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公開番号2025040008
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-24
出願番号2023146639
出願日2023-09-11
発明の名称冷熱ORC発電装置及びその運転方法
出願人三菱重工業株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類F01K 25/10 20060101AFI20250314BHJP(機械または機関一般;機関設備一般;蒸気機関)
要約【課題】沸点が異なる複数の液化冷媒を気化して発電する設備を経済的に実現できる冷熱ORC発電装置を提供する。
【解決手段】冷熱ORC発電装置1は、有機流体とされたプロパンが循環する1つの循環流路と、液化プロパンを輸送する循環ポンプ5と、循環ポンプ5から導かれたプロパンを蒸発させる蒸発器7と、蒸発器7から導かれたプロパンによって動作するタービン9と、タービン9によって駆動されて発電する発電機10と、タービン9から導かれたプロパンと液化アンモニアとを熱交換させて液化アンモニアを気化する第1気化器3aと、第1気化器3aの下流側に設けられ、プロパンとLNGとを熱交換させてLNGを気化する第2気化器3bと、第2気化器3bの下流側に設けられ、プロパンと液化水素とを熱交換させて液化水素を気化する第3気化器3cと、を備えている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
有機流体とされた作動流体が循環する１つの循環流路と、
前記循環流路に設けられ、液化された作動流体を輸送する液体ポンプと、
前記循環流路に設けられ、前記液体ポンプから導かれた作動流体を温熱源と熱交換させて蒸発させる蒸発器と、
前記循環流路に設けられ、前記蒸発器から導かれた作動流体によって動作するタービンと、
前記タービンによって駆動されて発電する発電機と、
前記循環流路に設けられ、前記タービンから導かれた作動流体と前段冷媒とを熱交換させて該前段冷媒を気化する前段気化器と、
前記循環流路において前記前段気化器の作動流体の流れの下流側に設けられ、作動流体と前記前段冷媒よりも低い沸点を有する後段冷媒とを熱交換させて該後段冷媒を気化する後段気化器と、
を備えている冷熱ＯＲＣ発電装置。
続きを表示（約 410 文字）【請求項２】
有機流体とされた作動流体が循環する１つの循環流路と、
前記循環流路に設けられ、液化された作動流体を輸送する液体ポンプと、
前記循環流路に設けられ、前記液体ポンプから導かれた作動流体を温熱源と熱交換させて蒸発させる蒸発器と、
前記循環流路に設けられ、前記蒸発器から導かれた作動流体によって動作するタービンと、
前記タービンによって駆動されて発電する発電機と、
を備えた冷熱ＯＲＣ発電装置を用いた冷熱ＯＲＣ発電方法であって、
前記循環流路に設けられ、前記タービンから導かれた作動流体と前段冷媒とを熱交換させる前段気化器によって該前段冷媒を気化し、
前記循環流路において前記前段気化器の作動流体の流れの下流側に設けられ、作動流体と前記前段冷媒よりも低い沸点を有する後段冷媒とを熱交換させる後段気化器によって該後段冷媒を気化する冷熱ＯＲＣ発電装置の運転方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、冷熱ＯＲＣ発電装置及びその運転方法に関するものである。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
ＬＮＧ等の冷熱源を利用した冷熱ＯＲＣ（Organic Rankine Cycle：有機ランキンサイクル）発電装置が知られている（例えば特許文献１）。このような冷熱ＯＲＣ発電装置は、ランキンサイクルを行う作動流体としてプロパン等の有機流体を用いる。特許文献１では、複数のランキンサイクルを用いてＬＮＧを気化することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特表２０２２－５４２１３６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のように複数のランキンサイクルを用いる場合は、単一のランキンサイクルを用いる場合に比べて効率は若干上がるが、単一のランキンサイクルに比べて設備機器が増加し、プラントが大型化して、設置やメンテナンス等で費用がかかるという問題がある。また、複数のランキンサイクルを用いる場合は運用も複雑となり制御が難しくなるという問題がある。
【０００５】
一方で、カーボンニュートラル社会実現のため、水素（Ｈ２）やアンモニア（ＮＨ３）、二酸化炭素（ＣＯ２）などを液化して輸送することの需要の高まりを受けて、沸点が異なる複数の液化冷媒を気化する冷熱ＯＲＣ発電装置のニーズが益々高くなることが想定される。沸点が異なる複数の冷媒に応じてそれぞれ複数のランキンサイクルを備えた設備では、経済的なシステムを構築することが難しい。
【０００６】
本開示は、このような事情に鑑みてなされたものであって、沸点が異なる複数の液化冷媒を気化して発電する設備を経済的に実現できる冷熱ＯＲＣ発電装置及びその運転方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示に一態様に係る冷熱ＯＲＣ発電装置は、有機流体とされた作動流体が循環する１つの循環流路と、前記循環流路に設けられ、液化された作動流体を輸送する液体ポンプと、前記循環流路に設けられ、前記液体ポンプから導かれた作動流体を温熱源と熱交換させて蒸発させる蒸発器と、前記循環流路に設けられ、前記蒸発器から導かれた作動流体によって動作するタービンと、前記タービンによって駆動されて発電する発電機と、前記循環流路に設けられ、前記タービンから導かれた作動流体と前段冷媒とを熱交換させて該前段冷媒を気化する前段気化器と、前記循環流路において前記前段気化器の作動流体の流れの下流側に設けられ、作動流体と前記前段冷媒よりも低い沸点を有する後段冷媒とを熱交換させて該後段冷媒を気化する後段気化器と、を備えている。
【０００８】
本開示の第１態様に係る冷熱ＯＲＣ発電装置の運転方法は、有機流体とされた作動流体が循環する１つの循環流路と、前記循環流路に設けられ、液化された作動流体を輸送する液体ポンプと、前記循環流路に設けられ、前記液体ポンプから導かれた作動流体を温熱源と熱交換させて蒸発させる蒸発器と、前記循環流路に設けられ、前記蒸発器から導かれた作動流体によって動作するタービンと、前記タービンによって駆動されて発電する発電機と、を備えた冷熱ＯＲＣ発電装置を用いた冷熱ＯＲＣ発電方法であって、前記循環流路に設けられ、前記タービンから導かれた作動流体と前段冷媒とを熱交換させる前段気化器によって該前段冷媒を気化し、前記循環流路において前記前段気化器の作動流体の流れの下流側に設けられ、作動流体と前記前段冷媒よりも低い沸点を有する後段冷媒とを熱交換させる後段気化器によって該後段冷媒を気化する。
【発明の効果】
【０００９】
沸点が異なる複数の液化冷媒を気化して発電する設備を経済的に実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本開示の一態様に係る冷熱ＯＲＣ発電装置を示した概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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