒸気は高圧蒸気タ
ービン３を駆動し、タービンの回転エネルギーが発電機
４において電気エネルギーに変換されて発電が行われ
る。高圧蒸気タービン３からの排気は排気配管５を経由
して復水器６に送られ、復水器内熱交換部１３内を流れ
る混合媒体によって冷却されて復水となる。ここで、復
水器６の内部圧力は、大気圧付近又はそれ以上とするこ
とができる。復水器６において生成された復水は給水ポ
ンプ９によって昇圧され、復水配管７を経由して高圧給
水加熱器８に送られる。高圧給水加熱器８に送られた復
水は、高圧タービン抽気配管１１からの抽気によって加
熱され、適度なサブクール度になった後に原子炉給水配
管１０を経由して原子炉１に環流される。
【００２９】一方、復水器６において高圧蒸気タービン
３からの排気によって加熱された混合媒体は、沸騰して
二相流となった後に配管１４を経由して高圧分離器１５
に送られる。高圧分離器１５に送られた混合媒体は、液
体からなる液相部と、湿分が分離された過熱蒸気からな
る気相部とに蒸留分離され、気相部を形成する混合媒体
の過熱蒸気は、その低沸点成分の濃度（存在比）が高め
られており、例えば低沸点成分の質量分率は０．８５程
度である。この低沸点成分を多く含む過熱蒸気は、配管
１６を経由して混合媒体タービン１７に送られ、膨張仕
事を行ってタービンを駆動する。ここで、混合媒体ター
ビン１７の入口部における蒸気条件は、例えば温度１９
０℃、圧力１０，０００ｋＰａ程度であり、後述するよ
うに高圧ポンプ３１によって昇圧されている。混合媒体
タービン１７は高圧蒸気タービン３及び発電機４と同軸
に結合されているので、混合媒体タービン１７の回転エ
ネルギーは発電機４において電気エネルギーに変換され
て発電が行われる。
【００３０】混合媒体タービン１７において仕事を終え
た混合媒体の排気は、排気配管１８を経由して復液器１
９に送られるが、その輸送の途中において、配管３４か
ら送り込まれた低沸点成分濃度が極めて低い、例えば質
量分率０．１６程度の混合媒体と混合される。すると、
低沸点成分の質量分率が、混合前（タービン入口条件）
においては０．８５程度であったものが、混合後は０．
３程度まで低下する。ここで、混合媒体タービン１７か
らの排気に混合される混合媒体は、中圧分離器２７にお
いて蒸留分離された液相部の混合媒体であり、中圧分離
器２７の液相部から配管３２を経由して三重熱交換器２
２に送られ、この三重熱交換器２２の第２の熱交換部３
３において冷却された後、配管３４及びその途中の減圧
弁３５を経由して圧力調整された後に混合媒体タービン
１７からの排気に混合される。
【００３１】このように混合媒体タービン１７からの排
気は、低沸点成分濃度が極めて低い混合媒体と混合され
た後に復液器１９に送られ、復液器１９の熱交換部２０
内を流れる通常温度の海水によって冷却されて液体に凝
縮される。ここで、混合媒体タービン１７からの排気は
低沸点成分濃度が極めて低い混合媒体と混合されて低沸
点成分の質量分率が０．３程度に低下しているので、復
液器１９の内部圧力は１００ｋＰａ程度、すなわち大気
圧程度に維持することができる。そして、混合媒体ター
ビン１７の入口部における蒸気条件を、上述したように
温度１９０℃、圧力１０，０００ｋＰａとすることによ
って、混合媒体タービン１７の熱落差を極めて大きくす
ることが可能である。
【００３２】復液器１９において凝縮されて液体となっ
た混合媒体は、中圧ポンプ２３によって１，０００ｋＰ
ａ程度の中圧まで昇圧され、配管２１を経由して三重熱
交換器２２に流入する。三重熱交換器２２内にある第１
の熱交換部２９及び第２の熱交換部３３の内部には、配
管２８及び配管３２を経由して中圧分離器２７から送り
込まれた高温の混合媒体の蒸気及び液体が流れており、
それらの流れは配管２１を経由して三重熱交換器２２に
流入する凝縮された混合媒体の流れに対向している。し
たがって、配管２１からの凝縮された混合媒体は、三重
熱交換器２２内の第１及び第２の熱交換部２９、３３を
介して効率的に熱交換が行われて昇温される。昇温され
た混合媒体は二相流となった後に配管２４を経由して熱
交換器２５に流入し、熱交換器２５の熱交換部３７の内
部を流れる高圧分離器１５からの高温の液体状の混合媒
体によってさらに加熱され、二相流中の気相部を形成す
る蒸気の割合が高められる。
【００３３】熱交換器２５において加熱された二相流の
混合媒体は、配管２６を介して中圧分離器２７に流入す
る。また、熱交換器２５の熱交換部３７内を流れて熱交
換を行った混合媒体も、配管３８及び減圧弁３９を経由
して減圧された後に中圧分離器２７に流入する。中圧分
離器２７はその温度を１３５℃程度に維持されており、
内部の混合媒体は液相部と気相部とに蒸留分離されてい
る。気相部を形成する蒸気における低沸点成分の質量分
率は０．７３であり、液相部を形成する液体における低
沸点成分の質量分率は０．１６である。
【００３４】中圧分離器２７で蒸留分離された蒸気は、
配管２８を経由して三重熱交換器２２に送られ、第１の
熱交換部２９を介して熱交換を行って４０℃程度まで冷
却され、液体に凝縮される。液体となった混合媒体は高
圧ポンプ３１によって１０，０００ｋＰａを超える圧力
まで昇圧され、配管３０を経由して復水器６に送られ
る。復水器６に送られた液体状の混合媒体は、復水器６
の復水器内熱交換部１３を介して高圧蒸気タービン３か
らの排気との間で熱交換を行って１９０℃程度まで加熱
される。加熱された混合媒体は沸騰して二相流となり、
配管１４を経由して高圧分離器１５に環流される。
【００３５】以上述べたように本実施形態によれば、水
蒸気系及び混合媒体系の２系統によって発電を行い、混
合媒体として水よりも沸点の低い成分を含むものを使用
し、しかも、高圧分離器１５及び中圧分離器２７よりな
る二段の分離器を設け、混合媒体タービン１７の前後で
混合媒体中の低沸点成分の濃度（存在比）を増減させる
ことによって、混合媒体タービン１７の入口部の蒸気条
件を最適化できると共に十分なタービン背圧を確保する
ことができるので、混合媒体の蒸気による混合媒体ター
ビン１７の駆動力が増大し、一般のランキンサイクルに
比して熱効率を大幅に向上させることができる。特に、
本実施形態においては、高圧及び中圧の二段の分離器１
５、２７を設けているので、混合媒体タービン１７の前
後における低沸点成分の濃度差を大きくすることが可能
である。このため、混合媒体タービン１７の入口部の蒸
気温度を１９０℃として、復液器１９の熱交換部２０内
を流れる冷却媒体に通常温度の海水を使用した場合、混
合媒体系のみの熱効率を３４％程度まで高めることが可
能であり、この熱効率は１９０℃程度の従来の低温発電
プラントに比して極めて高いものである。そして、水蒸
気系を含めた発電プラント全体としては、４１％程度の
熱効率を達成することができる。したがって、例えば従
来のＢＷＲ（熱効率３３％程度）に本実施形態を適用し
た場合、現行１１０万ｋＷ級発電所において１３５万ｋ
Ｗ級の発電を行うことが可能となる。
【００３６】また、本実施形態においては、混合媒体タ
ービン１７の背圧を大気圧付近又はそれ以上とすること
が可能であり、このため、混合媒体タービン１７の膨張
段を小さくしてタービンの小型化を図ることができると
共に、復液器１９の高真空対策が不要となって製造コス
ト等の低減を図ることができる。また、混合媒体タービ
ン１７は、従来のＢＷＲの低圧蒸気タービンのように背
翼に湿分を除去する溝を設けたり、タービンケーシング
から湿分を効率よく排除するための構造を設けたり、高
価なクロモリ鋼からなる湿分排出用の配管を設けたりす
る必要がないので、製造コスト等をさらに低減すること
ができる。
【００３７】また、復水器６についても、復液器１９と
同様に大気圧付近又はそれ以上とすることができるの
で、その高真空対策が不要となって製造コスト等を大幅
に削減することができる。
【００３８】また、原子炉１の冷却材には従来と同様に
水（軽水）を使用して水蒸気系において発電を行い、混
合媒体は水蒸気系と分離された混合媒体系において使用
して発電を行うようにしたので、混合媒体の放射線分解
による有害物質（腐食性物質）の発生等の問題が生じる
ことがない。
【００３９】なお、本実施形態は原子炉１を熱源とした
発電プラントであるが、本発明の適用範囲はこれに限ら
れるものではなく、火力、地熱、排熱等の各種の発電プ
ラントにも適用できる。
【００４０】第２の実施形態 次に、本発明による発電プラントの第２実施形態につい
て図２を参照して説明する。なお、図１に示した第１実
施形態と同一部材には同一符号を付して詳細な説明は省
略する。
【００４１】本実施形態は、図２に示したように、前記
第１実施形態に対して分離システム４０を追加して設置
した構成を備えている。追加された分離システム４０は
第１の熱交換器４１を備え、この第１の熱交換器４１の
入口側は三重熱交換器２２の第１の熱交換部２９の出口
端に配管４２を介して接続されている。配管４２の途中
には、中圧ポンプ２３と高圧ポンプ３１の中間の吐出圧
を有する中高圧ポンプ４３が設けられている。
【００４２】第１の熱交換器４１の出口側は配管４４を
介して第２の熱交換器４５の入口側に接続されており、
この第２の熱交換器４５の出口側は配管４６を介して中
高圧分離器４７に接続されている。この中高圧分離器４
７の下部は配管４８を介して熱交換器２５の熱交換部３
７に入口端に接続されており、一方、中高圧分離器４７
の上部は、配管４９を介して、第１の熱交換器４１の内
部に設けられた熱交換部５０の入口端に接続されてい
る。この第１の熱交換器４１内の熱交換部５０の出口端
は配管５１を介して復水器６内の復水器内熱交換部１３
の入口端に接続されており、また、配管５１の途中には
高圧ポンプ３１が設けられている。
【００４３】また、第２の熱交換器４５の内部には熱交
換部５２が設けられており、この熱交換部５２の入口端
は配管５３を介して高圧分離器１５の下部に接続されて
おり、一方、熱交換部５２の出口端は配管５４を介して
中高圧分離器４７に接続されている。配管５４の途中に
は減圧弁５５が設けられている。
【００４４】次に、本実施形態の作用について説明す
る。なお、前記第１実施形態の作用と共通する部分につ
いては詳細な説明を省略する。中圧分離器２７の気相部
からの混合媒体の蒸気は、配管２８を経由して三重熱交
換器２２に送られ、この三重熱交換器２２の第１の熱交
換部２９内を流れる際に熱交換を行い、冷却されて液体
に凝縮される。液体状の混合媒体は中高圧ポンプ４３で
昇圧され、配管４２を経由して第１の熱交換器４１に流
入し、熱交換部５０内を流れる中圧分離器４７からの混
合媒体の高温蒸気との間で熱交換を行って加熱され、二
相流となった後に配管４４を経由して第２の熱交換器４
５に流入する。第２の熱交換器４５に流入した混合媒体
は、熱交換部５２内を流れる高圧分離器１５からの混合
媒体の高温液体との間で熱交換を行ってさらに加熱さ
れ、二相流の気相部を形成する蒸気の割合が高められ
る。
【００４５】第２の熱交換器４５において加熱された二
相流の混合媒体は、配管４６を経由して中高圧分離器４
７に流入する。第２の熱交換器４５の熱交換部５２内を
流れて熱交換を行った混合媒体も、配管５４及び減圧弁
５５を経由して減圧された後に中高圧分離器４７に流入
する。中高圧分離器４７に流入した混合媒体は、気相部
と液相部とに蒸留分離され、気相部を形成する蒸気は配
管４９を経由して第１の熱交換器４１に送られ、熱交換
部５０を介して熱交換を行って冷却され、液体に凝縮さ
れる。液体となった混合媒体は高圧ポンプ３１によって
１０，０００ｋＰａを超える圧力まで昇圧され、配管５
１を経由して復水器６に送られる。
【００４６】以上述べたように本実施形態によれば、第
１実施形態の構成に対してさらに追加の分離システム４
０を設けたので、第１実施形態よりもさらに混合媒体タ
ービン１７における熱落差を確保しやすくなる。このた
め、混合媒体タービン１７を駆動する混合媒体として、
凝縮線、沸騰線が接近したものを使用しやすくなり、発
電プラントの熱効率をさらに向上させることができる。
この混合媒体の具体例としては、水とアンモニアとの混
合物、炭化水素、アルコール、ケトン類を含む有機化合
物の２種類以上からなる混合物、フロン系物質の２種類
以上からなる混合物、水と親水性有機化合物（アルコー
ル等）の２種類以上とからなる混合物、炭化水素、アル
コール、ケトン類を含む有機化合物及びフロン系物質の
２種類以上からなる混合物等が挙げられる。
【００４７】第３の実施形態 次に、本発明による発電プラントの第３実施形態につい
て、図３を参照して説明する。なお、本実施形態は、前
記第１又は第２実施形態に対して、炉心からの放射線に
よる分解等によって生じた非凝縮性ガス、例えば水素ガ
スや酸素ガスを処理するための手段を追加して設置した
ものである。そこで、図１及び図２に示した第１及び第
２実施形態と同一部材には同一符号を付して詳細な説明
は省略する。
【００４８】図３において符号６０は、前記第１又は第
２実施形態に追加して設置された非凝縮性ガス処理系を
示し、この非凝縮性ガス処理系６０は熱交換器６１を備
えている。この熱交換器６１は配管６２を介して復水器
６に接続されており、この配管６２は、復水器６の底部
に溜まった復水の水面レベルからわずかに上方に取り付
けられている。なお、復水器６の内部圧力は上述したよ
うに大気圧付近又はそれ以上に維持されている。
【００４９】熱交換器６１の内部には熱交換部６３が設
けられており、この熱交換部６３の入口端は配管６２の
一端に接続されている。一方、熱交換部６３の出口端は
配管６４を介して小型復水器６５の入口側に接続されて
おり、この小型復水器６５の内部は高真空状態となって
いる。小型復水器６５の出口側は配管６６を介して熱交
換器６１に接続されており、この配管６６の途中には小
型復水ポンプ６７が設けられている。また、小型復水器
６５には配管６８を介して抽気オフガス系６９が接続さ
れており、この抽気オフガス系６９はエジェクター（図
示せず）、放射線分解ガスの再結合器（図示せず）等を
備えている。また、熱交換器６１は、配管７０を介し
て、給水ポンプ９と復水器６との間の復水配管７に分岐
するようにして接続されている。
【００５０】次に、本実施形態の作用について説明す
る。なお、前記第１及び第２実施形態と共通する作用に
ついては説明を省略する。まず、復水器６の底部に溜ま
った復水の水面の上方から、非凝縮性ガスを含む処理蒸
気の１％未満程度の蒸気を取り出し、配管６２を介して
熱交換器６１に送る。熱交換器６１に送られた蒸気は、
熱交換部６３内を通過する際に、小型復水器６５から配
管６６を経由して熱交換器６１に流入した復水との間で
熱交換を行って冷却される。冷却された蒸気は、配管６
４を経由して小型復水器６６に流入し、高真空下で凝縮
して復水となる。一方、蒸気中に含まれていた非凝縮性
ガスは、配管６８を介して小型復水器６５から抽気さ
れ、抽気オフガス系６９において処理される。小型復水
器６５で生成された復水は、小型復水ポンプ６７によっ
て昇圧され、配管６６を経由して熱交換器６１に送られ
る。熱交換器６１に送られた復水は、熱交換部６３を介
して熱交換を行って加熱された後、配管７０を経由して
給水ポンプ７の吸い込み側に送られる。
【００５１】以上述べたように本実施形態によれば、炉
心からの放射線による分解等によって生じた非凝縮性ガ
スの処理を、従来の原子力発電所における処理システム
よりも相当に小規模なシステムによって行うことができ
るので、製造コスト等を大幅に削減することができる。
【００５２】第４の実施形態 次に、本発明による発電プラントの第４実施形態につい
て、図４を参照して説明する。なお、図１乃至図３に示
した第１乃至第３実施形態と同一部材には同一符号を付
して詳細な説明は省略する。
【００５３】本実施形態は、水蒸気を利用して発電を行
う水蒸気系と、混合媒体を利用して発電を行う混合媒体
系とを備えている。図４は本実施形態による発電プラン
トの概略を示し、この発電プラントは、軽水よりなる冷
却材を加熱して水蒸気を生成するための原子炉１を備え
ている。この原子炉１の出口側は主蒸気管２を介して高
圧蒸気タービン３の入口側に接続されており、高圧蒸気
タービン３は発電機４に対して同軸に結合されている。
高圧蒸気タービン３の出口側は、排気配管５を介して復
水器８１の入口側に接続されている。この復水器８１の
出口側は復水配管７を介して高圧給水加熱器８の入口側
に接続されており、復水配管７の途中には、タービン駆
動型又は電動型の給水ポンプ９が設けられている。高圧
給水加熱器８の出口側は原子炉給水配管１０を介して原
子炉１の入口側に接続されている。また、高圧給水加熱
器８には、高圧蒸気タービン３から抽気を送るための高
圧タービン抽気配管１１、及びドレン水を復水器８１に
送るためのドレン配管１２がそれぞれ接続されており、
ドレン配管１２の途中には弁８２が設けられている。
【００５４】また、復水器８１の内部には復水器内熱交
換部８３が設けられており、この復水器内熱交換部８３
の少なくとも一部には混合媒体が流れている。ここで、
復水器内熱交換部８３内を流れる混合媒体は二以上の成
分を含む媒体であり、この媒体を構成する複数の成分の
うちの少なくとも１つの成分は水よりも沸点の低いもの
からなる。混合媒体の例としては水とアンモニアとの混
合物が挙げられる。
【００５５】復水器８１内部の復水器内熱交換部８３の
出口側は配管８４を介して分離器８５に接続されてお
り、この分離器８５は配管８６を介して熱交換器８７の
入口側に接続されている。この熱交換器８７の内部には
第１の熱交換部８８及び第２の熱交換部８９が設けられ
ており、第１の熱交換部８８の入口端は主蒸気抽気配管
９０を介して主蒸気管２の途中に接続されており、第２
の熱交換部８９は抽気蒸気配管９１を介して高圧蒸気タ
ービン３に接続されている。また、第１の熱交換部８８
及び第２の熱交換部８９の出口端は配管９２及び配管９
３を介して復水器８１にそれぞれ接続されている。
【００５６】熱交換器８７の出口側は配管９４を介して
混合媒体タービン９５の入口側に接続されている。この
混合媒体タービン９５は高圧蒸気タービン３及び発電機
４に対して同軸で結合されている。混合媒体タービン９
５の出口側は排気配管９６を介して混合器９７の入口側
に接続されており、この混合器９７の出口側は配管９８
を介して復液器９９の入口側に接続されている。復液器
９９の内部には熱交換部（図示せず）が設けられてお
り、この熱交換部の内部には海水が流れている。復液器
９９の出口側は配管１００を介して熱交換器１０１の入
口側に接続されており、配管１００の途中には給液ポン
プ１０２が設けられている。熱交換器１０１の出口側は
配管１０３を介して復水器８１の復水器内熱交換部８３
の入口端に接続されている。また、熱交換器１０１の内
部には熱交換部１０４が設けられており、この熱交換部
１０４の出口端は配管１０５を介して混合器９７に接続
されている。配管１０５の途中には減圧弁１０６が設け
られている。なお、この減圧弁１０６はオリフィスとす
ることができる。熱交換部１０４の入口端は配管１０７
を介して分離器８５の下部に接続されている。
【００５７】次に、上述した構成よりなる本実施形態の
作用について説明する。軽水よりなる冷却材は原子炉１
において加熱されて飽和状態の水蒸気となり、この水蒸
気は主蒸気管２を経由して高圧蒸気タービン３に送られ
る。高圧蒸気タービン３に送られた水蒸気は高圧蒸気タ
ービン３を駆動し、タービンの回転エネルギーが発電機
４において電気エネルギーに変換されて発電が行われ
る。高圧蒸気タービン３からの排気は排気配管５を経由
して復水器８１に送られ、復水器内熱交換部８３内を流
れる混合媒体によって冷却されて復水となる。ここで、
復水器８１の内部圧力は、大気圧付近又はそれ以上とす
ることができる。復水器８１において生成された復水は
給水ポンプ９によって昇圧され、復水配管７を経由して
高圧給水加熱器８に送られる。高圧給水加熱器８に送ら
れた復水は、高圧タービン抽気配管１１からの抽気によ
って加熱され、適度なサブクール度になった後に原子炉
給水配管１０を経由して原子炉１に環流される。
【００５８】一方、排気配管５を経由して復水器８１内
に流入した高圧蒸気タービン３からの排気、配管９２を
経由して復水器８１内に流入した主蒸気の抽気、及び配
管９３を経由して復水器８１内に流入した高圧蒸気ター
ビン３からの抽気によって、復水器８１の復水器内熱交
換部８３の内部を流れる混合媒体が加熱される。復水器
８１において加熱された混合媒体は、沸騰して二相流と
なった後に配管８４を経由して分離器８５に送られる。
【００５９】分離器８５に送られた混合媒体は、重力を
利用した蒸留作用によって、液体からなる液相部と、蒸
気からなる気相部とに分離され、気相部を形成する混合
媒体の蒸気は、その低沸点成分の濃度（存在比）が高め
られている。この低沸点成分を多く含む蒸気は配管８６
を経由して熱交換器８７に送られる。熱交換器８７に送
られた混合媒体の蒸気は、熱交換器８７の第１の熱交換
部８８及び第２の熱交換部８９を介して、主蒸気の抽気
及び高圧蒸気タービン３からの抽気との間で熱交換を行
い、加熱されて過熱蒸気となる。この混合媒体の過熱蒸
気は、配管９４を経由して混合媒体タービン９５に送ら
れ、膨張仕事を行ってタービンを駆動する。混合媒体タ
ービン９５は発電機４及び高圧蒸気タービン３と同軸に
結合されているので、混合媒体タービン９５の回転エネ
ルギーは発電機４を介して電気エネルギーに変換されて
発電が行われる。
【００６０】混合媒体タービン９５において仕事を終え
た混合媒体の排気は、排気配管９６を経由して混合器９
７に送られ、配管１０５を経由して混合器９７に流入す
る分離器８５の液相部からの混合媒体と混合される。こ
こで、分離器８５からの混合媒体は、混合される前に、
熱交換器１０１の熱交換部１０４を介して凝縮後の混合
媒体との間で熱交換を行って冷却されている。また、分
離器８５は混合器９７よりも高圧に維持されているの
で、分離器８５からの混合媒体は混合される前に減圧弁
１０６によって減圧されている。なお、混合の効率を高
めるために、分離器８５からの液体状の混合媒体を混合
器９７において噴射させる。
【００６１】このように混合蒸気タービン９５からの排
気は分離器８５の液相部からの混合媒体と混合される
が、分離器８５の液相部を形成する混合媒体はその低沸
点成分の濃度（存在比）が低いので、混合によって低沸
点成分の濃度が低くなる。そして、混合媒体タービン９
５からの排気と分離器８５からの液体状の混合媒体とが
混合器９７において混合されて二相流が生成され、この
二相流の混合媒体は配管９８を経由して復液器９９に送
られる。この復液器９９の内部には熱交換部（図示せ
ず）が設けられており、この熱交換部の内部を通常温度
の海水が流れている。復液器９９に送られた二相流の混
合媒体は、熱交換部を介して海水との間で熱交換を行っ
て冷却され、凝縮されて復液となる。ここで、復液器９
９に流入する二相流の混合媒体は予め混合器９７におい
てその低沸点成分の濃度が低められているので、通常温
度の海水で冷却することによって、復液器９９の内部圧
力を大気圧程度とすることが可能である。このように、
混合媒体タービン９５の駆動には低沸点成分の濃度の高
い混合媒体を使用し、混合媒体タービン９５からの排気
は低沸点成分の濃度を低めた後に凝縮することによっ
て、混合媒体タービン９５の入口側の圧力を高くすると
共に出口側の圧力（背圧）を低くして、混合媒体タービ
ン９５の熱落差を大きくすることが可能である。
【００６２】復液器９９において凝縮されて液体となっ
た混合媒体は、給液ポンプ１０２によって高圧まで昇圧
され、配管１００を経由して熱交換器１０１に送られ
る。熱交換器１０１に流入した混合媒体（復液）は、熱
交換部１０４を介して熱交換を行った後に、配管１０３
を経由して復水器８１に送られる。復水器８１に送られ
た混合媒体は、復水器内熱交換部８３を介して高圧蒸気
タービン３からの排気等との間で熱交換を行って加熱さ
れ、沸騰して二相流となった後に配管８４を経由して分
離器８５に環流される。
【００６３】以上述べたように本実施形態によれば、水
蒸気系及び混合媒体系の２系統によって発電を行い、混
合媒体として水よりも沸点の低い成分を含むものを使用
し、分離器８５を用いて混合媒体タービン９５の前後で
混合媒体中の低沸点成分の濃度（存在比）を増減させる
ことによって、混合媒体タービン９５の入口部の蒸気条
件を最適化できると共に十分なタービン背圧を確保する
ことができるので、混合媒体の蒸気による混合媒体ター
ビン９５の駆動力が増大し、一般のランキンサイクルに
比して熱効率を大幅に向上させることができる。例え
ば、従来のＢＷＲに本実施形態を適用した場合、熱効率
を１〜２％程度向上させることができる。
【００６４】また、本実施形態においては、混合媒体タ
ービン９５の背圧を大気圧付近又はそれ以上とすること
が可能であり、このため、混合媒体タービン９５の膨張
段を小さくしてタービンの小型化を図ることができると
共に、復液器９９の高真空対策が不要となって製造コス
ト等の低減を図ることができる。また、混合媒体タービ
ン９５は、従来のＢＷＲの低圧蒸気タービンのように背
翼に湿分を除去する溝を設けたり、タービンケーシング
から湿分を効率よく排除するための構造を設けたり、高
価なクロモリ鋼からなる湿分排出用の配管を設けたりす
る必要がないので、製造コスト等をさらに低減すること
ができる。
【００６５】また、復水器８１についても、復液器９９
と同様に大気圧付近又はそれ以上とすることができるの
で、その高真空対策が不要となって製造コスト等を大幅
に削減することができる。
【００６６】また、原子炉１の冷却材には従来と同様に
水（軽水）を使用して水蒸気系において発電を行い、混
合媒体は水蒸気系と分離された混合媒体系において使用
して発電を行うようにしたので、混合媒体の放射線分解
による有害物質（腐食性物質）の発生等の問題が生じる
ことがない。
【００６７】なお、本実施形態は原子炉１を熱源とした
発電プラントであるが、本発明の適用範囲はこれに限ら
れるものではなく、火力、地熱、排熱等の各種の発電プ
ラントにも適用できる。
【００６８】第５の実施形態 次に、本発明による発電プラントの第５実施形態につい
て、図５を参照して説明する。本実施形態は、高圧蒸気
タービンに加えて低圧蒸気タービンを備えており、この
低圧蒸気タービンからの排気によって混合媒体を加熱す
るようにしたものである。なお、図１乃至図４に示した
第１乃至第４実施形態と同一部材には同一符号を付して
詳細な説明は省略する。
【００６９】図５は本実施形態による発電プラントの概
略を示し、この発電プラントは熱源として原子炉１を備
えており、この原子炉１において軽水である冷却材が加
熱されて水蒸気が生成される。生成された水蒸気は、主
蒸気管２を介して高圧蒸気タービン３に送られ、この高
圧蒸気タービン３を駆動する。高圧蒸気タービン３の下
流側には湿分分離再熱器１１１が設けられており、この
湿分分離再熱器１１１は、主蒸気管２から分岐した加熱
蒸気配管１１２及び高圧蒸気タービン３からの抽気蒸気
配管１１３に接続されている。高圧蒸気タービン３から
の排気は湿分分離再熱器１１１に送られて気水分離され
ると共に、加熱蒸気配管１１２及び抽気蒸気配管１１３
を経由して湿分分離再熱器１１１に送られた高温の水蒸
気によって加熱される。湿分分離再熱器１１１で加熱さ
れた水蒸気は過熱蒸気となり、この過熱蒸気は配管１１
４を経由して低圧蒸気タービン１１５に送られ、この低
圧蒸気タービン１１５を駆動する。ここで、低圧蒸気タ
ービン１１５は、比較的高圧の段から構成されるもので
あり、その排気蒸気の温度が１００℃又はそれ以上とな
るように構成されている。高圧蒸気タービン３と低圧蒸
気タービン１１５とは同軸で結合されており、さらに、
これらのタービンは発電機４に同軸で結合されている。
【００７０】高圧蒸気タービン１１５の出口側は、排気
配管１１６を介して復水器８１の入口側に接続されてい
る。この復水器８１の出口側は復水配管１１７を介して
低圧給水加熱器１１８に接続されており、復水配管１１
７の途中には、タービン駆動型又は電動型の復水ポンプ
１１９が設けられている。低圧給水加熱器１１８の出口
側は配管１２０を介して高圧給水加熱器８に接続されて
おり、この高圧給水加熱器８の出口側は原子炉給水配管
１０を介して原子炉１の入口側に接続されている。ま
た、高圧給水加熱器８には、高圧蒸気タービン３から抽
気を送るための高圧タービン抽気配管１１、及びドレン
水を低圧給水加熱器１１８に送るためのドレン配管１２
１がそれぞれ接続されている。また、低圧給水加熱器１
１８には、そのドレン水を復水器８１に送るためのドレ
ン配管１２２が接続されている。
【００７１】また、復水器８１の内部には復水器内熱交
換部８３が設けられており、この復水器内熱交換部８３
の少なくとも一部には混合媒体が流れている。ここで、
復水器内熱交換部８３内を流れる混合媒体は二以上の成
分を含む混合媒体であり、この媒体を構成する複数の成
分のうちの少なくとも１つの成分は水よりも沸点の低い
ものからなる。混合媒体の例としては、水とアンモニア
との混合物、炭化水素、アルコール、ケトン類を含む有
機化合物の２種類以上からなる混合物、フロン系物質の
２種類以上からなる混合物、水と親水性有機化合物（ア
ルコール等）の２種類以上とからなる混合物、炭化水
素、アルコール、ケトン類を含む有機化合物及びフロン
系物質の２種類以上からなる混合物等が挙げられる。
【００７２】復水器８１内部の復水器内熱交換部８３の
出口側は配管８４介して分離器８５に接続されており、
この分離器８５は配管８６を介して熱交換器８７の入口
側に接続されている。この熱交換器８７の内部には第１
の熱交換部８８及び第２の熱交換部８９が設けられてお
り、第１の熱交換部８８の入口端は過熱蒸気抽気配管１
２３を介して配管１１４の途中に接続されており、第２
の熱交換部８９は抽気蒸気配管９１を介して低圧蒸気タ
ービン１１５に接続されている。また、第１の熱交換部
８８及び第２の熱交換部８９の出口端は配管９２及び配
管９３を介して復水器８１にそれぞれ接続されている。
【００７３】熱交換器８７の出口側は配管９４を介して
混合媒体タービン９５の入口側に接続されている。この
混合媒体タービン９５は高圧蒸気タービン３、低圧蒸気
タービン１１５及び発電機４に対して同軸で結合されて
いる。混合媒体タービン９５の出口側は排気配管９６を
介して混合器９７の入口側に接続されており、この混合
器９７の出口側は配管９８を介して復液器９９の入口側
に接続されている。復液器９９の内部には熱交換部（図
示せず）が設けられており、この熱交換部の内部には海
水が流れている。復液器９９の出口側は配管１００を介
して熱交換器１０１の入口側に接続されており、配管１
００の途中には給液ポンプ１０２が設けられている。熱
交換器１０１の出口側は配管１０３を介して復水器８１
の復水器内熱交換部８３の入口端に接続されている。ま
た、熱交換器１０１の内部には熱交換部１０４が設けら
れており、この熱交換部１０４の出口端は配管１０５を
介して混合器９７に接続されている。配管１０５の途中
には減圧弁１０６が設けられている。熱交換部１０４の
入口端は配管１０７を介して分離器８５の下部に接続さ
れている。
【００７４】次に、上述した構成よりなる本実施形態の
作用について説明する。軽水よりなる冷却材は原子炉１
において加熱されて飽和状態の水蒸気となり、この水蒸
気は主蒸気管２を経由して高圧蒸気タービン３に送られ
る。高圧蒸気タービン３に送られた水蒸気は高圧蒸気タ
ービン３を駆動し、タービンの回転エネルギーが発電機
４において電気エネルギーに変換されて発電が行われ
る。高圧蒸気タービン３からの排気は湿分分離加熱器１
１１によって加熱されて過熱蒸気となり、配管１１４を
経由して低圧蒸気タービン１１５に送られる。低圧蒸気
タービン１１５に送られた水蒸気は低圧蒸気タービン１
１５を駆動し、発電機４において発電が行われる。
【００７５】低圧蒸気タービン１１５からの排気は、そ
の温度が１００℃又はそれ以上であり、排気配管１１６
を経由して復水器８１に送られ、復水器内熱交換部８３
内を流れる混合媒体によって冷却されて復水となる。こ
こで、復水器８１の内部圧力は、大気圧付近又はそれ以
上とすることができる。復水器８１において生成された
復水は復水ポンプ１１９によって低圧給水加熱器１１８
に送られて加熱され、さらに、給水ポンプ９によって昇
圧され、配管１２０を経由して高圧給水加熱器８に送ら
れる。高圧給水加熱器８に送られた復水は、高圧タービ
ン抽気配管１１等からの抽気によって加熱され、適度な
サブクール度になった後に原子炉給水配管１０を経由し
て原子炉１に環流される。
【００７６】一方、排気配管１１６を経由して復水器８
１内に流入した低圧蒸気タービン１１５からの排気、配
管９２を経由して復水器８１内に流入した過熱蒸気の抽
気、配管９３を経由して復水器８１内に流入した低圧蒸
気タービン１１５からの抽気、及びドレン配管１２２を
経由して復水器８１内に流入した低圧給水加熱器１１８
のドレン水によって、復水器８１の復水器内熱交換部８
３の内部を流れる混合媒体が加熱される。復水器８１に
おいて加熱された混合媒体は、沸騰して二相流となった
後に配管８４を経由して分離器８５に送られる。
【００７７】分離器８５に送られた混合媒体は、重力を
利用した蒸留作用によって、液体からなる液相部と、蒸
気からなる気相部とに分離され、気相部を形成する混合
媒体の蒸気は、その低沸点成分の濃度（存在比）が高め
られている。この低沸点成分を多く含む蒸気は配管８６
を経由して熱交換器８７に送られる。熱交換器８７に送
られた混合媒体の蒸気は、熱交換器８７の第１の熱交換
部８８及び第２の熱交換部８９を介して、過熱蒸気の抽
気及び低圧蒸気タービン１１５からの抽気との間で熱交
換を行い、加熱されて過熱蒸気となる。この混合媒体の
過熱蒸気は、配管９４を経由して混合媒体タービン９５
に送られ、膨張仕事を行ってタービンを駆動する。混合
媒体タービン９５は発電機４、高圧蒸気タービン３及び
低圧蒸気タービン１１５と同軸に結合されているので、
混合媒体タービン９５の回転エネルギーは発電機４を介
して電気エネルギーに変換されて発電が行われる。
【００７８】混合媒体タービン９５において仕事を終え
た混合媒体の排気は、排気配管９６を経由して混合器９
７に送られ、配管１０５を経由して混合器９７に流入す
る分離器８５の液相部からの混合媒体と混合される。こ
こで、分離器８５からの混合媒体は、混合される前に、
熱交換器１０１の熱交換部１０４を介して凝縮後の混合
媒体との間で熱交換を行って冷却されている。また、分
離器８５は混合器９７よりも高圧に維持されているの
で、分離器８５からの混合媒体は混合される前に減圧弁
１０６によって減圧されている。なお、混合の効率を高
めるために、分離器８５からの液体状の混合媒体を混合
器９７において噴射させる。
【００７９】このように混合蒸気タービン９５からの排
気は分離器８５の液相部からの混合媒体と混合される
が、分離器８５の液相部を形成する混合媒体はその低沸
点成分の濃度（存在比）が低いので、混合によって低沸
点成分の濃度が低くなる。そして、混合媒体タービン９
５からの排気と分離器８５からの液体状の混合媒体とが
混合器９７において混合されて二相流が生成され、この
二相流の混合媒体は配管９８を経由して復液器９９に送
られる。この復液器９９の内部には熱交換部（図示せ
ず）が設けられており、この熱交換部の内部を通常温度
の海水が流れている。復液器９９に送られた二相流の混
合媒体は、熱交換部を介して海水との間で熱交換を行っ
て冷却され、凝縮されて復液となる。ここで、復液器９
９に流入する二相流の混合媒体は予め混合器９７におい
てその低沸点成分の濃度が低められているので、通常温
度の海水で冷却することによって、復液器９９の内部圧
力を大気圧程度とすることが可能である。このように、
混合媒体タービン９５の駆動には低沸点成分の濃度の高
い混合媒体を使用し、混合媒体タービン９５からの排気
は低沸点成分の濃度を低めた後に凝縮することによっ
て、混合媒体タービン９５の入口側の圧力を高くすると
共に出口側の圧力（背圧）を低くして、混合媒体タービ
ン９５の熱落差を大きくすることが可能である。
【００８０】復液器９９において凝縮されて液体となっ
た混合媒体は、給液ポンプ１０２によって高圧まで昇圧
され、配管１００を経由して熱交換器１０１に送られ
る。熱交換器１０１に流入した混合媒体（復液）は、熱
交換部１０４を介して熱交換を行った後に、配管１０３
を経由して復水器８１に送られる。復水器８１に送られ
た混合媒体は、復水器内熱交換部８３を介して高圧蒸気
タービン３からの排気等との間で熱交換を行って加熱さ
れ、沸騰して二相流となった後に配管８４を経由して分
離器８５に環流される。
【００８１】以上述べたように本実施形態によれば、高
圧水蒸気系、低圧水蒸気系及び混合媒体系の３系統によ
って発電を行い、混合媒体として水よりも沸点の低い成
分を含むものを使用し、分離器８５を用いて混合媒体タ
ービン９５の前後で混合媒体中の低沸点成分の濃度（存
在比）を増減させることによって、混合媒体タービン９
５の入口部の蒸気条件を最適化できると共に十分なター
ビン背圧を確保することができるので、混合媒体の蒸気
による混合媒体タービン９５の駆動力が増大し、一般の
ランキンサイクルに比して熱効率を大幅に向上させるこ
とができる。
【００８２】また、低圧蒸気タービン１１５は、従来の
ＢＷＲの低圧蒸気タービンのような低圧段は使用してい
ないので、湿分に対する対策が不要となって製造コスト
等を大幅に低減することができる。
【００８３】また、本実施形態においては、混合媒体タ
ービン９５の背圧を大気圧付近又はそれ以上とすること
が可能であり、このため、混合媒体タービン９５の膨張
段を小さくしてタービンの小型化を図ることができると
共に、復液器９９の高真空対策が不要となって製造コス
ト等の低減を図ることができる。
【００８４】また、復水器８１についても、復液器９９
と同様に大気圧付近又はそれ以上とすることができるの
で、その高真空対策が不要となって製造コスト等を大幅
に削減することができる。
【００８５】また、原子炉１の冷却材には従来と同様に
水（軽水）を使用して高圧及び低圧の２つの水蒸気系に
おいて発電を行い、混合媒体は水蒸気系と分離された混
合媒体系において使用して発電を行うようにしたので、
混合媒体の放射線分解による有害物質（腐食性物質）の
発生等の問題が生じることがない。
【００８６】なお、本実施形態は原子炉１を熱源とした
発電プラントであるが、本発明の適用範囲はこれに限ら
れるものではなく、火力、地熱、排熱等の各種の発電プ
ラントにも適用できることは言うまでもない。
【００８７】第６の実施形態 次に、本発明による発電プラントの第６実施形態につい
て、図６を参照して説明する。なお、図１乃至図５に示
した第１乃至第５実施形態と同一部材には同一符号を付
して詳細な説明は省略する。
【００８８】本実施形態は、図６に示したように、前記
第３実施形態における非凝縮性ガス処理系６０（図３参
照）を、前記第４又は第５実施形態に適用したものであ
る。すなわち、復水器８１の底部に溜まった復水の水面
の上方から、非凝縮性ガスを含む処理蒸気の１％未満程
度の蒸気を取り出し、非凝縮性ガス処理系６０によって
処理するようにしたものである。
【００８９】このようにすれば、前記第３実施形態と同
様に、炉心からの放射線による分解等によって生じた非
凝縮性ガスの処理を、従来の原子力発電所における処理
システムよりも相当に小規模なシステムによって行うこ
とができるので、製造コスト等を大幅に削減することが
できる。
【００９０】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、蒸気
タービンを有する水蒸気系と、混合媒体タービンを有す
る混合媒体系とを設け、蒸気タービンからの排気によっ
て混合媒体を加熱すると共に、混合媒体タービンの前後
で混合媒体中の低沸点成分の濃度（存在比）を増減させ
るようにしたので、従来の発電プラントに比して熱効率
を大幅に向上しうる発電プラントを提供することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による発電プラントの第１実施形態を示
した概略図。
【図２】本発明による発電プラントの第２実施形態を示
した概略図。
【図３】本発明による発電プラントの第３実施形態の要
部を示した概略図。
【図４】本発明による発電プラントの第４実施形態を示
した概略図。
【図５】本発明による発電プラントの第５実施形態を示
した概略図。
【図６】本発明による発電プラントの第６実施形態の要
部を示した概略図。
【図７】従来の発電プラントを示した概略図。
【符号の説明】
１ 原子炉 ２ 主蒸気管 ３ 高圧蒸気タービン ４ 発電機 ６、８１ 復水器 ８ 高圧給水加熱器 ９ 給水ポンプ １０ 原子炉給水配管 １３、８３ 復水器内熱交換部 １５ 高圧分離器 １７、９５ 混合媒体タービン １９、９９ 復液器 ２０、３７、５０、５２、６３、１０４ 熱交換部 ２２ 三重熱交換器 ２３ 中圧ポンプ ２５、６１、８７、１０１ 熱交換器 ２７ 中圧分離器 ２９、８８ 第１の熱交換部 ３１ 高圧ポンプ ３３、８９ 第２の熱交換部 ３５、３９、１０６ 減圧弁 ４０ 分離システム ４１ 第１の熱交換器 ４３ 中高圧ポンプ ４５ 第２の熱交換器 ４７ 中高圧分離器 ６０ 非凝縮性ガス処理系 ６５ 小型復水器 ６７ 小型復水ポンプ ６９ 抽気オフガス系 ８５ 分離器 ９７ 混合器 １０２ 給液ポンプ １１１ 湿分分離再熱器 １１５ 低圧蒸気タービン １１９ 復水ポンプ

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】水蒸気を生成するための熱源と、この熱源
    で生成された水蒸気によって駆動される蒸気タービン
    と、この蒸気タービンからの排気を凝縮させて復水を生
    成する復水器と、この復水器で生成された復水を前記熱
    源に輸送する復水輸送手段とを有する水蒸気系と、 前記蒸気タービンからの排気と混合媒体との間で熱交換
    を行うための熱交換手段と、この熱交換手段において加
    熱された混合媒体を液体と気体とに分離する高圧分離手
    段と、この高圧分離手段で分離された気体状の混合媒体
    によって駆動される混合媒体タービンと、この混合媒体
    タービンからの排気を凝縮させて復液を生成する第１復
    液手段と、この第１復液手段で生成された復液を加熱す
    る第１復液加熱手段と、この第１復液加熱手段で加熱さ
    れた復液を液体と気体とに分離する中圧分離手段と、前
    記第１復液手段で生成された復液を前記中圧分離手段に
    輸送する第１復液輸送手段と、前記中圧分離手段で分離
    された液体状の混合媒体と前記混合媒体タービンからの
    排気とを前記第１復液手段の上流側で混合させる混合手
    段と、前記中圧分離手段で分離された気体状の混合媒体
    を冷却して復液を生成する第２復液手段と、この第２復
    液手段で生成された復液を前記熱交換手段に輸送する第
    ２復液輸送手段と、前記高圧分離器で分離された液体状
    の混合媒体を前記中圧分離器に輸送する分離液輸送手段
    とを有する混合媒体系と、を備えたことを特徴とする発
    電プラント。
  2. 【請求項２】前記第１復液加熱手段と前記第２復液手段
    との間で熱交換を行うようにして、前記第１復液手段で
    生成された復液の加熱と、前記中圧分離手段で分離され
    た気体状の混合媒体の冷却とを同時に行うようにしたこ
    とを特徴とする請求項１記載の発電プラント。
  3. 【請求項３】前記第２復液手段で生成された復液を加熱
    する第２復液加熱手段と、この第２復液加熱手段で加熱
    された復液を液体と気体に分離する中高圧分離手段と、
    この中高圧分離手段で分離された気体状の混合媒体を冷
    却して復液を生成する第３復液手段と、この第３復液手
    段で生成された復液を前記熱交換手段に輸送する第３復
    液輸送手段と、前記高圧分離手段で分離された液体状の
    混合媒体を前記中高圧分離手段に輸送する第１分離液輸
    送手段と、前記中高圧分離手段で分離された液体状の混
    合媒体を前記中圧分離手段に輸送する第２分離液輸送手
    段と、を備えていることを特徴とする請求項１又は請求
    項２に記載の発電プラント。
  4. 【請求項４】前記第２復液加熱手段と前記第３復液手段
    との間で熱交換を行うようにして、前記第２復液手段で
    生成された復液の加熱と、前記中高圧分離手段で分離さ
    れた気体状の混合媒体の冷却とを同時に行うようにした
    ことを特徴とする請求項３記載の発電プラント。
  5. 【請求項５】水蒸気を生成するための熱源と、この熱源
    で生成された水蒸気によって駆動される蒸気タービン
    と、この蒸気タービンからの排気を凝縮させて復水を生
    成する復水器と、この復水器で生成された復水を前記熱
    源に輸送する復水輸送手段とを有する水蒸気系と、 前記蒸気タービンからの排気と混合媒体との間で熱交換
    を行うための熱交換手段と、この熱交換手段において加
    熱された混合媒体を液体と気体とに分離する分離手段
    と、この分離手段で分離された気体状の混合媒体によっ
    て駆動される混合媒体タービンと、この混合媒体タービ
    ンからの排気と前記分離手段で分離された液体状の混合
    媒体とを混合させる混合手段と、この混合手段によって
    混合された混合媒体を凝縮させて復液を生成する復液手
    段と、この復液手段で生成された復液を前記熱交換手段
    に輸送する復液輸送手段とを有する混合媒体系と、を備
    えたことを特徴とする発電プラント。
  6. 【請求項６】前記蒸気タービンは、高圧蒸気タービン
    と、この高圧蒸気タービンからの排気によって駆動され
    る低圧蒸気タービンとを有し、前記熱交換手段は前記低
    圧蒸気タービンからの排気と混合媒体との間で熱交換を
    行うようにしたことを特徴とする請求項５記載の発電プ
    ラント。
  7. 【請求項７】前記復水器内の非凝縮性ガスを含んだ蒸気
    を凝縮する小型復水器と、この小型復水器内の非凝縮性
    ガスを処理する非凝縮性ガス処理手段とを有することを
    特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載
    の発電プラント。
  8. 【請求項８】前記熱源は原子炉であることを特徴とする
    請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の発電プラ
    ント。
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Cited By (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013059687A1 (en) * 2011-10-21 2013-04-25 Echogen Power Systems, Llc Heat engine and heat to electricity systems and methods with working fluid mass management control
KR101278906B1 (ko) * 2011-08-30 2013-06-26 한국수력원자력 주식회사 응축수 혼합 저장탱크를 갖는 열충격 방지장치
KR101289187B1 (ko) * 2012-07-06 2013-07-26 재단법인 포항산업과학연구원 열에너지를 전환하는 장치
KR101289189B1 (ko) * 2012-07-06 2013-07-26 재단법인 포항산업과학연구원 열에너지를 전환하는 장치
KR101289226B1 (ko) * 2012-07-06 2013-07-29 재단법인 포항산업과학연구원 열에너지를 전환하는 장치
WO2013129569A1 (ja) * 2012-03-02 2013-09-06 ヤンマー株式会社 廃熱回収ランキンサイクルシステム
KR101403334B1 (ko) * 2012-09-06 2014-06-03 한국수력원자력 주식회사 주증기를 이용한 증기발생기 피동급수계통의 열충격 방지 열교환 장치
US8857186B2 (en) 2010-11-29 2014-10-14 Echogen Power Systems, L.L.C. Heat engine cycles for high ambient conditions
US8869531B2 (en) 2009-09-17 2014-10-28 Echogen Power Systems, Llc Heat engines with cascade cycles
KR101461828B1 (ko) * 2013-11-20 2014-11-14 주식회사 포스코 열에너지를 전환하는 장치
US9014791B2 (en) 2009-04-17 2015-04-21 Echogen Power Systems, Llc System and method for managing thermal issues in gas turbine engines
US9062898B2 (en) 2011-10-03 2015-06-23 Echogen Power Systems, Llc Carbon dioxide refrigeration cycle
US9091278B2 (en) 2012-08-20 2015-07-28 Echogen Power Systems, Llc Supercritical working fluid circuit with a turbo pump and a start pump in series configuration
US9118226B2 (en) 2012-10-12 2015-08-25 Echogen Power Systems, Llc Heat engine system with a supercritical working fluid and processes thereof
US9115605B2 (en) 2009-09-17 2015-08-25 Echogen Power Systems, Llc Thermal energy conversion device
US9316404B2 (en) 2009-08-04 2016-04-19 Echogen Power Systems, Llc Heat pump with integral solar collector
US9341084B2 (en) 2012-10-12 2016-05-17 Echogen Power Systems, Llc Supercritical carbon dioxide power cycle for waste heat recovery
US9410449B2 (en) 2010-11-29 2016-08-09 Echogen Power Systems, Llc Driven starter pump and start sequence
US9638065B2 (en) 2013-01-28 2017-05-02 Echogen Power Systems, Llc Methods for reducing wear on components of a heat engine system at startup
US9752460B2 (en) 2013-01-28 2017-09-05 Echogen Power Systems, Llc Process for controlling a power turbine throttle valve during a supercritical carbon dioxide rankine cycle
US9863282B2 (en) 2009-09-17 2018-01-09 Echogen Power System, LLC Automated mass management control
US10934895B2 (en) 2013-03-04 2021-03-02 Echogen Power Systems, Llc Heat engine systems with high net power supercritical carbon dioxide circuits
CN113027551A (zh) * 2021-04-13 2021-06-25 西安交通大学 移动式一体化双流程气冷反应堆系统及其工作方法
US11187112B2 (en) 2018-06-27 2021-11-30 Echogen Power Systems Llc Systems and methods for generating electricity via a pumped thermal energy storage system
US11293309B2 (en) 2014-11-03 2022-04-05 Echogen Power Systems, Llc Active thrust management of a turbopump within a supercritical working fluid circuit in a heat engine system
US11435120B2 (en) 2020-05-05 2022-09-06 Echogen Power Systems (Delaware), Inc. Split expansion heat pump cycle
US11629638B2 (en) 2020-12-09 2023-04-18 Supercritical Storage Company, Inc. Three reservoir electric thermal energy storage system

Families Citing this family (52)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6960839B2 (en) 2000-07-17 2005-11-01 Ormat Technologies, Inc. Method of and apparatus for producing power from a heat source
US6857268B2 (en) * 2002-07-22 2005-02-22 Wow Energy, Inc. Cascading closed loop cycle (CCLC)
US6829895B2 (en) 2002-09-12 2004-12-14 Kalex, Llc Geothermal system
US6820421B2 (en) * 2002-09-23 2004-11-23 Kalex, Llc Low temperature geothermal system
JP2004120889A (ja) * 2002-09-26 2004-04-15 Toshihiro Fukumoto フルハイブリット電気自動車
US6735948B1 (en) * 2002-12-16 2004-05-18 Icalox, Inc. Dual pressure geothermal system
NZ541501A (en) * 2003-02-03 2008-12-24 Kalex Llc Power cycle and system for utilizing moderate and low temperature heat sources
US6769256B1 (en) * 2003-02-03 2004-08-03 Kalex, Inc. Power cycle and system for utilizing moderate and low temperature heat sources
US7021063B2 (en) * 2003-03-10 2006-04-04 Clean Energy Systems, Inc. Reheat heat exchanger power generation systems
US6964168B1 (en) * 2003-07-09 2005-11-15 Tas Ltd. Advanced heat recovery and energy conversion systems for power generation and pollution emissions reduction, and methods of using same
US7264654B2 (en) * 2003-09-23 2007-09-04 Kalex, Llc Process and system for the condensation of multi-component working fluids
US7065967B2 (en) * 2003-09-29 2006-06-27 Kalex Llc Process and apparatus for boiling and vaporizing multi-component fluids
US20050188697A1 (en) * 2004-03-01 2005-09-01 Honeywell Corporation Fluorinated ketone and fluorinated ethers as working fluids for thermal energy conversion
US7827791B2 (en) * 2005-10-05 2010-11-09 Tas, Ltd. Advanced power recovery and energy conversion systems and methods of using same
US7287381B1 (en) * 2005-10-05 2007-10-30 Modular Energy Solutions, Ltd. Power recovery and energy conversion systems and methods of using same
US8087248B2 (en) * 2008-10-06 2012-01-03 Kalex, Llc Method and apparatus for the utilization of waste heat from gaseous heat sources carrying substantial quantities of dust
US8695344B2 (en) * 2008-10-27 2014-04-15 Kalex, Llc Systems, methods and apparatuses for converting thermal energy into mechanical and electrical power
US8176738B2 (en) 2008-11-20 2012-05-15 Kalex Llc Method and system for converting waste heat from cement plant into a usable form of energy
US8616323B1 (en) 2009-03-11 2013-12-31 Echogen Power Systems Hybrid power systems
EP2446122B1 (en) 2009-06-22 2017-08-16 Echogen Power Systems, Inc. System and method for managing thermal issues in one or more industrial processes
CN101614139A (zh) * 2009-07-31 2009-12-30 王世英 多循环发电热力系统
US9243518B2 (en) * 2009-09-21 2016-01-26 Sandra I. Sanchez Waste heat recovery system
EP2550436B1 (en) * 2010-03-23 2019-08-07 Echogen Power Systems LLC Heat engines with cascade cycles
US8474263B2 (en) 2010-04-21 2013-07-02 Kalex, Llc Heat conversion system simultaneously utilizing two separate heat source stream and method for making and using same
US8752381B2 (en) * 2010-04-22 2014-06-17 Ormat Technologies Inc. Organic motive fluid based waste heat recovery system
CN102373977A (zh) * 2010-08-10 2012-03-14 陈进益 利用发电厂废热做第二次发电的方法
US8783034B2 (en) 2011-11-07 2014-07-22 Echogen Power Systems, Llc Hot day cycle
US9162830B2 (en) * 2010-12-22 2015-10-20 Kellogg Brown & Root Llc Plug resistant nozzle for fluidization of particulates
US20120324885A1 (en) * 2011-06-27 2012-12-27 Turbine Air Systems Ltd. Geothermal power plant utilizing hot geothermal fluid in a cascade heat recovery apparatus
JP5862133B2 (ja) * 2011-09-09 2016-02-16 国立大学法人佐賀大学 蒸気動力サイクルシステム
US8833077B2 (en) 2012-05-18 2014-09-16 Kalex, Llc Systems and methods for low temperature heat sources with relatively high temperature cooling media
US8742604B2 (en) * 2012-06-06 2014-06-03 Energy Recovery, Inc. Systems and methods for combined flow control and electricity generation
US9284857B2 (en) * 2012-06-26 2016-03-15 The Regents Of The University Of California Organic flash cycles for efficient power production
ES2444340B1 (es) 2012-07-23 2014-12-17 Abengoa Solar New Technologies S.A. Método de operación de una planta solar termoeléctrica
US9145795B2 (en) 2013-05-30 2015-09-29 General Electric Company System and method of waste heat recovery
US9260982B2 (en) 2013-05-30 2016-02-16 General Electric Company System and method of waste heat recovery
US9587520B2 (en) 2013-05-30 2017-03-07 General Electric Company System and method of waste heat recovery
US9593597B2 (en) 2013-05-30 2017-03-14 General Electric Company System and method of waste heat recovery
CA2885583C (en) * 2013-06-07 2017-09-26 Her Majesty The Queen In Right Of Canada As Represented By The Ministeof Natural Resources Hybrid rankine cycle
US10267184B2 (en) * 2014-11-03 2019-04-23 Echogen Power Systems Llc Valve network and method for controlling pressure within a supercritical working fluid circuit in a heat engine system with a turbopump
CN105863762B (zh) * 2015-01-20 2017-12-15 中国海洋石油总公司 一种利用液化天然气冷能发电的工艺系统及方法
KR101623309B1 (ko) * 2015-06-18 2016-05-20 한국에너지기술연구원 초임계 이산화탄소 발전시스템
CN108119194B (zh) * 2016-12-15 2020-05-01 李华玉 三重联合循环动力装置
CN108019245B (zh) * 2016-12-15 2020-05-29 李华玉 多重联合循环动力装置
JP6363313B1 (ja) * 2018-03-01 2018-07-25 隆逸 小林 作動媒体特性差発電システム及び該発電システムを用いた作動媒体特性差発電方法
CN111852591A (zh) * 2019-05-02 2020-10-30 李华玉 联合循环动力装置
US20220220868A1 (en) * 2019-05-05 2022-07-14 Huayu Li Combined cycle power device
CN111677565A (zh) * 2019-05-09 2020-09-18 李华玉 联合循环动力装置
WO2020228357A1 (zh) * 2019-05-15 2020-11-19 李华玉 联合循环动力装置
WO2020228356A1 (zh) * 2019-05-15 2020-11-19 李华玉 联合循环动力装置
CN111764977A (zh) * 2019-05-17 2020-10-13 李华玉 联合循环动力装置
CN115217544A (zh) * 2019-05-26 2022-10-21 李华玉 联合循环动力装置

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4489563A (en) * 1982-08-06 1984-12-25 Kalina Alexander Ifaevich Generation of energy
JPH0697978B2 (ja) * 1990-05-23 1994-12-07 株式会社戸上電機製作所 海苔の速乾方法及びその装置
US5572871A (en) * 1994-07-29 1996-11-12 Exergy, Inc. System and apparatus for conversion of thermal energy into mechanical and electrical power
US5649426A (en) * 1995-04-27 1997-07-22 Exergy, Inc. Method and apparatus for implementing a thermodynamic cycle

Cited By (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9014791B2 (en) 2009-04-17 2015-04-21 Echogen Power Systems, Llc System and method for managing thermal issues in gas turbine engines
US9316404B2 (en) 2009-08-04 2016-04-19 Echogen Power Systems, Llc Heat pump with integral solar collector
US9863282B2 (en) 2009-09-17 2018-01-09 Echogen Power System, LLC Automated mass management control
US9115605B2 (en) 2009-09-17 2015-08-25 Echogen Power Systems, Llc Thermal energy conversion device
US9458738B2 (en) 2009-09-17 2016-10-04 Echogen Power Systems, Llc Heat engine and heat to electricity systems and methods with working fluid mass management control
US8869531B2 (en) 2009-09-17 2014-10-28 Echogen Power Systems, Llc Heat engines with cascade cycles
US8857186B2 (en) 2010-11-29 2014-10-14 Echogen Power Systems, L.L.C. Heat engine cycles for high ambient conditions
US9410449B2 (en) 2010-11-29 2016-08-09 Echogen Power Systems, Llc Driven starter pump and start sequence
KR101278906B1 (ko) * 2011-08-30 2013-06-26 한국수력원자력 주식회사 응축수 혼합 저장탱크를 갖는 열충격 방지장치
US9062898B2 (en) 2011-10-03 2015-06-23 Echogen Power Systems, Llc Carbon dioxide refrigeration cycle
WO2013059687A1 (en) * 2011-10-21 2013-04-25 Echogen Power Systems, Llc Heat engine and heat to electricity systems and methods with working fluid mass management control
JP2013181511A (ja) * 2012-03-02 2013-09-12 Yanmar Co Ltd 廃熱回収ランキンサイクルシステム
WO2013129569A1 (ja) * 2012-03-02 2013-09-06 ヤンマー株式会社 廃熱回収ランキンサイクルシステム
US9581050B2 (en) 2012-03-02 2017-02-28 Yanmar Co., Ltd. Waste heat recovery ranking cycle system
CN104185718A (zh) * 2012-03-02 2014-12-03 洋马株式会社 废热回收兰金循环系统
KR101289226B1 (ko) * 2012-07-06 2013-07-29 재단법인 포항산업과학연구원 열에너지를 전환하는 장치
KR101289189B1 (ko) * 2012-07-06 2013-07-26 재단법인 포항산업과학연구원 열에너지를 전환하는 장치
KR101289187B1 (ko) * 2012-07-06 2013-07-26 재단법인 포항산업과학연구원 열에너지를 전환하는 장치
US9091278B2 (en) 2012-08-20 2015-07-28 Echogen Power Systems, Llc Supercritical working fluid circuit with a turbo pump and a start pump in series configuration
KR101403334B1 (ko) * 2012-09-06 2014-06-03 한국수력원자력 주식회사 주증기를 이용한 증기발생기 피동급수계통의 열충격 방지 열교환 장치
US9341084B2 (en) 2012-10-12 2016-05-17 Echogen Power Systems, Llc Supercritical carbon dioxide power cycle for waste heat recovery
US9118226B2 (en) 2012-10-12 2015-08-25 Echogen Power Systems, Llc Heat engine system with a supercritical working fluid and processes thereof
US9638065B2 (en) 2013-01-28 2017-05-02 Echogen Power Systems, Llc Methods for reducing wear on components of a heat engine system at startup
US9752460B2 (en) 2013-01-28 2017-09-05 Echogen Power Systems, Llc Process for controlling a power turbine throttle valve during a supercritical carbon dioxide rankine cycle
US10934895B2 (en) 2013-03-04 2021-03-02 Echogen Power Systems, Llc Heat engine systems with high net power supercritical carbon dioxide circuits
KR101461828B1 (ko) * 2013-11-20 2014-11-14 주식회사 포스코 열에너지를 전환하는 장치
US11293309B2 (en) 2014-11-03 2022-04-05 Echogen Power Systems, Llc Active thrust management of a turbopump within a supercritical working fluid circuit in a heat engine system
US11187112B2 (en) 2018-06-27 2021-11-30 Echogen Power Systems Llc Systems and methods for generating electricity via a pumped thermal energy storage system
US11435120B2 (en) 2020-05-05 2022-09-06 Echogen Power Systems (Delaware), Inc. Split expansion heat pump cycle
US11629638B2 (en) 2020-12-09 2023-04-18 Supercritical Storage Company, Inc. Three reservoir electric thermal energy storage system
CN113027551A (zh) * 2021-04-13 2021-06-25 西安交通大学 移动式一体化双流程气冷反应堆系统及其工作方法

Also Published As

Publication number Publication date
US5754613A (en) 1998-05-19

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