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公開番号2024113773
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-08-23
出願番号2023018947
出願日2023-02-10
発明の名称蓄熱システム
出願人富士電機株式会社
代理人インフォート弁理士法人,個人,個人,個人,個人
主分類F28D 21/00 20060101AFI20240816BHJP(熱交換一般)
要約【課題】エネルギー効率を向上すること。
【解決手段】蓄熱システム(10)は、蒸気を生成するボイラ(11)と、ボイラにて生成した蒸気が供給される蒸気タービン(31)と、蒸気タービンから排出される蒸気を復水する復水器(32)と、復水器で蒸気から生成された復水をボイラに向かって送出するボイラ給水ポンプ(33)と、ボイラからの蒸気と蓄熱材(HS)との間で熱交換を行う熱交換器(12)と、熱交換器と接続されて蓄熱材を収容する高温蓄熱槽(18)及び低温蓄熱槽(19)とを備えている。ボイラ給水ポンプとボイラとの間にはエジェクタ(37)が設けられる。エジェクタの駆動側には、ボイラ給水ポンプから送出される復水が供給される。エジェクタの吸引側には、熱交換器から排出される蒸気が供給される。エジェクタの吐出側には、ボイラの入口側が接続される。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
蒸気を生成する蒸気生成器と、
前記蒸気生成器にて生成した蒸気が供給される蒸気タービンと、
前記蒸気タービンから排出される蒸気を復水する復水器と、
前記復水器で蒸気から生成された復水を前記蒸気生成器に向かって送出する給水ポンプと、
前記蒸気生成器によって生成した蒸気と蓄熱材との間で熱交換を行う熱交換器と、
前記熱交換器と接続されて蓄熱材を収容する高温蓄熱槽及び低温蓄熱槽とを備え、
蓄熱運転モードにて、前記蒸気生成器で生成される蒸気が前記蒸気タービン及び前記熱交換器に分配され、該熱交換器を介して前記低温蓄熱槽から前記高温蓄熱槽に送出される蓄熱材が蒸気によって加熱され、
放熱運転モードにて、前記復水器で生成された復水が前記蒸気生成器及び前記熱交換器に分配され、該熱交換器を介して前記高温蓄熱槽から前記低温蓄熱槽に送出される蓄熱材から復水に放熱される蓄熱システムであって、
前記給水ポンプと前記蒸気生成器との間に設けられるエジェクタを更に備え、
前記エジェクタの駆動側には、前記給水ポンプから送出される復水が供給され、
前記エジェクタの吸引側には、前記熱交換器から排出される蒸気が供給され、
前記エジェクタの吐出側には、前記蒸気生成器の入口側が接続されることを特徴とする蓄熱システム。
続きを表示（約 460 文字）【請求項２】
前記給水ポンプ及び前記エジェクタの駆動側の間と、前記エジェクタの吐出側及び前記蒸気生成器の入口の間とを接続するバイパス管が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の蓄熱システム。
【請求項３】
前記エジェクタの吐出側及び前記蒸気生成器の入口の間に補助熱交換器が設けられ、
前記補助熱交換器は、前記給水ポンプから送出されて前記エジェクタに供給される前の復水と、前記エジェクタから前記蒸気生成器への吐出流との間で熱交換を行うことを特徴とする請求項１に記載の蓄熱システム。
【請求項４】
前記エジェクタの吐出側及び前記蒸気生成器の入口の間に補助復水器が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の蓄熱システム。
【請求項５】
前記放熱運転モードにて、前記熱交換器にて前記復水器で生成された復水が蓄熱材で加熱されて蒸気が生成され、該蒸気が前記蒸気タービンに供給されることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の蓄熱システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄熱材を用いた蓄熱システムに関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１に開示されるシステムは、作業流体を熱交換器の中を通って循環させるための作業流体回路、及び蓄熱媒体を循環させるための蓄熱媒体回路を有している。蓄熱媒体回路は、熱交換器を介して接続される高温貯蔵タンク及び低温貯蔵タンクを有している。作業流体は熱交換器の中を通るときに、低温貯蔵タンクから高温貯蔵タンクに送り出される蓄熱媒体の中に熱を放出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１３－１５２０７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のシステムは、熱交換器にて作業流体から蓄熱媒体の中に熱を放出するときに、蓄熱媒体の流量を低くする必要があることから、作業流体の熱エネルギーを蓄熱媒体に十分に伝達できなくなる。このため、作業流体が高温の状態で熱交換器から出るようになり、エネルギー効率が低くなる、という問題がある。
【０００５】
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、エネルギー効率を向上することができる蓄熱システムを提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明における一態様の蓄熱システムは、蒸気を生成する蒸気生成器と、前記蒸気生成器にて生成した蒸気が供給される蒸気タービンと、前記蒸気タービンから排出される蒸気を復水する復水器と、前記復水器で蒸気から生成された復水を前記蒸気生成器に向かって送出する給水ポンプと、前記蒸気生成器によって生成した蒸気と蓄熱材との間で熱交換を行う熱交換器と、前記熱交換器と接続されて蓄熱材を収容する高温蓄熱槽及び低温蓄熱槽とを備え、蓄熱運転モードにて、前記蒸気生成器で生成される蒸気が前記蒸気タービン及び前記熱交換器に分配され、該熱交換器を介して前記低温蓄熱槽から前記高温蓄熱槽に送出される蓄熱材が蒸気によって加熱され、放熱運転モードにて、前記復水器で生成された復水が前記蒸気生成器及び前記熱交換器に分配され、該熱交換器を介して前記高温蓄熱槽から前記低温蓄熱槽に送出される蓄熱材から復水に放熱される蓄熱システムであって、前記給水ポンプと前記蒸気生成器との間に設けられるエジェクタを更に備え、前記エジェクタの駆動側には、前記給水ポンプから送出される復水が供給され、前記エジェクタの吸引側には、前記熱交換器から排出される蒸気が供給され、前記エジェクタの吐出側には、前記蒸気生成器の入口側が接続されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、運転条件によって熱交換器から過熱蒸気や飽和蒸気が流出しても、エジェクタにて吸引してボイラに供給することができる。これにより、熱交換器から流出した過熱蒸気や飽和蒸気を廃棄せずにボイラに戻すことができ、エネルギー効率の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
第１の実施の形態に係る蓄熱システムの概略構成図である。
放熱運転モードの蓄熱システムを示す図１と同様の構成図である。
熱量に対する温度変化を示すグラフである。
第２の実施の形態に係る蓄熱システムの概略構成図である。
放熱運転モードの蓄熱システムを示す図４と同様の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の一実施の形態に係る蓄熱システムについて、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、実施の形態に係る蓄熱システムの概略構成図である。図１に示すように、蓄熱システム１０は、例えば、火力発電システムに用いられる。蓄熱システム１０は、蒸気を生成するボイラ（蒸気生成器）１１と、ボイラ１１から蒸気が供給される熱交換器１２とを備えている。
【００１０】
ボイラ１１は、熱源を介して水を加熱して過熱蒸気を生成する。特に限定されるものでないが、ボイラ１１の熱源は火力発電用の燃料の燃焼熱を発生するものであり、前記燃料としては、石炭・石油・天然ガス等の化石燃料、各種バイオマス燃料、水素燃料、アンモニア燃料等を使用することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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