JP2017067359A - Steam generation device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、太陽光を利用する蒸気発生装置に関する。 The present invention relates to a steam generator using sunlight.
近年、太陽光を集光して熱媒体を加熱することにより太陽熱エネルギーを回収する技術の実用化が進められている。当該技術に係る蒸気発生装置では、集光させた太陽光を利用して蒸気を発生させ、当該蒸気が様々な用途に用いられる。 In recent years, a technique for collecting solar thermal energy by concentrating sunlight and heating a heat medium has been put into practical use. In the steam generation apparatus according to the technology, steam is generated using concentrated sunlight, and the steam is used for various purposes.
一方、熱源である日射は、天候や時間帯等により変化する。そこで、特許文献1の太陽熱発電システムでは、蓄熱器とアキュムレータとが設けられ、日照量が少なく、集光器出口の温度が一定温度以下の場合には、液状の集熱媒体がアキュムレータに送られる。アキュムレータ内の圧力が一定の圧力以上になると、アキュムレータ内で発生する飽和蒸気が、蓄熱器を介して過熱蒸気とされてタービンへと送られる。また、日照量が増加し、集光器出口の温度が十分上昇すると、集熱媒体の蒸気が直接蓄熱器に送られ、さらにタービンへと送られる。このとき、蒸気の温度が蓄熱器の蓄熱温度よりも高い場合には、蓄熱器の蓄熱材に熱が供給される。
On the other hand, solar radiation, which is a heat source, varies depending on the weather, time zone, and the like. Therefore, in the solar thermal power generation system of
特許文献2の装置では、太陽光エネルギーにより吸熱器の蒸発管内の水が加熱され、汽水ドラムに蒸気として蓄えられる。蒸気は、発電用タービンへ供給されたり、蓄熱槽に蓄えられる。また、蓄熱槽から汽水ドラムへの蒸気流量を調節する蒸気流量調節弁が設けられ、吸熱器の起動時に汽水ドラムの温度勾配が一定となるように、蒸気流量調節弁が制御される。また、汽水ドラムの圧力が所定の圧力となると、汽水ドラムの圧力が所定値となるように、汽水ドラムから蓄熱槽または負荷側へと送出される蒸気の流量が制御される。
In the apparatus of
特許文献3では、汽水ドラムの蒸気圧力を検出してその設定値と比較し、汽水ドラムから負荷へ供給する蒸気流量を制御することにより、汽水ドラムの圧力を設定値に保つ圧力制御装置が開示されている。また、当該装置において、蒸気流量が増加中である場合に圧力設定値を上げ、蒸気流量が減少中である場合に圧力設定値を下げることにより、蒸気流量を安定化する手法も開示されている。特許文献3の装置においても、蓄熱器である圧力水タンクが負荷側に配置される。 Patent Document 3 discloses a pressure control device that detects the steam pressure of a brackish drum and compares it with a set value, and controls the flow rate of steam supplied from the brackish drum to a load, thereby maintaining the braided drum pressure at the set value. Has been. Also disclosed is a method for stabilizing the steam flow rate by increasing the pressure set value when the steam flow rate is increasing and decreasing the pressure set value when the steam flow rate is decreasing. . Also in the apparatus of Patent Document 3, a pressure water tank as a heat accumulator is arranged on the load side.
ところで、特許文献1ないし3の装置では、蓄熱を行うために、蓄熱器(蓄熱槽を含む。)が必須の構成要素となるため、蒸気発生装置の設計等に一定の制限が生じる。したがって、蓄熱器の省略が可能な新規な蓄熱手法が求められている。
By the way, in the apparatus of
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、新規な蓄熱手法を提供することを目的としている。 This invention is made | formed in view of the said subject, and aims at providing the novel thermal storage technique.
請求項1に記載の発明は、太陽光を利用する蒸気発生装置であって、集光させた太陽光により流体を加熱する太陽光集光装置と、前記流体の蒸気および液体を貯溜する気液ドラムと、前記太陽光集光装置と前記気液ドラムとの間にて前記流体を連続的に循環させるポンプと、前記気液ドラムと外部設備とを接続する蒸気供給路と、前記気液ドラムの内部圧力が、前記外部設備にて前記蒸気を使用するために設定された設定圧力未満である場合に、前記蒸気の前記蒸気供給路の通過を遮断し、前記内部圧力が前記設定圧力以上である場合に、前記蒸気供給路において部分的に流路面積が低減された絞り部に前記蒸気を通過させることにより、前記蒸気を前記外部設備に供給しつつ前記内部圧力を変動させる圧力調整部とを備える。
The invention according to
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の蒸気発生装置であって、前記内部圧力が前記設定圧力よりも高い上限圧力以上となる場合に、前記圧力調整部が、前記蒸気供給路において前記蒸気が通過する流路の面積を調整することにより、前記内部圧力をおよそ前記上限圧力に保つ。
Invention of
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の蒸気発生装置であって、前記圧力調整部が、前記蒸気供給路に設けられた圧力制御弁を備え、前記内部圧力が前記上限圧力以上となる場合に、前記圧力制御弁の開度が調整され、前記内部圧力が前記設定圧力以上、かつ、前記上限圧力未満である場合に、前記圧力制御弁が前記絞り部として機能する。
Invention of Claim 3 is a steam generator of
請求項4に記載の発明は、請求項1ないし3のいずれかに記載の蒸気発生装置であって、前記上限圧力が前記設定圧力の2倍以上である。
Invention of Claim 4 is a steam generator in any one of
請求項5に記載の発明は、請求項1ないし4のいずれかに記載の蒸気発生装置であって、前記蒸気供給路において、蒸気アキュムレータが設けられない。 A fifth aspect of the present invention is the steam generator according to any one of the first to fourth aspects, wherein no steam accumulator is provided in the steam supply path.
請求項6に記載の発明は、請求項1ないし5のいずれかに記載の蒸気発生装置であって、前記外部設備において、燃料により蒸気を発生させる補助ボイラが設けられている。 A sixth aspect of the present invention is the steam generator according to any one of the first to fifth aspects, wherein the external equipment is provided with an auxiliary boiler that generates steam with fuel.
本発明によれば、日射量が多い場合に蒸気を外部設備に供給しつつ気液ドラムにおいて蓄熱することができ、日射量が少ない場合にもある程度の期間、蒸気を外部設備に供給することができる。 According to the present invention, heat can be stored in the gas-liquid drum while supplying steam to the external equipment when the amount of solar radiation is large, and steam can be supplied to the external equipment for a certain period even when the amount of solar radiation is small. it can.
図1は、本発明の一の実施の形態に係る蒸気発生装置1の構成を示す図である。蒸気発生装置1は、太陽光を利用して蒸気を発生させる装置であり、他の熱媒体を用いることなく水の蒸気を直接生成する直接蒸気生成(Direct Steam Generation)方式の装置である。蒸気発生装置1は、例えば、海水の蒸気加熱により淡水を生成する海水淡水化プラント(造水プラント)に用いられる。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a
蒸気発生装置1は、太陽光集光装置2と、気液ドラム31と、ポンプ32と、蒸気供給路41と、圧力調整部42とを備える。気液ドラム31は、熱媒体である水の蒸気および液体を貯溜する汽水ドラムである。気液ドラム31には、太陽光集光装置2との間で水を循環させるための循環経路33が設けられる。ポンプ32は、循環経路33において気液ドラム31から太陽光集光装置2へと向かう部分に設けられる。ポンプ32が、気液ドラム31の下部に存在する液体の水を太陽光集光装置2へとおよそ一定の流量にて送液し、太陽光集光装置2を通過した水(例えば、水の蒸気)が気液ドラム31へと戻る。このように、ポンプ32は、気液ドラム31と太陽光集光装置2との間を接続する循環経路33に沿って水を連続的に循環させる。
The
循環経路33において、ポンプ32と太陽光集光装置2との間には、圧力センサ331、弁(逆止弁)332、弁333および温度センサ334が設けられる。圧力センサ331により、ポンプ32の送液による水の圧力が測定される。温度センサ334により、太陽光集光装置2に流入する直前の水の温度が測定される。例えば、循環経路33において、ポンプ32、圧力センサ331および逆止弁332の組合せを含む部分に対して、並列に配置された他の経路が設けられ、当該経路に上記組合せと同様の組合せが設けられてもよい。この場合、一方のポンプ32のメンテナンス時等において、他方のポンプ32を利用して蒸気発生装置1を継続して稼働させることが可能である(後述のポンプ521において同様)。
In the
気液ドラム31には、圧力センサ422と、レベルセンサ311とが設けられる。圧力センサ422は、圧力調整部42の一部であり、圧力センサ422により、気液ドラム31の内部圧力(蒸気の圧力)が測定される。レベルセンサ311により、気液ドラム31内の液面の位置が測定される。気液ドラム31の上部には、蒸気供給路41の一端が接続される。
The gas-
蒸気供給路41は、気液ドラム31と外部設備9とを接続する。蒸気発生装置1が海水淡水化プラントにて用いられる場合には、外部設備9は海水の加熱器等を含み、蒸気供給路41は、当該加熱器に接続される。外部設備9は、燃料により蒸気を発生させる補助ボイラ91を有し、補助ボイラ91からの蒸気を当該加熱器に供給することが可能である。外部設備9の制御部(図示省略)には、蒸気発生装置1における各センサの測定値等の情報が入力されており、当該情報に従って補助ボイラ91等が制御される。
The
蒸気供給路41には、気液ドラム31から外部設備9に向かって順に、圧力制御弁421、温度センサ411、圧力センサ412、流量センサ413が設けられる。温度センサ411、圧力センサ412および流量センサ413により、蒸気供給路41を流れる蒸気の温度、圧力および流量がそれぞれ測定される。圧力制御弁421は、圧力調整部42の一部である。圧力調整部42は、内部圧力制御部423をさらに有する。圧力調整部42では、圧力センサ422により取得される気液ドラム31の内部圧力の測定値が内部圧力制御部423に入力され、内部圧力制御部423により当該測定値に応じて圧力制御弁421が制御される。圧力調整部42における圧力制御弁421の制御の詳細については後述する。
In the
蒸気発生装置1は、給水タンク51と、給水路52と、給水流量制御部53とをさらに備える。給水タンク51は、給水用の水を貯溜する。給水路52は、給水タンク51を循環経路33に接続する。詳細には、給水路52の一端は給水タンク51に接続され、他端は循環経路33におけるポンプ32と太陽光集光装置2との間に接続される。給水路52の他端は、循環経路33における気液ドラム31とポンプ32との間、または、気液ドラム31自体に接続されてもよい。給水路52には、給水タンク51から循環経路33に向かって順に、ポンプ521、圧力センサ522、弁(逆止弁)523、温度センサ524、流量センサ525、流量制御弁526が設けられる。圧力センサ522により、ポンプ521の送液による水の圧力が測定される。温度センサ524および流量センサ525により、給水路52を流れる水の温度および流量がそれぞれ測定される。
The
給水流量制御部53には、流量センサ413およびレベルセンサ311から、蒸気供給路41を流れる蒸気の流量の測定値、および、気液ドラム31内の液面位置の測定値がそれぞれ入力される。給水流量制御部53では、これらの測定値に基づいて、気液ドラム31内の液面の位置が一定となるように、流量制御弁526が制御される。
A measured value of the flow rate of the steam flowing through the
図2は、太陽光集光装置2の構成を示す図である。太陽光集光装置2は、いわゆるフレネル型の集光装置であり、集光させた太陽光により水を加熱する。太陽光集光装置2は、多数のミラー21と、熱回収管22とを備える。熱回収管22の内部には、ポンプ32により気液ドラム31から送液された水が流れており、多数のミラー21が太陽光を熱回収管22に集光することにより、熱回収管22内の水が加熱される。熱回収管22を通過した水の温度は、温度センサ23により測定される。太陽光集光装置2にて加熱された水は、循環経路33を介して気液ドラム31に戻される。好ましい蒸気発生装置1では、複数の太陽光集光装置2が設けられており、複数の太陽光集光装置2により水が加熱される。太陽光集光装置2は、トラフ型、タワー型またはディッシュ型等の集光装置であってもよい。
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of the solar
図3は、蒸気発生装置1の蒸気発生処理における圧力調整部42の動作の流れを示す図である。圧力調整部42では、蒸気発生装置1の駆動中、図3の動作が常時行われる。以下、蒸気発生処理における圧力調整部42の動作について説明する。
FIG. 3 is a diagram showing a flow of operation of the
蒸気発生処理では、ポンプ32の駆動により、循環経路33に沿って水が連続的に循環している。既述のように、太陽光集光装置2を通過する水は、集光させた太陽光により加熱され、その後、気液ドラム31内に戻される。また、圧力調整部42の圧力センサ422では、気液ドラム31の内部圧力の測定値が、蒸気発生処理中に所定の時間間隔にて繰り返し取得される。
In the steam generation process, water is continuously circulated along the
例えば、日の出と同時に蒸気発生装置1の駆動が開始された直後では、気液ドラム31の内部圧力(の測定値)が、所定の設定圧力(例えば1.0MPa(メガパスカル))未満であることが確認され(ステップS11)、圧力制御弁421が閉状態とされる(ステップS12)。圧力制御弁421が既に閉状態である場合には、閉状態が維持される。ここで、設定圧力は、外部設備9にて蒸気を使用するために設定された圧力であり、気液ドラム31の内部圧力が設定圧力未満である場合には、気液ドラム31から外部設備9に蒸気は供給されない。外部設備9では、補助ボイラ91を利用して必要な量の蒸気が生成される。これにより、蒸気発生装置1からの蒸気の供給流量が0である間における外部設備9の稼働が可能となる。なお、蒸気供給路41には逆止弁(図示省略)が設けられており、補助ボイラ91からの蒸気が蒸気供給路41を逆流することはない。
For example, immediately after the driving of the
蒸気発生装置1では、太陽光集光装置2による加熱により循環経路33を循環する水の温度が漸次上昇し、気液ドラム31の内部圧力も増大する。内部圧力が設定圧力以上となると(ステップS11)、続いて、内部圧力が、設定圧力よりも高い所定の上限圧力(例えば2.2MPa)未満であることが確認される(ステップS13)。上限圧力の詳細については後述する。さらに、圧力制御弁421の開度が、所定の設定開度以下であることが確認されると(ステップS14)、圧力制御弁421が当該設定開度とされる(ステップS15)。ここでは、圧力制御弁421の開度が0%(閉状態)であり、後述するように設定開度は0%よりも大きいため、圧力制御弁421がゆっくりと開かれて設定開度となる。圧力制御弁421が既に設定開度である場合には、設定開度が維持される。
In the
圧力制御弁421の設定開度は、0%よりも大きく、かつ、100%よりも十分に小さい任意の開度である。設定開度は、好ましくは、50%以下の開度であり、より好ましくは、調整可能な最小の開度である。設定開度となっている圧力制御弁421は、蒸気供給路41において部分的に流路面積が低減された絞り部と捉えることができる。圧力制御弁421が設定開度の状態では、気液ドラム31内の蒸気(飽和蒸気)が蒸気供給路41を介して外部設備9に比較的少ない供給流量にて供給される。外部設備9では、補助ボイラ91を利用して、外部設備9において不足する蒸気が補充される。また、蒸気供給路41を流れる蒸気の流量が大きく制限されていることにより、気液ドラム31の内部圧力は、日射量(直達日射量)に依存して変動する。
The set opening degree of the
気液ドラム31の内部圧力が上限圧力以上となると(ステップS11,S13)、圧力調整部42では、内部圧力がおよそ上限圧力に保たれるように圧力制御弁421の開度が調整される。すなわち、内部圧力の定圧制御が行われる(ステップS16)。定圧制御では、圧力センサ422の測定値に基づいて蒸気供給路41において蒸気が通過する流路の面積が調整される。例えば、内部圧力が上限圧力よりもある程度大きい場合には、圧力制御弁421の開度がゆっくりと上げられる。なお、定圧制御では、圧力制御弁421の開度は、設定開度以上の範囲内で調整される。
When the internal pressure of the gas-
ここで、上限圧力は、例えば気液ドラム31の仕様として定められている最高使用圧力、または、最高使用圧力よりも僅かに低い圧力である。したがって、気液ドラム31がおよそ上限圧力に制御されることにより、気液ドラム31が損傷することはない。気液ドラム31の内部圧力が上限圧力に到達することにより、気液ドラム31において上限圧力と設定圧力との差に相当する量の蓄熱が実質的に完了する。蒸気発生装置1では、圧力制御弁421の開度を大きくするに従って、外部設備9への蒸気の供給流量も漸次増大する。このとき、外部設備9において一定量の蒸気を利用する場合には、補助ボイラ91にて生成する蒸気の量が漸次低減される。
Here, the upper limit pressure is, for example, the maximum use pressure defined as the specification of the gas-
定圧制御において、例えば、気液ドラム31の内部圧力が設定圧力以上、かつ、上限圧力未満となる場合には(ステップS11,S13)、圧力制御弁421の開度が、設定開度よりも大きいことが確認された後(ステップS14)、内部圧力がおよそ上限圧力に保たれるように圧力制御弁421の開度が下げられる。すなわち、上記と同様に、内部圧力の定圧制御が行われる(ステップS16)。
In the constant pressure control, for example, when the internal pressure of the gas-
例えば、太陽光が雲等により遮られ、日射量が少なくなると、気液ドラム31の内部圧力が継続的に設定圧力以上、かつ、上限圧力未満となる(ステップS11,S13)。この場合も、圧力制御弁421の開度が、設定開度よりも大きい間は(ステップS14)、内部圧力の定圧制御として、圧力制御弁421の開度が設定開度以上の範囲内で下げられる(ステップS16)。したがって、日射量が少ない状態においても、気液ドラム31の内部圧力は、暫くの間、上限圧力近傍にて保たれる。また、蒸気発生装置1から外部設備9への蒸気の供給は継続される。もちろん、圧力制御弁421の開度を小さくするに従って、外部設備9への蒸気の供給流量は漸次減少する。このとき、外部設備9において一定量の蒸気を利用する場合には、補助ボイラ91にて生成する蒸気の量が漸次増大される。
For example, when sunlight is blocked by clouds or the like and the amount of solar radiation decreases, the internal pressure of the gas-
日射量が少ない状態が長くなると、気液ドラム31の内部圧力は、上限圧力近傍から設定圧力に向かって漸次減少する(ステップS11,S13)。定圧制御として圧力制御弁421の開度が設定開度まで下げられた場合には(ステップS14)、圧力制御弁421が設定開度にて維持される(ステップS15)。日射量が少ない状態がさらに続くことにより、気液ドラム31の内部圧力は、設定圧力近傍まで漸次減少する。圧力調整部42では、この期間においても、圧力制御弁421が設定開度にて維持されるため、比較的少ない供給流量ではあるが、外部設備9への蒸気の供給が継続される。
When the amount of solar radiation is small, the internal pressure of the gas-
そして、内部圧力が設定圧力未満となると(ステップS11)、圧力制御弁421がゆっくりと閉じられて、閉状態となる(ステップS12)。これにより、蒸気発生装置1から外部設備9への蒸気の供給流量が0となる。蒸気発生装置1では、気液ドラム31の内部圧力が上限圧力まで到達していた場合(すなわち、上限圧力に対応する温度の水が気液ドラム31にて貯溜されていた場合)、日射量がほとんど無い状態となっても、気液ドラム31における蓄熱により蒸気の供給を、例えば10分程度継続することが可能である。したがって、この間に、補助ボイラ91の出力を漸次増大させることにより、蒸気の供給流量が0となる際に、外部設備9において必要な量の蒸気を確保することが可能である。なお、蒸気発生装置1では、日没により日射量が無くなると、ポンプ32の駆動が停止され、蒸気発生処理が終了する。
When the internal pressure becomes less than the set pressure (step S11), the
蒸気発生装置1の一例において、気液ドラム31の容量が2.5m3、外部設備9への供給圧力が0.8MPa(絶対圧である。以下同様。)、ステップS11における気液ドラム31の設定圧力が1.1MPa、ステップS13における気液ドラム31の上限圧力が2.3MPaであるとする。圧力制御弁421の開度が100%である場合、Cv値が5となり、気液ドラム31の内部圧力が2.3MPaであるときには、蒸気の供給流量が1.3ton/h(毎時1.3トン)となる。なお、圧力制御弁421のレンジアビリティは30:1である。ステップS15における圧力制御弁421の設定開度は、30%であり、このとき、イコールパーセント特性によりCv値は0.5となる。圧力制御弁421の開度が30%である場合に、内部圧力が1.1MPaであるときには、蒸気の供給流量は50kg/hとなり、内部圧力が2.3MPaであるときには、蒸気の供給流量は110kg/hとなる。既述のように、内部圧力が2.3MPa以上になると、ステップS16における定圧制御により、圧力制御弁421の開度が増加する。気液ドラム31自体を蒸気アキュムレータとして捉えると、初圧2.3MPa、終圧1.1MPaで65kg/m3の蒸気を発生するため、163kg(=65×2.5)の蓄熱量となり、1ton/hの供給流量であっても、蒸気の供給を約10分継続することが可能である。
In an example of the
以上に説明したように、蒸気発生装置1の圧力調整部42では、気液ドラム31の内部圧力が設定圧力未満である場合に、蒸気の蒸気供給路41の通過が遮断される。一方、内部圧力が設定圧力以上である場合には、蒸気供給路41において部分的に流路面積が低減された絞り部に当該蒸気を通過させることにより、蒸気を外部設備9に供給しつつ内部圧力を変動させる。これにより、蒸気発生装置1では、日射量が多い場合に蒸気を外部設備9に供給しつつ、気液ドラム31の内部圧力を短時間に設定圧力よりも高くして、実質的に蓄熱することが可能となる。また、日射量が少ない場合にも、ある程度の期間、蒸気を外部設備9に継続して供給することができる。その結果、蒸気発生装置1では、簡易な構造により、日射量の変化による蒸気の供給流量の急激な変動(主として低下)を防止する、すなわち、外部設備9への蒸気の供給流量を緩やかに変化させることができる。
As described above, in the
また、気液ドラム31の内部圧力が上限圧力以上となる場合に、圧力調整部42により、内部圧力がおよそ上限圧力に保たれる。これにより、日射量が十分にある場合に、余剰となる熱を気液ドラム31にて継続して蓄熱しつつ、蒸気を比較的高い供給流量にて外部設備9に供給することができる。また、上限圧力が設定圧力の2倍以上であることにより、気液ドラム31の内部圧力の制御範囲を大きくして、気液ドラム31にて蓄熱可能な熱量を大きくすることができる。
Further, when the internal pressure of the gas-
既述のように、蒸気発生装置1では、設定圧力よりも高圧となる気液ドラム31において蓄熱されるため、蒸気供給路41において蒸気アキュムレータが設けられない。このように、気液ドラム31が蒸気アキュムレータの機能を兼ねることにより、蒸気発生装置1の構成を簡素化しつつ、少ない高温水により効率よく蓄熱することができる。なお、蒸気発生装置1の設計によっては、蒸気供給路41において蒸気アキュムレータが補助的に設けられてもよい。
As described above, in the
ところで、外部設備9において、燃料により蒸気を発生させる補助ボイラ91が設けられるが、補助ボイラ91では、蒸気の発生量を急激に変化させることは困難である。しかしながら、蒸気発生装置1では、既述のように外部設備9への蒸気の供給流量を緩やかに変化させることができるため、外部設備9において、蒸気発生装置1および補助ボイラ91による一定量の蒸気を安定して利用することができる。
By the way, although the external boiler 9 is provided with an
上記蒸気発生装置1では様々な変形が可能である。
The
上記実施の形態では、設定開度に調整された圧力制御弁421が、蒸気供給路41における絞り部として機能することにより、圧力調整部42が簡単な構成にて実現されるが、上記絞り部は、圧力制御弁421以外の構成により実現されてもよい。例えば、蒸気供給路41の一部において並列する2つの流路が設けられ、一方の流路において部分的に流路面積が低減された管部材が絞り部として設けられ、他方の流路に上限圧力の定圧弁(減圧弁)が設けられる。当該2つの流路は切替弁を介して気液ドラム31に接続され、気液ドラム31の内部圧力に応じて2つの流路を選択的に切り替えることにより、絞り部に蒸気を通過させること、および、内部圧力をおよそ上限圧力に保つことが実現される。
In the above-described embodiment, the
例えば、気液ドラム31において取り得る内部圧力が、気液ドラム31の最高使用圧力よりも低い場合等には、定圧制御が省略されてもよい。すなわち、気液ドラム31の内部圧力が設定圧力未満である場合に、蒸気の蒸気供給路41の通過を遮断し、内部圧力が設定圧力以上である場合に、蒸気供給路41の絞り部に蒸気を通過させて内部圧力を変動させる制御のみが、圧力調整部42において行われてもよい。
For example, when the internal pressure that can be taken in the gas-
上記実施の形態では、気液ドラム31において水が貯溜されるが、例えば、アンモニア等の他の流体が気液ドラム31において貯溜されてもよい。
In the above embodiment, water is stored in the gas-
太陽光を利用する蒸気発生装置1は、海水淡水化(造水)以外に、製塩や酒造等の様々な用途に利用することが可能である。蒸気発生装置1は、ボイラを有する様々な設備に追加することが可能であり、これにより、当該ボイラ(補助ボイラ)にて消費される燃料を削減することができる。もちろん、蒸気発生装置1が発電に利用されてもよい。
The
上記実施の形態および各変形例における構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わされてよい。 The configurations in the above-described embodiments and modifications may be combined as appropriate as long as they do not contradict each other.
1 蒸気発生装置
2 太陽光集光装置
9 外部設備
31 気液ドラム
32 ポンプ
41 蒸気供給路
42 圧力調整部
91 補助ボイラ
421 圧力制御弁
DESCRIPTION OF
Claims (6)
集光させた太陽光により流体を加熱する太陽光集光装置と、
前記流体の蒸気および液体を貯溜する気液ドラムと、
前記太陽光集光装置と前記気液ドラムとの間にて前記流体を連続的に循環させるポンプと、
前記気液ドラムと外部設備とを接続する蒸気供給路と、
前記気液ドラムの内部圧力が、前記外部設備にて前記蒸気を使用するために設定された設定圧力未満である場合に、前記蒸気の前記蒸気供給路の通過を遮断し、前記内部圧力が前記設定圧力以上である場合に、前記蒸気供給路において部分的に流路面積が低減された絞り部に前記蒸気を通過させることにより、前記蒸気を前記外部設備に供給しつつ前記内部圧力を変動させる圧力調整部と、
を備えることを特徴とする蒸気発生装置。 A steam generator using sunlight,
A solar concentrator that heats the fluid with the concentrated sunlight;
A gas-liquid drum for storing the vapor and liquid of the fluid;
A pump for continuously circulating the fluid between the solar light collecting device and the gas-liquid drum;
A steam supply path connecting the gas-liquid drum and external equipment;
When the internal pressure of the gas-liquid drum is less than a set pressure set for using the steam in the external equipment, the steam is blocked from passing through the steam supply path, and the internal pressure is When the pressure is equal to or higher than a set pressure, the internal pressure is changed while supplying the steam to the external equipment by passing the steam through a constricted portion in which the flow area is partially reduced in the steam supply path. A pressure adjustment unit;
A steam generator characterized by comprising:
前記内部圧力が前記設定圧力よりも高い上限圧力以上となる場合に、前記圧力調整部が、前記蒸気供給路において前記蒸気が通過する流路の面積を調整することにより、前記内部圧力をおよそ前記上限圧力に保つことを特徴とする蒸気発生装置。 The steam generator according to claim 1,
When the internal pressure is equal to or higher than the upper limit pressure higher than the set pressure, the pressure adjusting unit adjusts the area of the flow path through which the steam passes in the steam supply path, so that the internal pressure is approximately A steam generator characterized by maintaining an upper limit pressure.
前記圧力調整部が、前記蒸気供給路に設けられた圧力制御弁を備え、
前記内部圧力が前記上限圧力以上となる場合に、前記圧力制御弁の開度が調整され、
前記内部圧力が前記設定圧力以上、かつ、前記上限圧力未満である場合に、前記圧力制御弁が前記絞り部として機能することを特徴とする蒸気発生装置。 The steam generator according to claim 2,
The pressure adjusting unit includes a pressure control valve provided in the steam supply path;
When the internal pressure is equal to or higher than the upper limit pressure, the opening of the pressure control valve is adjusted,
The steam generator, wherein the pressure control valve functions as the throttle portion when the internal pressure is equal to or higher than the set pressure and lower than the upper limit pressure.
前記上限圧力が前記設定圧力の2倍以上であることを特徴とする蒸気発生装置。 The steam generator according to any one of claims 1 to 3,
The steam generating device, wherein the upper limit pressure is twice or more the set pressure.
前記蒸気供給路において、蒸気アキュムレータが設けられないことを特徴とする蒸気発生装置。 The steam generator according to any one of claims 1 to 4,
The steam generator is characterized in that no steam accumulator is provided in the steam supply path.
前記外部設備において、燃料により蒸気を発生させる補助ボイラが設けられていることを特徴とする蒸気発生装置。 The steam generator according to any one of claims 1 to 5,
In the external equipment, an auxiliary boiler for generating steam with fuel is provided.
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