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公開番号2025043957
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-01
出願番号2023151579
出願日2023-09-19
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 13/02 20060101AFI20250325BHJP(機械または機関一般;機関設備一般;蒸気機関)
要約【課題】冷熱源となる冷媒の流量が変動した場合であっても効率良く発電できる冷熱ORC発電装置を提供する。
【解決手段】冷熱ORC発電装置1は、LNGを流通させて気化させるLNG気化流路12と、LNG気化流路12を流れるLNGとプロパンとされた作動流体とを熱交換して作動流体を加熱するとともに作動流体を凝縮させる凝縮器3と、凝縮器3にて凝縮された作動流体を輸送する液体ポンプ5と、液体ポンプ5から導かれた作動流体を海水SWと熱交換させて蒸発させる蒸発器9と、蒸発器9から導かれた作動流体によって駆動されて発電し、互いに並列に設けられた複数の発電タービン11A,11Bと、凝縮器3の熱交換量に応じて、発電タービン11A,11Bの運転台数を制御する制御部とを備えている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
液化冷媒を流通させて気化させる冷媒気化流路と、
前記冷媒気化流路を流れる液化冷媒と有機流体とされた作動流体とを熱交換して該液化冷媒を加熱するとともに作動流体を凝縮させる凝縮器と、
前記凝縮器にて凝縮された作動流体を輸送する液体ポンプと、
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、
前記蒸発器から導かれた作動流体によって駆動されて発電し、互いに並列に設けられた複数の発電タービンと、
前記凝縮器の熱交換量に応じて、前記発電タービンの運転台数を制御する制御部と、
を備えている冷熱ＯＲＣ発電装置。
続きを表示（約 720 文字）【請求項２】
前記制御部は、前記冷媒気化流路を流れる液化冷媒の流量、及び／又は、前記凝縮器で凝縮された作動流体を一時的に貯留するドレンタンクの内圧、に基づいて、前記凝縮器の熱交換量を得る請求項１に記載の冷熱ＯＲＣ発電装置。
【請求項３】
各前記発電タービンの入口側に設けられ、流入する作動流体の流量を調整するタービン入口弁を備え、
前記制御部は、運転中の第１の前記発電タービンの第１の前記タービン入口弁の開度が所定値を超えた場合に、停止中の第２の前記発電タービンを起動する請求項２に記載の冷熱ＯＲＣ発電装置。
【請求項４】
前記発電タービンは、ロータシャフトと、前記ロータシャフトに取り付けられた動翼と、前記ロータシャフトと共に回転する発電機ロータと、前記発電機ロータに対向して配置された発電機ステータと、を備えている請求項１に記載の冷熱ＯＲＣ発電装置。
【請求項５】
液化冷媒を流通させて気化させる冷媒気化流路と、
前記冷媒気化流路を流れる液化冷媒と有機流体とされた作動流体とを熱交換して該液化冷媒を加熱するとともに作動流体を凝縮させる凝縮器と、
前記凝縮器にて凝縮された作動流体を輸送する液体ポンプと、
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、
前記蒸発器から導かれた作動流体によって駆動されて発電し、互いに並列に設けられた複数の発電タービンと、
を備えた冷熱ＯＲＣ発電装置の運転方法であって、
前記凝縮器の熱交換量に応じて、前記発電タービンの運転台数を制御する冷熱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 1,600 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。
【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に示されているように、一般に、１つのランキンサイクルに対して１つのタービンが設けられている。しかし、冷熱源となる冷媒の流量に応じて作動流体の循環量が変動しこれに伴いタービンの運転点も変動する。タービンの運転点が変動してタービンが高効率で運転できる範囲からずれてしまうとタービン効率が悪くなり、ひいては発電効率が低下し、場合によってはタービンが運転できなくなるという問題がある。
【０００５】
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、冷熱源となる冷媒の流量が変動した場合であっても効率良く発電できる冷熱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】
【０００６】
本開示の一態様に係る冷熱ＯＲＣ発電装置は、液化冷媒を流通させて気化させる冷媒気化流路と、前記冷媒気化流路を流れる液化冷媒と有機流体とされた作動流体とを熱交換して該液化冷媒を加熱するとともに作動流体を凝縮させる凝縮器と、前記凝縮器にて凝縮された作動流体を輸送する液体ポンプと、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、前記蒸発器から導かれた作動流体によって駆動されて発電し、互いに並列に設けられた複数の発電タービンと、前記凝縮器の熱交換量に応じて、前記発電タービンの運転台数を制御する制御部と、を備えている。
【０００７】
本開示の一態様に係る冷熱ＯＲＣ発電装置の運転方法は、液化冷媒を流通させて気化させる冷媒気化流路と、前記冷媒気化流路を流れる液化冷媒と有機流体とされた作動流体とを熱交換して該液化冷媒を加熱するとともに作動流体を凝縮させる凝縮器と、前記凝縮器にて凝縮された作動流体を輸送する液体ポンプと、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、前記蒸発器から導かれた作動流体によって駆動されて発電し、互いに並列に設けられた複数の発電タービンと、を備えた冷熱ＯＲＣ発電装置の運転方法であって、前記凝縮器の熱交換量に応じて、前記発電タービンの運転台数を制御する。
【発明の効果】
【０００８】
冷熱源となる冷媒の流量が変動した場合であっても効率良く発電できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本開示の一実施形態に係る冷熱ＯＲＣ発電装置を示した概略構成図である。
図１の発電タービンを示した縦断面図である。
図２の切断線Ａ－Ａにおける断面図である。
発電タービンが３台の場合の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本開示に係る一実施形態について、図面を参照して説明する。
図１には、本実施形態に係る冷熱ＯＲＣ（Organic Rankine Cycle）発電装置１が示されている。冷熱ＯＲＣ発電装置１は、ＬＮＧ（Liquefied Natural Gas：液化天然ガス）を冷熱源となる冷媒として利用する。冷媒としては、ＬＮＧの他に、ＬＰＧ（Liquefied Petroleum Gas：液化石油ガス）や液化アンモニア等を用いることができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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