JPS63243607A - 復水器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、金属水素化物の吸熱２発熱反応を利用し、
無公害で熱効率の高い復水器に関するものである。

〔従来の技術〕

第７図は従来の復水器の一例を示す概略系統図である。

この図において、１はタービン、３は給水タンク、５は
ボイラ、６は高圧蒸気配管、７は低圧蒸気配管、８は復
水された水を給水タンク３へ配水する復水配管、９は予
熱前の水の給水配管、１ｏは予熱された水の給水配管、
２４は冷水、２５は加熱水、２６は復水器、２７は加熱
器である。

このように、復水器２６はタービン１から出た低・圧の
蒸気を冷水２４または大量の空気で冷却し、タービン１
の背圧を低くシ、復水させる装置で、蒸気のもつ熱を冷
水２４が奪い復水させている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、従来の復水器２６においては、タービン
１から排出された低圧の蒸気を冷却するため大量の冷水
２４を使用している。このため、冷水２４が蒸気により
加熱され、温水となって排出することにより、蒸気の保
有する熱が利用されずに外部へ放出するので熱損失とな
り、熱効率を下げ、かつ熱公害が発生している。また、
空気を使用した復水器（図示せず）は極めて大型の機器
となっていると共に冷水使用の場合と同様の問題があっ
た。

この発明は、上記の問題点を解決するためになされたも
ので、冷水や空気を使用しなくても蒸気を冷却して復水
し、かつ給水用の水を加熱する金属水素化物の反応を利
用した復水器を得ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る復水器は、蒸気タービンから排出された
蒸気を冷却させろためには水素を放出させる。と同時に
、ボイラへ供給する水を加熱するためには上記放出水素
を吸蔵させる金属水素化物を内蔵した多孔性の管で管モ
ジュールを構成し、コノ管モジュールの多数個を備えた
熱アセンブリを少なくとも一対以上設け、対をなす熱ア
センブリにそれぞれ吸熱反応と放熱反応とを交互に行わ
せるため各対ごとの熱アセンブリ間を連結して水素を流
通させる配管部を設けるとともに、各対の熱アセンブリ
のいずれか一方の熱アセンブリ内の水素を他方の熱アセ
ンブリ内へ移送せしめる手段を設けたものである。

〔作用〕

この発明においては、タービン出口に既に水素を吸蔵し
ている金属水素化物を置き、水素ポンプにより減圧にす
ることにより水素を放出させ周囲を１令却させる。この
ため、タービン出口からの蒸気は冷却され復水させられ
ると同時に蒸気圧を下げる。すなわち、冷却水を使わず
に冷却することができる。一方、この発明の熱アセンブ
リ　（復水器の作用をなす）で放出させた水素は同じ構
造を持つもう１つの熱アセンブリ　（給水予熱器の作用
をなす）において吸蔵され放熱し加熱する。

〔実施例〕

第１図はこの発明の一実施例を示す概略構成図で、第７
図と同一符号は同一部分を示し、２は第１の熱アセンブ
リ、４は第２の熱アセンブリ、１１は前記第１の熱アセ
ンブリ２内に設けた管モジュール、１２は水素配管、１
３は水素移送用ポンプ゛、１４は第２の熱アセンブリ４
内に設けた管モジュールで、第１の熱アセンブリ２がタ
ービン１からの蒸気を冷却するための復水運転をしてい
るときは、第２の熱アセンブリ４がボイラ５へ供給する
ための給水の加熱運転を行っており、復水運転と加熱運
転とは交互に行われる。また、各管モジュール１１，１
４ば蒸気を冷却したり、給水加熱したりするため金属水
素化物が内蔵されている３、一般に金属は水素を吸蔵し
熱を放出する。また、既に水素を吸蔵している金属（こ
れを金属水素化物と呼ぶ）は水素を放出する際、周囲か
ら熱を吸収する。したがって、金属に水素を吸蔵したり
、放出させたりすることによって加熱したり、冷却する
ことが可能である。

上記のように構成された復水器は、バッチシステムであ
り、冷却する本来の作用をなす復水器の部分と給水を加
熱する作用をさせながら回復過程となる部分が一対とな
って動作を行う。これが数対組み合わせられて辻続的な
復水器の作用をなしている。

金属水素化物の平衡は、圧力と温度に依存し、極めて広
い温度範囲で上記の作用をなす。したがって、冷水２４
の温度により伝熱面積が決められた従来のものに比べ、
低温で動作する金属水素化物を選ぶことができ、小型化
することが可能である。

この発明の構成は、数対の熱アセンブリ２，４（例えば
３対６個を考える）と、これらが連動して動作する制御
機構からなる。

第２図（ａ）は熱アセンブリの主要部の構成を示す側断
面図、第２図（ｂ）は、第２図（ａ）の形状を示す斜視
図、第３図は熱アセンブリの単体の形状を示す斜視図で
ある。

これらの図において、第１図と同一符号は同一部分を示
し、１９は金属水素化物で、水素を吸蔵することにより
放熱し、水素を放出ずろことにより吸熱する。２０は多
孔性の管で、金属水素化物１９が内蔵されている、２１
は伝熱フィン、２２は水素ガス配管系、２３は支持体で
ある。なお、第２の熱アセンブリ４も上記と同一の＋１
ｖＪ成である。

まず、第１の熱アセンブリ２は第２図（ａ）に示すよう
に、蒸気が通過する場合には自らが吸熱する金属水素化
物１９が内蔵されている管モジュール１１が多数配置さ
れている。これらの官モジュール１１の中には水素が反
応し易いように多孔性の管２ｏが入っており、全て水素
配管１２につながっている。また、金属水素化物１９お
上び水素は密封されていて水蒸気と接触することはない
。

しかし、水蒸気と金属水化物１９とが伝熱的に密に接触
するため、伝熱フィン２１を設けている。。

これを第２図（ｂ）の斜視図に示す。内蔵した１個の第
１の熱アセンブリ２を第３図に示す。第２の熱アセンブ
リ４も同様な構成である。ボイラへの給水が通過する場
合には、管モジュール１１の中の金属水素化物は水素を
吸蔵して発熱し、冷水を加熱するこれらの各熱アセンブ
リ２，４が一対となって復水器の作用と給水の予熱作用
を行う。この動作は全てバルブの開閉によって行われろ
。

第４図はこの発明の復水器の運転系統を示すブロック図
で、第１図と同一符号は同一部分を示し、１５は前記タ
ービン１からの蒸気を分配する蒸気分配弁、１６は給水
ポンプ、１７は開閉バルブ、１８ば水素ガスを移送せし
める手段としての開閉バルブである。なお、第４図にお
いて、開はバルブ１７，１８を開いた状態を示し、閉は
バルブ１７゜１８を閉めた状態を示す。

タービン１からの蒸気は蒸気分配弁１５を通って第１の
熱アセンブリ２に入る。ここで金属水素化物１９の入っ
ている管モジュール１１に接触して熱を奪われ液化して
復水する。この水が給水タンク３に貯わえられ、給水ポ
ンプ１６を通して予熱のために第２の熱アセンブリ４に
入る。このとき、第２の熱アセンブリ４の中の管モジュ
ール１４は水素を吸蔵して発熱しており、給水は加熱さ
れ、ボイラ５へ供給される。

しかし、時間の経過とともに第１の熱アセンブリ２の中
にある金属水素化物１９の水素はなくなり、第２の熱ア
センブリ４の金属水素化物１９は水素を一杯に吸蔵し、
作用しなくなる。それゆえ、第５図（ａ）に示すように
、第１の熱アセンブリ２と第２の熱アセンブリ４とで数
対の熱アセンブリを循環させて運転する必要がある。第
５図（、）では３対の熱アセンブリ２Ａと４Ａ、２Ｂと
４Ｂ。

２Ｃと４Ｃの場合を示す。第５図（ｂ）にはこの場合の
運転モードを示す。６モードで再び当初に戻る。図中の
は冷却、マは予冷、Ｏは加熱、・は予熱、無印は放置の
運転動作を示す。熱アセンブＩＪ　２　Ａは冷却、放置
、予熱、加熱、放置、予冷と運転モ・−ドを繰り返す。

他の熱アセンブリ２Ｂ。

２Ｇ、ｄＡ、４Ｂ、ｄｃも少しずつフェースをずらして
同じ運転モードを繰り返す。

こ゛の発明の復水器は全体として第６図に示す斜視図の
ような形状をなしている。

この発明の特徴を以下に述べる。

１、復水器に必要であった冷水や大呈の空気を全く必要
としない。

２、給水の予熱のための熱源が不要である。

３、水素ガスの移動とバルブ操作のみで、連続運転が可
能である。

４、金属水素化物および水素は完全な閉サイクル運転の
ため、消耗は原理的にない、。

５、多少高価になるが、サイクル数を多くすれば稼働率
が上り、コスト高にはつながらない。

６、加熱、冷却と熱サイクルの繰返しによる熱応力の問
題はあるが、温度差は高々１００℃程度で大きな障害と
ならない。

７、上記第１．の理由２ζよりプラント立地条件が緩和
される。

８、また、第１．の理由により、熱公害の問題も緩和さ
れる。

９、第１．と第２．の理由により、ゴラントの熱効率が
向上する。

笠の優れた特徴をもっている、。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明は、蒸気タービンから排
出されたＭ気を冷却させろためには水素を放出し、ボイ
ラへ供給する水を加熱するためにｔｉｔ水素を吸蔵させ
ろ金属水素化物を内蔵した多孔性の管で管モジュールを
構成し、この管モジュールの多数個を備えた熱アセンブ
リを少なくとも−対以上設け、対をなす熱アセンブリに
それぞれ吸ハ反応と１：Ｉｉ熱反応とを交互に行オ）せ
るため各対ごとの熱アセンブリ間を連結して水素を流通
させる配管部を設けろとともに、各対の熱アセンブリの
いずれか一方の熱アセンブリ内の水素を他方の熱アセン
ブリ内へ移送せしめる手段を設けたので、従来不可能で
あったターピノ効率の向上と熱利用効率の向上が同時に
実現できろとともに、冷却用水や大量の空気が原理的に
不要となり、プラント立地の大きな制限を取り除き、さ
らに熱公害の問題も解決できる等の利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す概略構成図、第２図
（ａ）は熱アセンブリの主要部の構成を示す側断面図、
第２図（ｂ）は熱アセンブリの形状を示す斜視図、第３
図は熱アセンブリの単体の形状を示す斜視図、第４図は
この発明の復水器の運転系統を示すプロ・ツク図、第５
図（ａ）、（ｂ）はいずれもこの発明の復水器の循環運
転モードを示す図、第６図はこの発明の復水器の外観を
示す斜視図、第７図は従来の復水器の一例を示す概略系
統図である。 図中、１はタービン、２は第１の熱アセンブリ、３は給
水タンク、４は第２の熱アセンブリ、５ばボイラ、６は
高圧蒸気配管、７ば低圧蒸気配管、８は復水配管、９，
１０は給水配管、１１，１４は管モジュール、１２は水
素配管、１３は水素移送用ポンプ、１５は蒸気分配弁、
１６は給水ポンプ、１７は開閉バルブ、１日は水素ガス
開閉バルブ、１９は金属水素化物、２０は多孔性の管で
ある。 第１図 第２図　（ａ） 第２図（ｂ） 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 蒸気タービンから排出された蒸気を冷却させるためには
   水素を放出し、ボイラへ供給する水を加熱するためには
   水素を吸蔵させる金属水素化物を内蔵した多孔性の管で
   管モジュールを構成し、この管モジュールの多数個を備
   えた熱アセンブリを少なくとも一対以上設け、前記対を
   なす熱アセンブリにそれぞれ吸熱反応と放熱反応とを交
   互に行わせるため前記各対ごとの熱アセンブリ間を連結
   して水素を流通させる配管部を設けるとともに、前記各
   対の熱アセンブリのいずれか一方の熱アセンブリ内の水
   素を他方の熱アセンブリ内へ移送せしめる手段を設けた
   ことを特徴とする復水器。