WO2015146699A1 - 熱媒排出装置および熱媒排出方法 - Google Patents
熱媒排出装置および熱媒排出方法 Download PDFInfo
- Publication number
- WO2015146699A1 WO2015146699A1 PCT/JP2015/057818 JP2015057818W WO2015146699A1 WO 2015146699 A1 WO2015146699 A1 WO 2015146699A1 JP 2015057818 W JP2015057818 W JP 2015057818W WO 2015146699 A1 WO2015146699 A1 WO 2015146699A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- heat medium
- flow path
- heat
- medium flow
- pipe
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S40/00—Safety or protection arrangements of solar heat collectors; Preventing malfunction of solar heat collectors
- F24S40/60—Arrangements for draining the working fluid
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S80/00—Details, accessories or component parts of solar heat collectors not provided for in groups F24S10/00-F24S70/00
- F24S80/20—Working fluids specially adapted for solar heat collectors
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S90/00—Solar heat systems not otherwise provided for
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
Definitions
- the present invention relates to a heat medium discharging device and a heat medium discharging method for a solar heat collecting apparatus.
- a power plant using solar heat As an example of a system for realizing efficient stable power supply using renewable energy, there is a power plant using solar heat (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
- solar heat is collected by a solar heat collector, the collected heat is sent to a heat exchanger through a heating medium, water is converted into steam by the sent heat, and the steam is used to convert the turbine. Power is generated by driving.
- the heat collected by the solar heat collecting device can be stored by the heat storage device via the heat medium, and this stored heat is sent again to the heat exchanger through the heat medium during the time when sunlight cannot be collected such as at night. Thus, power generation can be performed. For this reason, it becomes possible to supply electric power stably.
- Synthetic oil is generally used as a heat medium used in such a power plant.
- attempts have been made to change the heat medium from synthetic oil to molten salt.
- Changing the heat medium from synthetic oil to molten salt has the following advantages.
- the capacity of the heat storage tank can be further reduced as compared with the conventional type.
- the conventional type heat medium: synthetic oil
- uses molten salt as a heat storage medium heat exchange between synthetic oil and molten salt was necessary. A heat exchanger becomes unnecessary, and the plant can be configured more simply.
- the solar heat collecting device used for a power plant sunlight is condensed with a condensing mirror (reflecting mirror), and a heat collecting pipe (heat medium flow path) is heated, thereby increasing the temperature of the heat medium.
- a pipe for circulating the heat medium is connected to the heat collecting pipe (heat medium flow path), and the heat medium flow paths of a plurality of solar heat collecting devices are connected to the pipe.
- the heat medium flow path for circulating the heat medium in the solar heat collecting apparatus circulates the heat medium by a pump.
- the heat medium in the heat medium flow path may be discharged during maintenance.
- the heat medium is circulated through the heat medium flow path by a pump.
- the circulation of the heat medium is stopped.
- a heat medium when a temperature that becomes a freezing point such as molten salt is considerably higher than the air temperature, the heat medium that has stopped flowing in the heat medium flow path is cooled and solidified in a relatively short period of time. there is a possibility.
- the heat medium When discharging the heat medium, if the tank is installed at a position lower than the solar heat collecting device, the heat medium can be fed into the tank by gravity.
- the tank since the tank is very high with a height of 15m or more, in order to install the tank in a place lower than the solar heat collector, a large hole is constructed in the ground where the tank is to be installed, and the tank is inserted into this hole. There is a problem that it takes a lot of work to construct the hole and the tank.
- the present invention was made in view of the above circumstances, and without installing a tank for storing the heat medium at a position lower than the solar heat collection apparatus, the heat medium discharge apparatus capable of discharging the heat medium from the solar heat collection apparatus in a short time, and It aims at providing the heat-medium discharge method.
- a first heat medium discharge device of the present invention is a heat medium discharge device for discharging a heat medium from the heat medium flow channel of a solar heat collecting device having a heat medium flow channel, A vent portion that is provided at the highest position of the heat medium flow path and introduces air into the heat medium flow path when the heat medium is discharged; A compressed air supply means provided in the heat medium flow path for supplying compressed air to the heat medium flow path when the heat medium is discharged; Piping connected to the heat medium flow path; And a tank that is connected to the pipe and is sent out from the heat medium flow path by the compressed air supplied by the compressed air supply means and stores the heat medium flowing through the pipe.
- the vent portion provided at the highest position of the heat medium flow path is opened to introduce air into the heat medium flow path, and the compressed air supply provided in the heat medium flow path is provided.
- compressed air is supplied from the means to the heat medium flow path
- the heat medium that is sent out from the heat medium flow path by the compressed air and flows through the piping can be stored in the tank. Therefore, the heat medium can be discharged from the solar heat collecting device in a short time by the pressure of the compressed air without installing the tank at a position lower than the solar heat collecting device.
- the second heat medium discharge device of the present invention is a heat medium discharge device for discharging the heat medium from the heat medium flow channel of the solar heat collecting device having the heat medium flow channel, A vent portion that is provided at the highest position of the heat medium flow path and introduces air into the heat medium flow path when the heat medium is discharged;
- a compressed air supply means provided in the heat medium flow path for supplying compressed air to the heat medium flow path when the heat medium is discharged;
- An inclined pipe connected to the heat medium flow path and inclined with respect to a horizontal plane;
- a drain container connected to a position lower than a portion to which the heat medium flow path of the inclined pipe is connected, and receiving a heat medium flowing from the heat medium flow path through the inclined pipe;
- a pump for feeding the heat medium from the drain container to the tank.
- the vent portion provided at the highest position of the heat medium flow path is opened to introduce air into the heat medium flow path, and the compressed air supply means provided in the heat medium flow path
- the compressed air is supplied to the heat medium flow path from the heat medium
- the heat medium flows into the inclined pipe from the heat medium flow path by the pressure of gravity and compressed air, and further flows through the inclined pipe by the pressure of gravity and compressed air to the drain container.
- a heat medium can be sent out to a tank from this drain container with a pump, and can be stored in this tank. Therefore, the heat medium can be discharged from the solar heat collection device in a shorter time by gravity and the pressure of compressed air without installing the tank at a position lower than the solar heat collection device.
- the first heat medium discharge method of the present invention is a heat medium discharge method for discharging the heat medium from the heat medium flow path of the solar heat collecting apparatus having a heat medium flow path. At the highest position of the heat medium flow path, air is introduced into the heat medium flow path when the heat medium is discharged, and compressed air is supplied to the heat medium flow path so that the heat medium flow is caused by the compressed air.
- the heat medium sent out from the passage and flowing through the pipe connected to the heat medium flow path is stored in a tank connected to the pipe.
- the heat medium when the heat medium is discharged, air is introduced into the heat medium flow path at the highest position of the heat medium flow path, and compressed air is supplied to the heat medium flow path so that the heat medium flow is caused by the compressed air.
- the heat medium sent out from the path and flowing through the pipe can be stored in the tank. Therefore, the heat medium can be discharged from the solar heat collecting device in a short time by the pressure of the compressed air without installing the tank at a position lower than the solar heat collecting device.
- the second heat medium discharge method of the present invention is a heat medium discharge method for discharging the heat medium from the heat medium flow path of the solar heat collecting apparatus having the heat medium flow path, At the highest position of the heat medium flow path, the air is connected to the heat medium flow path by introducing air into the heat medium flow path and supplying compressed air to the heat medium flow path when the heat medium is discharged.
- a heating medium is poured into an inclined pipe inclined with respect to the horizontal plane Receiving the heat medium flowing through the inclined pipe into a drain container connected to a position lower than a portion to which the heat medium flow path is connected; The heat medium is sent out from the drain container to the tank by a pump.
- the heat medium at the time of discharging the heat medium, air is introduced into the heat medium flow path at the highest position of the heat medium flow path and compressed air is supplied to the heat medium flow path so that the heat medium is free from gravity and compressed air.
- the pressure flows into the inclined pipe from the heat medium flow path, and further flows through the inclined pipe by the pressure of gravity and compressed air and is received by the drain vessel.
- a heat medium can be sent out to a tank from this drain container with a pump, and can be stored in this tank. Therefore, the heat medium can be discharged from the solar heat collection device in a shorter time by gravity and the pressure of compressed air without installing the tank at a position lower than the solar heat collection device.
- the heat medium can be discharged from the solar heat collecting device in a short time without installing the tank at a position lower than the solar heat collecting device.
- FIG. 1 shows a schematic configuration of a solar heat collecting system including the heat medium discharging device of the first embodiment.
- the heat medium discharging device includes a large number of solar heat collecting devices 1.
- two solar heat collection devices 1 are illustrated, but actually, a large number (for example, 100 or more) of solar heat collection devices are provided.
- the solar heat collecting apparatus 1 has a substantially U-shaped heat medium flow path 2, and the heat medium flow path 2 is heated by sunlight condensed by a condenser mirror 3, and thereby the heat medium flow
- the temperature of the heat medium flowing through the path 2 is increased from about 290 ° C. to about 550 ° C., for example.
- a molten salt made of a mixture of sodium nitrate and potassium nitrate is used as the heating medium.
- the heat medium flow path 2 of each solar heat collecting apparatus 1 is connected to a pipe 5.
- the pipe 5 is configured in a loop shape and has two pipes 5a and 5b arranged in parallel, and one pipe 5a and the other pipe 5b are connected to each other at both ends by pipes 5c. .
- the valve 17 is provided in the piping 5c, this valve is a normally closed state.
- the pipe 5 may be provided substantially horizontally or may be provided inclined with respect to the horizontal plane.
- Two tanks 6 and 7 are connected to the pipe 5. Each of the tanks 6 and 7 stores a heat medium.
- the tank 6 stores a heat medium of about 290 ° C. before being heated by the solar heat collecting apparatus 1, and the tank 7 is heated by the solar heat collecting apparatus 1.
- the heat medium of about 550 ° C. is stored. Therefore, hereinafter, the tank 6 is referred to as a cold side tank 6 and the tank 7 is referred to as a hot side tank 7.
- the cold side tank 6 and the pipe 5a are connected by a connection pipe 10, and a heat medium is sent from the cold side tank 6 to the pipe 5a through the connection pipe 10 by a pump (not shown) provided in the cold side tank 6. It has become.
- the heat medium sent into the pipe 5a branches at the connection portion between the connection pipe 10 and the pipe 5a, a part of which flows to the right along the pipe 5a, and the other part to the left along the pipe 5a. It comes to flow.
- the hot side tank 7 and the pipe 5b are connected by a connecting pipe 11, and the heat medium flowing through the pipe 5b after being heated by the solar heat collecting device 1 is heated via the connecting pipe 11 by the pressure of the pump. It feeds into the tank 7.
- connection pipe 11 branches off in the middle, and a heat medium can be fed into the cold side tank 6 as necessary.
- a heat medium can be fed into the cold side tank 6 as necessary.
- the heat medium since the heat medium cannot be heated by the solar heat collecting device 1 at night when the sun does not come out, in that case, the heat medium is sent only to the cold side tank 6 by the switching valve provided in the branch part. The heating medium that is not heated is prevented from being fed into the hot side tank 7.
- the heat medium flowing through the pipe 5 a during normal operation is a heat medium before being heated by the solar heat collecting apparatus 1
- the heat medium flowing through the pipe 5 b is a heat medium after being heated by the solar heat collecting apparatus 1.
- emission of a heat medium is provided in the highest position (the highest position of a height direction) of the heat-medium flow path 2 of each solar heat collecting device 1. .
- the vent portion 15 is constituted by, for example, a valve or the like, and air is introduced into the heat medium flow path 2 by opening the valve when the heat medium is discharged.
- This valve may be an electromagnetic valve or a valve that can be manually opened and closed, but an electromagnetic valve that can be opened and closed manually to open the valve in the event of a power failure is preferred.
- the heat medium flow path 2 is provided with compressed air supply means 12 for supplying compressed air to the heat medium flow path 2 when the heat medium is discharged.
- the compressed air supply means 12 includes, for example, a container 12a filled with compressed air of a predetermined pressure and a supply pipe 12b connected to the container 12a. Connected to the constituent valves.
- the compressed air supply means 12 is provided in the heat medium flow path 2.
- the compressed air supply means 12 is preferably connected to the valve constituting the vent portion 15 provided at the highest position of the heat medium flow path 2, but the heat medium flow path 2 in which the vent section 15 is not provided. You may provide in a part.
- a valve may be provided at a connection portion between the supply pipe 12b and the heat medium flow path 2, and the compressed air may be supplied to the heat medium flow path 2 by opening the valve when the heat medium is discharged.
- the heat medium is sent from the cold tank 6 to the pipe 5a by the pump (not shown), and each solar heat collecting apparatus is sent from the pipe 5a.
- the heat medium that has been sent to one heat medium flow path 2 and heated by sunlight is stored in the hot side tank 7 from the pipe 5 b through the connection pipe 11.
- the heat medium stored in the hot side tank 7 is sent to the power generation system through a pipe (not shown) and is generated by the turbine.
- the heat medium used for power generation and having a low temperature is returned to the cold side tank 6 by a pipe (not shown), and the heat medium is again sent from the cold side tank 6 to the pipe 5a by a pump (not shown).
- the heating medium is heated by the solar heat collecting apparatus 1, and the heated heating medium is stored in the hot side tank 7.
- the heat medium is discharged from the heat medium flow path 2 as follows. .
- the vent 15 provided at the highest position of the heat medium flow path 2 of each solar heat collecting device 1 is opened to introduce air into the heat medium flow path 2, and the compressed air is supplied to the container 12a by the compressed air supply means 12. From the supply pipe 12 b and the valve constituting the vent portion 15 to the heat medium flow path 2.
- the heat medium is sent out from the heat medium flow path 2 by this compressed air, flows through the pipes 5 (5a, 5b), flows into the cold side tank 6 through the connection pipe 11, and is stored in the cold side tank 6. . Accordingly, the heat medium can be discharged from the plurality of solar heat collecting devices 1 in a short time without installing the cold side tank 6 at a position lower than the solar heat collecting device 1, and the cold side tank 6 can be installed economically. it can.
- the heat medium flowing through the pipe 5 and the heat medium flow path 2 is maintained at a temperature at which it does not solidify, and the heat medium does not solidify in consideration of the amount of heat released from the pipe 5 and the heat medium flow path 2.
- the flow rate is determined, and the cold side tank 6 and the hot side tank 7 are kept warm. Therefore, the heat medium can be discharged from the heat medium flow path 2 of the solar heat collecting apparatus 1 by compressed air in a short time without solidifying the heat medium, and can be stored without being solidified by the cold side tank 6.
- FIG. 2 shows a schematic configuration of a solar heat collecting system including the heat medium discharging device of the second embodiment.
- the heat medium discharging apparatus shown in this figure is different from the heat medium discharging apparatus of the first embodiment in that the drain container is provided and the pipe 5 is inclined.
- the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted or simplified.
- the pipe 5 (5a, 5b) is inclined downwardly in FIG. Therefore, hereinafter, the pipe 5 (5a, 5b) is referred to as an inclined pipe 5 (5a, 5b).
- an inclined pipe 5 (5a, 5b) In FIG. 1, what is indicated by a small right triangle is a gradient symbol, and the heat medium flow path 2 and the inclined pipe 5 (5a, 5b) are inclined with respect to the horizontal plane in accordance with the gradient symbol.
- the drain container 16 is arrange
- This drain container 16 Is connected to the inclined pipe 5.
- the drain container 16 is connected to the pipe 5 c at the right end of the inclined pipe 5.
- a valve 17 is provided at the center of the pipe 5c, the pipe 5c on the side of the inclined pipe 5a from the valve 17 and the drain container 16 are connected by a pipe 18a, and the part of the pipe 5c on the side of the inclined pipe 5b from the valve 17. And the drain container 16 are connected by a pipe 18b.
- the valve 17 is normally closed.
- a valve (not shown) is provided at a connection portion between the pipe 18b and the pipe 5c. By opening this valve when the heat medium is discharged, the heat medium flowing through the inclined pipe 5b can be received in the drain container 16 via the pipe 5c and the pipe 18b. Further, when the heat medium is not discharged from the solar heat collecting apparatus 1, the valve is closed to prevent the heated heat medium from flowing into the drain container 16.
- the heat medium flowing through the inclined pipe 5a is always sent to the drain container 16 through the pipes 5c and 18a.
- the heat medium discharge device of the present embodiment includes a pump 20 that sends the heat medium from the drain container 16 to the cold side tank 6.
- a drain pipe 21 is connected to the drain container 16, and a pump 20 is provided in the middle of the drain pipe 21.
- a discharge pipe 22 is provided between the inclined pipes 5a and 5b in parallel with the inclined pipes 5a and 5b, and one end of the discharge pipe 22 is bent toward the cold side tank 6, and the cold side tank 6 is connected. The other end of the discharge pipe 22 is connected to the discharge pipe 21. Therefore, the heat medium received in the drain container 16 is sent to the cold side tank 6 by the pump 20 via the discharge pipes 21 and 22 and stored in the cold side tank 6.
- the heat medium is sent from the cold tank 6 to the inclined pipe 5a by the pump (not shown), and each solar heat is supplied from the inclined pipe 5a.
- the heat medium sent to the heat medium flow path 2 of the collection device 1 and heated by sunlight is stored in the hot side tank 7 from the inclined pipe 5 b through the connection pipe 11.
- the heat medium stored in the hot side tank 7 is sent to the power generation system through a pipe (not shown) and is generated by the turbine.
- the heat medium used for power generation and having a low temperature is returned to the cold side tank 6 by a pipe (not shown), and the heat medium is again sent from the cold side tank 6 to the inclined pipe 5a through the connection pipe 10 by a pump (not shown).
- the heating medium is heated by the solar heat collecting apparatus 1, and the heated heating medium is stored in the hot side tank 7.
- a part of the heat medium flowing through the inclined pipe 5a is sent to the drain container 16 through the pipes 5c and 18a, and sent from the drain container 16 to the cold side tank 6 through the discharge pipes 21 and 22 by the pump 20. And stored in the cold tank 6.
- the pump 20 is not started, and the heat medium is discharged from the drain vessel 16 through the discharge pipes 21 and 22 by the pressure of the pump (not shown) provided in the cold side tank 6. You may make it send out to.
- the drain vessel 16 and the cold side tank 6 are kept at a temperature at which the heat medium does not solidify. For this reason, a heat medium is sent out from the drain vessel 16 to the cold side tank 6 and can be stored without being solidified in the cold side tank 6.
- the heat medium is discharged from the heat medium flow path 2 as follows. . First, the vent portion 15 provided at the highest position of the heat medium flow path 2 of each solar heat collecting device 1 is opened to introduce air into the heat medium flow path 2 and provided at the connection portion between the pipe 18b and the pipe 5c. Then, the compressed air is supplied to the heat medium flow path 2 through the valves constituting the supply pipe 12 b and the vent portion 15 by the compressed air supply means 12.
- the heat medium flows into the inclined pipe 5 (5a, 5b) from the heat medium flow path 2 of each solar heat collecting apparatus 1 by the pressure of gravity and compressed air, and this heat medium is further inclined by the pressure of gravity and compressed air 5 (5a, 5b) and is received by the drain container 16 via the pipes 18a, 18b.
- the heat medium received in the drain container 16 is sent out to the cold side tank 6 through the discharge pipes 21 and 22 by the pump 20 and stored in the cold side tank 6. Therefore, without installing the cold side tank 6 at a position lower than the solar heat collecting apparatus 1, the heat medium can be discharged from the plurality of solar heat collecting apparatuses 1 by gravity and the pressure of compressed air in a short time, and the cold side tank 6 is installed. Can be done economically.
- the heat medium flowing through the inclined pipe 5 and the heat medium flow path 2 is maintained at a temperature at which it does not solidify, and the drain container 16 has a temperature at which the heat medium received in the drain container 16 does not solidify. It is kept warm. That is, the flow rate is determined so that the heat medium does not solidify in consideration of the amount of heat released from the inclined pipe 5 and the heat medium flow path 2, and the cold side tank 6, the hot side tank 7, and the drain container 16 are kept warm. Is done. Therefore, the heat medium can be received in the drain container 16 by the gravity and the pressure of the compressed air in a short time from the heat medium flow path 2 of the solar heat collecting apparatus 1 without solidifying the heat medium, and the drain container 16 can be cold. The heat medium can be sent out to the side tank 6 and stored without being solidified in the cold side tank 6.
- the heat medium may be another molten salt or other liquid metal. Or an aqueous solution, or an oil or the like.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
- Central Heating Systems (AREA)
- Holding Or Fastening Of Disk On Rotational Shaft (AREA)
Abstract
タンクを太陽熱収集装置より低い位置に設置することなく、太陽熱収集装置から熱媒を短時間で排出できる熱媒排出装置および熱媒排出方法を提供する。熱媒流路(2)の最高位置に設けられたベント部(15)と、熱媒の排出時に熱媒流路(2)に圧縮空気を供給する圧縮空気供給手段(12)と、熱媒流路(2)に接続された配管(5)と、配管(5)に接続され、圧縮空気により熱媒流路(2)から送り出されて、配管(5)を流れる熱媒を貯留するタンク(6)とを備え、熱媒の排出時にベント部(15)を開放して熱媒流路(2)に空気を導入するともに、圧縮空気供給手段(12)から圧縮空気を供給すると、この圧縮空気により熱媒流路(2)から送り出されて配管(5)を流れる熱媒をタンク(6)に貯留することができる。よって、タンク(6)を太陽熱収集装置より低い位置に設置することなく、太陽熱収集装置(1)から熱媒を圧縮空気の圧力によって短時間で排出できる。
Description
本発明は、太陽熱収集装置用の熱媒排出装置および熱媒排出方法に関する。
再生可能エネルギーを利用した効率的な電力安定供給を実現するためのシステムの一例として、太陽熱を利用した発電プラントが挙げられる(例えば特許文献1および2参照)。
この太陽熱を利用した発電プラントでは、太陽熱を太陽熱収集装置で集め、この集めた熱を熱媒を介して熱交換器に送り、この送った熱により水を蒸気に変化させ、この蒸気によりタービンを駆動させて発電を行うようになっている。
太陽熱収集装置で集めた熱は、熱媒を介して蓄熱装置により蓄熱することができ、この蓄熱した熱を、夜間といった太陽光を収集できないない時間帯に再び熱媒を通じて熱交換器に送ることにより、発電を行うことができる。このため、電力を安定的に供給することが可能となる。
この太陽熱を利用した発電プラントでは、太陽熱を太陽熱収集装置で集め、この集めた熱を熱媒を介して熱交換器に送り、この送った熱により水を蒸気に変化させ、この蒸気によりタービンを駆動させて発電を行うようになっている。
太陽熱収集装置で集めた熱は、熱媒を介して蓄熱装置により蓄熱することができ、この蓄熱した熱を、夜間といった太陽光を収集できないない時間帯に再び熱媒を通じて熱交換器に送ることにより、発電を行うことができる。このため、電力を安定的に供給することが可能となる。
このような発電プラントで使用される熱媒としては、一般的に合成オイルが使用されるが、近年において、熱媒を合成オイルから溶融塩に変更する試みがなされている。
熱媒を合成オイルから溶融塩に変更することで以下のような利点がある。
まず、従来型より高温のスチームを供給することができ、これによって、発電効率の上昇と発電コストの削減が期待できる。また、従来型と比べ、溶融塩を熱媒として使用したシステムでは蓄熱タンクの容量をより小さくすることができる。さらに、従来型(熱媒:合成オイル)は、蓄熱媒体として溶融塩を使用しているため、合成オイルと溶融塩の熱交換が必要であったが、全システムを溶融塩のみで動かすことにより熱交換器が不要となり、プラントをよりシンプルに構成することができるようになる。
熱媒を合成オイルから溶融塩に変更することで以下のような利点がある。
まず、従来型より高温のスチームを供給することができ、これによって、発電効率の上昇と発電コストの削減が期待できる。また、従来型と比べ、溶融塩を熱媒として使用したシステムでは蓄熱タンクの容量をより小さくすることができる。さらに、従来型(熱媒:合成オイル)は、蓄熱媒体として溶融塩を使用しているため、合成オイルと溶融塩の熱交換が必要であったが、全システムを溶融塩のみで動かすことにより熱交換器が不要となり、プラントをよりシンプルに構成することができるようになる。
ところで、発電プラントに使用される太陽熱収集装置では、集光鏡(反射鏡)で太陽光を集光して、集熱管(熱媒流路)を加熱し、これによって熱媒の温度が上昇する。集熱管(熱媒流路)には熱媒を流通させるための配管が接続されているが、この配管には複数の太陽熱収集装置の熱媒流路が接続されている。
このような太陽熱収集装置では、メンテナンス時や、停電等の際に、熱媒流路を流れる熱媒に温度低下が生じて固化するおそれがある場合、熱媒流路から熱媒を短時間で排出することが必要となる。
すなわち、太陽熱収集装置に熱媒を循環させる熱媒流路は、ポンプにより熱媒を循環させているが、例えば、メンテナンス時などに、熱媒流路内の熱媒を排出する場合がある。また、熱媒はポンプにより熱媒流路を循環させられているが、停電や事故等により電源断となったり、ポンプが故障したりすると熱媒の循環が停止することになる。ここで、熱媒として、溶融塩等の凝固点となる温度が気温よりかなり高いものを用いている場合に、熱媒流路で流れなくなった熱媒が比較的短期間で冷えて固化してしまう可能性がある。この場合に、運転再開時に熱媒流路が固化した熱媒で塞がれた状態となり、熱媒流路を加熱して熱媒を溶融させる必要が生じ、運転再開に時間とコストがかかることになる。
また、例えば、沸点の低い熱媒等において、昼間の晴天時に熱媒の循環が停止すると、太陽熱収集装置内にある熱媒が流れない状態で加熱されることになり、熱媒の温度がその沸点を越えて高くなり過ぎる虞がある。
したがって、何等かの理由で、熱媒を循環させるためのポンプが停止するとともにポンプを再稼働できない場合に、熱媒流路から熱媒を短時間で排出することが必要となる。
このような太陽熱収集装置では、メンテナンス時や、停電等の際に、熱媒流路を流れる熱媒に温度低下が生じて固化するおそれがある場合、熱媒流路から熱媒を短時間で排出することが必要となる。
すなわち、太陽熱収集装置に熱媒を循環させる熱媒流路は、ポンプにより熱媒を循環させているが、例えば、メンテナンス時などに、熱媒流路内の熱媒を排出する場合がある。また、熱媒はポンプにより熱媒流路を循環させられているが、停電や事故等により電源断となったり、ポンプが故障したりすると熱媒の循環が停止することになる。ここで、熱媒として、溶融塩等の凝固点となる温度が気温よりかなり高いものを用いている場合に、熱媒流路で流れなくなった熱媒が比較的短期間で冷えて固化してしまう可能性がある。この場合に、運転再開時に熱媒流路が固化した熱媒で塞がれた状態となり、熱媒流路を加熱して熱媒を溶融させる必要が生じ、運転再開に時間とコストがかかることになる。
また、例えば、沸点の低い熱媒等において、昼間の晴天時に熱媒の循環が停止すると、太陽熱収集装置内にある熱媒が流れない状態で加熱されることになり、熱媒の温度がその沸点を越えて高くなり過ぎる虞がある。
したがって、何等かの理由で、熱媒を循環させるためのポンプが停止するとともにポンプを再稼働できない場合に、熱媒流路から熱媒を短時間で排出することが必要となる。
熱媒を排出する場合、タンクを太陽熱収集装置より低いところに設置すれば、熱媒を重力によってタンクに送り込むことができる。
しかし、タンクは高さが15m以上もあり非常に高いので、タンクを太陽熱収集装置より低いところに設置するには、タンクを設置すべき地盤に大きな孔を施工し、この孔にタンクを挿入して設置する必要があり、この孔の施工やタンクの設置に非常に手間がかかるという問題がある。
しかし、タンクは高さが15m以上もあり非常に高いので、タンクを太陽熱収集装置より低いところに設置するには、タンクを設置すべき地盤に大きな孔を施工し、この孔にタンクを挿入して設置する必要があり、この孔の施工やタンクの設置に非常に手間がかかるという問題がある。
本発明は、前記事情に鑑みてなされたもので、熱媒を貯留するタンクを太陽熱収集装置より低い位置に設置することなく、太陽熱収集装置から熱媒を短時間で排出できる熱媒排出装置および熱媒排出方法を提供することを目的とする。
前記目的を達成するために本発明の第1の熱媒排出装置は、熱媒流路を有する太陽熱収集装置の前記熱媒流路から熱媒を排出する熱媒排出装置であって、
前記熱媒流路の最高位置に設けられ、前記熱媒の排出時に前記熱媒流路に空気を導入するベント部と、
前記熱媒流路に設けられ、前記熱媒の排出時に前記熱媒流路に圧縮空気を供給する圧縮空気供給手段と、
前記熱媒流路に接続された配管と、
前記配管に接続され、前記圧縮空気供給手段によって供給された圧縮空気により前記熱媒流路から送り出されて、前記配管を流れる前記熱媒を貯留するタンクとを備えることを特徴とする。
前記熱媒流路の最高位置に設けられ、前記熱媒の排出時に前記熱媒流路に空気を導入するベント部と、
前記熱媒流路に設けられ、前記熱媒の排出時に前記熱媒流路に圧縮空気を供給する圧縮空気供給手段と、
前記熱媒流路に接続された配管と、
前記配管に接続され、前記圧縮空気供給手段によって供給された圧縮空気により前記熱媒流路から送り出されて、前記配管を流れる前記熱媒を貯留するタンクとを備えることを特徴とする。
本発明においては、熱媒の排出時に、熱媒流路の最高位置に設けられたベント部を開放して熱媒流路に空気を導入するともに、熱媒流路に設けられた圧縮空気供給手段から熱媒流路に圧縮空気を供給すると、この圧縮空気により熱媒流路から送り出されて配管を流れる熱媒をタンクに貯留することができる。
したがって、タンクを太陽熱収集装置より低い位置に設置することなく、太陽熱収集装置から熱媒を圧縮空気の圧力によって短時間で排出できる。
したがって、タンクを太陽熱収集装置より低い位置に設置することなく、太陽熱収集装置から熱媒を圧縮空気の圧力によって短時間で排出できる。
また、本発明の第2の熱媒排出装置は、熱媒流路を有する太陽熱収集装置の前記熱媒流路から熱媒を排出する熱媒排出装置であって、
前記熱媒流路の最高位置に設けられ、前記熱媒の排出時に前記熱媒流路に空気を導入するベント部と、
前記熱媒流路に設けられ、前記熱媒の排出時に前記熱媒流路に圧縮空気を供給する圧縮空気供給手段と、
前記熱媒流路に接続されるとともに水平面に対して傾斜する傾斜配管と、
前記傾斜配管の前記熱媒流路が接続された部分より低い位置に接続されて、前記熱媒流路から前記傾斜配管を経て流れた熱媒を受け入れるドレイン容器と、
前記ドレイン容器から前記熱媒をタンクに送り出すポンプとを備えることを特徴とする。
前記熱媒流路の最高位置に設けられ、前記熱媒の排出時に前記熱媒流路に空気を導入するベント部と、
前記熱媒流路に設けられ、前記熱媒の排出時に前記熱媒流路に圧縮空気を供給する圧縮空気供給手段と、
前記熱媒流路に接続されるとともに水平面に対して傾斜する傾斜配管と、
前記傾斜配管の前記熱媒流路が接続された部分より低い位置に接続されて、前記熱媒流路から前記傾斜配管を経て流れた熱媒を受け入れるドレイン容器と、
前記ドレイン容器から前記熱媒をタンクに送り出すポンプとを備えることを特徴とする。
本発明においては、熱媒の排出時に、熱媒流路の最高位置に設けられたベント部を開放して熱媒流路に空気を導入するととともに熱媒流路に設けられた圧縮空気供給手段から熱媒流路に圧縮空気を供給すると、熱媒が重力と圧縮空気の圧力によって、熱媒流路から傾斜配管に流れ込み、さらにこの傾斜配管を重力と圧縮空気の圧力によって流れてドレイン容器に受け入れられる。そして、このドレイン容器からポンプによって熱媒をタンクに送り出し、このタンクに貯留することができる。
したがって、タンクを太陽熱収集装置より低い位置に設置することなく、太陽熱収集装置から熱媒を重力と圧縮空気の圧力によって、より短時間で排出できる。
したがって、タンクを太陽熱収集装置より低い位置に設置することなく、太陽熱収集装置から熱媒を重力と圧縮空気の圧力によって、より短時間で排出できる。
また、本発明の第1の熱媒排出方法は、熱媒流路を有する太陽熱収集装置の前記熱媒流路から熱媒を排出する熱媒排出方法であって、
前記熱媒流路の最高位置において、前記熱媒の排出時に前記熱媒流路に空気を導入するとともに、前記熱媒流路に圧縮空気を供給することによって、この圧縮空気により前記熱媒流路から送り出されて、この熱媒流路に接続されている配管を流れる熱媒をこの配管に接続されているタンクに貯留することを特徴とする。
前記熱媒流路の最高位置において、前記熱媒の排出時に前記熱媒流路に空気を導入するとともに、前記熱媒流路に圧縮空気を供給することによって、この圧縮空気により前記熱媒流路から送り出されて、この熱媒流路に接続されている配管を流れる熱媒をこの配管に接続されているタンクに貯留することを特徴とする。
本発明においては、熱媒の排出時に、熱媒流路の最高位置において熱媒流路に空気を導入するともに、熱媒流路に圧縮空気を供給することによって、この圧縮空気により熱媒流路から送り出されて配管を流れる熱媒をタンクに貯留することができる。
したがって、タンクを太陽熱収集装置より低い位置に設置することなく、太陽熱収集装置から熱媒を圧縮空気の圧力によって短時間で排出できる。
したがって、タンクを太陽熱収集装置より低い位置に設置することなく、太陽熱収集装置から熱媒を圧縮空気の圧力によって短時間で排出できる。
また、本発明の第2の熱媒排出方法は、熱媒流路を有する太陽熱収集装置の前記熱媒流路から熱媒を排出する熱媒排出方法であって、
前記熱媒流路の最高位置において、前記熱媒の排出時に前記熱媒流路に空気を導入するとともに前記熱媒流路に圧縮空気を供給することによって、前記熱媒流路に接続されるとともに水平面に対して傾斜する傾斜配管に熱媒を流し、
この傾斜配管を流れた前記熱媒を前記熱媒流路が接続された部分より低い位置に接続されたドレイン容器に受け入れ、
このドレイン容器からポンプによって前記熱媒をタンクに送り出すことを特徴とする。
前記熱媒流路の最高位置において、前記熱媒の排出時に前記熱媒流路に空気を導入するとともに前記熱媒流路に圧縮空気を供給することによって、前記熱媒流路に接続されるとともに水平面に対して傾斜する傾斜配管に熱媒を流し、
この傾斜配管を流れた前記熱媒を前記熱媒流路が接続された部分より低い位置に接続されたドレイン容器に受け入れ、
このドレイン容器からポンプによって前記熱媒をタンクに送り出すことを特徴とする。
本発明においては、熱媒の排出時に、熱媒流路の最高位置において熱媒流路に空気を導入するととともに熱媒流路に圧縮空気を供給することによって、熱媒が重力と圧縮空気の圧力によって、熱媒流路から傾斜配管に流れ込み、さらにこの傾斜配管を重力と圧縮空気の圧力によって流れてドレイン容器に受け入れられる。そして、このドレイン容器からポンプによって熱媒をタンクに送り出し、このタンクに貯留することができる。
したがって、タンクを太陽熱収集装置より低い位置に設置することなく、太陽熱収集装置から熱媒を重力と圧縮空気の圧力によって、より短時間で排出できる。
したがって、タンクを太陽熱収集装置より低い位置に設置することなく、太陽熱収集装置から熱媒を重力と圧縮空気の圧力によって、より短時間で排出できる。
本発明によれば、タンクを太陽熱収集装置より低い位置に設置することなく、太陽熱収集装置から熱媒を短時間で排出できる。
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
(第1の実施の形態)
図1は、第1の実施の形態の熱媒排出装置を含む太陽熱収集システムの概略構成を示すものである。熱媒排出装置は、多数の太陽熱収集装置1を備えている。なお、図1では太陽熱収集装置1を2つ記載しているが、実際には太陽熱収集装置は多数(例えば100台以上)設けられている。
太陽熱収集装置1は、略U形の熱媒流路2を有しており、この熱媒流路2は、集光鏡3で集光された太陽光によって加熱され、これによって、熱媒流路2を流れる熱媒の温度が例えば290℃程度から550℃程度まで上昇するようになっている。
なお、本実施の形態では熱媒としては、硝酸ナトリウムと硝酸カリウムとの混合物からなる溶融塩が使用されている。
(第1の実施の形態)
図1は、第1の実施の形態の熱媒排出装置を含む太陽熱収集システムの概略構成を示すものである。熱媒排出装置は、多数の太陽熱収集装置1を備えている。なお、図1では太陽熱収集装置1を2つ記載しているが、実際には太陽熱収集装置は多数(例えば100台以上)設けられている。
太陽熱収集装置1は、略U形の熱媒流路2を有しており、この熱媒流路2は、集光鏡3で集光された太陽光によって加熱され、これによって、熱媒流路2を流れる熱媒の温度が例えば290℃程度から550℃程度まで上昇するようになっている。
なお、本実施の形態では熱媒としては、硝酸ナトリウムと硝酸カリウムとの混合物からなる溶融塩が使用されている。
各太陽熱収集装置1の熱媒流路2は配管5に接続されている。配管5はループ状に構成されており、平行に配置された2本の配管5a,5bを有し、一方の配管5aと他方の配管5bとはその両端部においてそれぞれ配管5cよって接続されている。なお、配管5cには弁17が設けられているが、この弁は通常閉じた状態となっている。また、配管5はほぼ水平に設けられていてもよいし、水平面に対して傾斜して設けられていてもよい。
配管5には2つのタンク6,7が接続されている。タンク6,7はそれぞれ熱媒を貯留するものであり、タンク6は太陽熱収集装置1によって加熱される前の290℃程度の熱媒を貯留し、タンク7は太陽熱収集装置1によって加熱された後の550℃程度の熱媒を貯留するようになっている。したがって、以下ではタンク6をコールド側タンク6と称し、タンク7をホット側タンク7と称する。
配管5には2つのタンク6,7が接続されている。タンク6,7はそれぞれ熱媒を貯留するものであり、タンク6は太陽熱収集装置1によって加熱される前の290℃程度の熱媒を貯留し、タンク7は太陽熱収集装置1によって加熱された後の550℃程度の熱媒を貯留するようになっている。したがって、以下ではタンク6をコールド側タンク6と称し、タンク7をホット側タンク7と称する。
コールド側タンク6と配管5aとは接続配管10によって接続されており、コールド側タンク6に設けられた図示しないポンプによって、コールド側タンク6から接続配管10を介して配管5aに熱媒を送り込むようになっている。配管5aに送り込まれた熱媒は、接続配管10と配管5aとの接続部において分岐して、その一部が配管5aに沿って右側に流れ、残りの一部が配管5aに沿って左側に流れるようになっている。
また、ホット側タンク7と配管5bとは接続配管11によって接続されており、太陽熱収集装置1によって加熱された後の配管5bを流れる熱媒を前記ポンプの圧力によって接続配管11を介してホット側タンク7に送り込むようになっている。
なお、接続配管11は途中で分岐して、コールド側タンク6にも必要に応じて熱媒を送り込むことが可能となっている。例えば、太陽が出ていない夜間等は太陽熱収集装置1にて熱媒を加熱できないので、その場合、前記分岐部に設けられた切替弁によって、熱媒をコールド側タンク6にのみ送り込むようにして、加熱されていない熱媒がホット側タンク7に送り込まれるのを防止するようになっている。
また、ホット側タンク7と配管5bとは接続配管11によって接続されており、太陽熱収集装置1によって加熱された後の配管5bを流れる熱媒を前記ポンプの圧力によって接続配管11を介してホット側タンク7に送り込むようになっている。
なお、接続配管11は途中で分岐して、コールド側タンク6にも必要に応じて熱媒を送り込むことが可能となっている。例えば、太陽が出ていない夜間等は太陽熱収集装置1にて熱媒を加熱できないので、その場合、前記分岐部に設けられた切替弁によって、熱媒をコールド側タンク6にのみ送り込むようにして、加熱されていない熱媒がホット側タンク7に送り込まれるのを防止するようになっている。
また、太陽熱収集装置1の熱媒流路2の一方の端部は配管5aに接続されており、他方の端部は配管5bに接続されている。したがって、通常の運転時に配管5aを流れる熱媒は太陽熱収集装置1によって加熱される前の熱媒であり、配管5bを流れる熱媒は太陽熱収集装置1によって加熱された後の熱媒である。
また、各太陽熱収集装置1の熱媒流路2の最高位置(高さ方向の最高位置)には、熱媒の排出時に熱媒流路2に空気を導入するベント部15が設けられている。
このベント部15は例えば弁等によって構成されており、熱媒の排出時に弁を開放することによって、熱媒流路2に空気を導入するようになっている。なお、この弁は電磁弁でもよいし、手動で開閉可能な弁でもよいが、停電時に弁を開放させるために手動でも開閉できるような電磁弁が好ましい。
また、各太陽熱収集装置1の熱媒流路2の最高位置(高さ方向の最高位置)には、熱媒の排出時に熱媒流路2に空気を導入するベント部15が設けられている。
このベント部15は例えば弁等によって構成されており、熱媒の排出時に弁を開放することによって、熱媒流路2に空気を導入するようになっている。なお、この弁は電磁弁でもよいし、手動で開閉可能な弁でもよいが、停電時に弁を開放させるために手動でも開閉できるような電磁弁が好ましい。
また、熱媒流路2には、熱媒の排出時に熱媒流路2に圧縮空気を供給する圧縮空気供給手段12が設けられている。この圧縮空気供給手段12は、例えば所定圧の圧縮空気が充填された容器12aと、この容器12aに接続された供給管12bとを備えた構成となっており、供給管12bがベント部15を構成する弁に接続されている。このようにして、熱媒流路2に圧縮空気供給手段12が設けられている。
このように圧縮空気供給手段12は熱媒流路2の最高位置に設けられたベント部15を構成する弁に接続するのが好ましいが、ベント部15が設けられていない熱媒流路2の部分に設けてもよい。この場合、供給管12bと熱媒流路2との接続部に弁を設けておき、熱媒の排出時に当該弁を開けて圧縮空気を熱媒流路2に供給すればよい。
このように圧縮空気供給手段12は熱媒流路2の最高位置に設けられたベント部15を構成する弁に接続するのが好ましいが、ベント部15が設けられていない熱媒流路2の部分に設けてもよい。この場合、供給管12bと熱媒流路2との接続部に弁を設けておき、熱媒の排出時に当該弁を開けて圧縮空気を熱媒流路2に供給すればよい。
このような構成の熱媒排出装置を備えた太陽熱収集システムでは、通常の運転時には、コールド側タンク6から前記図示しないポンプによって、熱媒が配管5aに送り込まれ、この配管5aから各太陽熱収集装置1の熱媒流路2に送り込まれ、太陽光によって加熱された熱媒が配管5bから接続配管11を通ってホット側タンク7に貯留される。このホット側タンク7に貯留された熱媒が図示しない配管によって発電システムに送り込まれ、タービンによって発電される。発電に使用されて温度が低くなった熱媒は図示しない配管によってコールド側タンク6に戻され、再びコールド側タンク6から図示しないポンプによって、熱媒が配管5aに送り込まれて、前記と同様にして太陽熱収集装置1で熱媒が加熱され、この加熱された熱媒がホット側タンク7に貯留される。このような工程を行うことによって、電力を安定的に供給することが可能となる。
一方、例えばメンテナンス時や停電等の際に、熱媒流路2を流れる熱媒に温度低下が生じて固化するおそれがある場合、熱媒流路2から熱媒を以下のようにして排出する。
まず、各太陽熱収集装置1の熱媒流路2の最高位置に設けられたベント部15を開放して熱媒流路2に空気を導入するとともに、圧縮空気供給手段12によって圧縮空気を容器12aから供給管12b、ベント部15を構成する弁を通して熱媒流路2に供給する。
まず、各太陽熱収集装置1の熱媒流路2の最高位置に設けられたベント部15を開放して熱媒流路2に空気を導入するとともに、圧縮空気供給手段12によって圧縮空気を容器12aから供給管12b、ベント部15を構成する弁を通して熱媒流路2に供給する。
すると、この圧縮空気により熱媒が熱媒流路2から送り出され、配管5(5a,5b)を流れ、接続配管11を通ってコールド側タンク6に流れ込み、当該コールド側タンク6に貯留される。
したがって、コールド側タンク6を太陽熱収集装置1より低い位置に設置することなく、複数の太陽熱収集装置1から熱媒を短時間で排出できるとともに、コールド側タンク6の設置を経済的に行うことができる。
したがって、コールド側タンク6を太陽熱収集装置1より低い位置に設置することなく、複数の太陽熱収集装置1から熱媒を短時間で排出できるとともに、コールド側タンク6の設置を経済的に行うことができる。
また、配管5および熱媒流路2を流れる熱媒は、それが固化しないような温度に保持されるとともに、配管5および熱媒流路2からの放熱量を考慮して熱媒が固化しないように、その流量が決定され、さらに、コールド側タンク6、ホット側タンク7が保温される。
したがって、熱媒を固化させることなく、太陽熱収集装置1の熱媒流路2から熱媒を圧縮空気によって短時間で排出できるとともに、コールド側タンク6で固化されることなく貯留できる。
したがって、熱媒を固化させることなく、太陽熱収集装置1の熱媒流路2から熱媒を圧縮空気によって短時間で排出できるとともに、コールド側タンク6で固化されることなく貯留できる。
(第2の実施の形態)
図2は、第2の実施の形態の熱媒排出装置を含む太陽熱収集システムの概略構成を示すものである。この図に示す熱媒排出装置が前記第1の実施の形態の熱媒排出装置と異なる点は、ドレイン容器を設けた点と、配管5を傾斜させた点であるので、以下ではこの点について説明し、第1の実施の形態と同一構成には同一符号を付してその説明を省略ないし簡略化する。
図2は、第2の実施の形態の熱媒排出装置を含む太陽熱収集システムの概略構成を示すものである。この図に示す熱媒排出装置が前記第1の実施の形態の熱媒排出装置と異なる点は、ドレイン容器を設けた点と、配管5を傾斜させた点であるので、以下ではこの点について説明し、第1の実施の形態と同一構成には同一符号を付してその説明を省略ないし簡略化する。
まず、本実施の形態では、前記配管5(5a,5b)が図2において右下がりに傾斜している。したがって、以下では配管5(5a,5b)を傾斜配管5(5a,5b)と称する。なお、図1において、小さな直角三角形で示すものは勾配記号であり、この勾配記号にしたがって、熱媒流路2および傾斜配管5(5a,5b)が水平面に対して傾斜している。
また、複数の太陽熱収集装置1のうち最も低い位置に配置されている太陽熱収集装置1の熱媒流路2が接続された位置より低い位置にドレイン容器16が配置されており、このドレイン容器16は傾斜配管5に接続されている。具体的には、傾斜配管5の右側端部の配管5cにドレイン容器16が接続されている。
配管5cの中央部には弁17が設けられ、この弁17より傾斜配管5a側の配管5cの部分とドレイン容器16とが配管18aによって接続され、弁17より傾斜配管5b側の配管5cの部分とドレイン容器16とが配管18bによって接続されている。なお、この弁17は通常は閉じた状態となっている。
また、配管18bと配管5cとの接続部には、図示しない弁が設けられている。そして、熱媒排出時にこの弁を開放することによって、傾斜配管5bを流れる熱媒を配管5c、配管18bを介してドレイン容器16に受け入れることができるようになっている。また、太陽熱収集装置1から熱媒を排出しない通常時は、前記弁は閉じた状態となっており、ドレイン容器16に加熱された熱媒が流入するのを防止している。
また、傾斜配管5aを流れる熱媒は配管5c,18aによって常にドレイン容器16に送り込まれるようになっている。
また、配管18bと配管5cとの接続部には、図示しない弁が設けられている。そして、熱媒排出時にこの弁を開放することによって、傾斜配管5bを流れる熱媒を配管5c、配管18bを介してドレイン容器16に受け入れることができるようになっている。また、太陽熱収集装置1から熱媒を排出しない通常時は、前記弁は閉じた状態となっており、ドレイン容器16に加熱された熱媒が流入するのを防止している。
また、傾斜配管5aを流れる熱媒は配管5c,18aによって常にドレイン容器16に送り込まれるようになっている。
また、本実施の形態の熱媒排出装置はドレイン容器16から熱媒をコールド側タンク6に送り出すポンプ20を備えている。ドレイン容器16には排出管21が接続されており、この排出管21の途中にポンプ20が設けられている。
一方、傾斜配管5a,5bの間に排出管22が傾斜配管5a,5bと平行に設けられ、この排出管22の一方の端部はコールド側タンク6に向けて折曲され、当該コールド側タンク6に接続されている。また、排出管22の他方の端部は排出管21と接続されている。
したがって、ドレイン容器16に受け入れられた熱媒は、ポンプ20によって排出管21,22を介してコールド側タンク6に送り出され、当該コールド側タンク6に貯留されるようになっている。
一方、傾斜配管5a,5bの間に排出管22が傾斜配管5a,5bと平行に設けられ、この排出管22の一方の端部はコールド側タンク6に向けて折曲され、当該コールド側タンク6に接続されている。また、排出管22の他方の端部は排出管21と接続されている。
したがって、ドレイン容器16に受け入れられた熱媒は、ポンプ20によって排出管21,22を介してコールド側タンク6に送り出され、当該コールド側タンク6に貯留されるようになっている。
このような構成の熱媒排出装置を備えた太陽熱収集システムでは、通常の運転時には、コールド側タンク6から前記図示しないポンプによって、熱媒が傾斜配管5aに送り込まれ、この傾斜配管5aから各太陽熱収集装置1の熱媒流路2に送り込まれ、太陽光によって加熱された熱媒が傾斜配管5bから接続配管11を通ってホット側タンク7に貯留される。このホット側タンク7に貯留された熱媒が図示しない配管によって発電システムに送り込まれ、タービンによって発電される。発電に使用されて温度が低くなった熱媒は図示しない配管によってコールド側タンク6に戻され、再びコールド側タンク6から図示しないポンプによって、熱媒が接続配管10を通って傾斜配管5aに送り込まれて、前記と同様にして太陽熱収集装置1で熱媒が加熱され、この加熱された熱媒がホット側タンク7に貯留される。このような工程を行うことによって、電力を安定的に供給することが可能となる。
また、傾斜配管5aを流れる熱媒の一部は配管5c、18aを介してドレイン容器16に送り込まれるとともに、このドレイン容器16からポンプ20によって排出管21,22を介してコールド側タンク6に送り出され、当該コールド側タンク6に貯留される。
なお、通常の運転時には、ポンプ20を起動させることなく、コールド側タンク6に設けられた図示しない前記ポンプの圧力によって、熱媒をドレイン容器16から排出管21,22を介してコールド側タンク6に送り出すようにしてもよい。この際、ドレイン容器16およびコールド側タンク6は熱媒が固化しない温度に保温されている。このため、当該ドレイン容器16からコールド側タンク6に熱媒を送り出して、当該コールド側タンク6で固化されることなく貯留できる。
また、傾斜配管5aを流れる熱媒の一部は配管5c、18aを介してドレイン容器16に送り込まれるとともに、このドレイン容器16からポンプ20によって排出管21,22を介してコールド側タンク6に送り出され、当該コールド側タンク6に貯留される。
なお、通常の運転時には、ポンプ20を起動させることなく、コールド側タンク6に設けられた図示しない前記ポンプの圧力によって、熱媒をドレイン容器16から排出管21,22を介してコールド側タンク6に送り出すようにしてもよい。この際、ドレイン容器16およびコールド側タンク6は熱媒が固化しない温度に保温されている。このため、当該ドレイン容器16からコールド側タンク6に熱媒を送り出して、当該コールド側タンク6で固化されることなく貯留できる。
一方、例えばメンテナンス時や停電等の際に、熱媒流路2を流れる熱媒に温度低下が生じて固化するおそれがある場合、熱媒流路2から熱媒を以下のようにして排出する。
まず、各太陽熱収集装置1の熱媒流路2の最高位置に設けられたベント部15を開放して熱媒流路2に空気を導入するとともに、配管18bと配管5cとの接続部に設けられた弁を開放し、さらに圧縮空気供給手段12によって圧縮空気を供給管12b、ベント部15を構成する弁を通して熱媒流路2に供給する。
まず、各太陽熱収集装置1の熱媒流路2の最高位置に設けられたベント部15を開放して熱媒流路2に空気を導入するとともに、配管18bと配管5cとの接続部に設けられた弁を開放し、さらに圧縮空気供給手段12によって圧縮空気を供給管12b、ベント部15を構成する弁を通して熱媒流路2に供給する。
すると、各太陽熱収集装置1の熱媒流路2から傾斜配管5(5a,5b)に熱媒が重力と圧縮空気の圧力によって流れ込み、さらにこの熱媒が重力と圧縮空気の圧力によって傾斜配管5(5a,5b)を流れて、配管18a,18bを介してドレイン容器16に受け入れられる。
ドレイン容器16に受け入れられた熱媒はポンプ20によってコールド側タンク6に排出管21,22を介して送り出され、当該コールド側タンク6に貯留される。
したがって、コールド側タンク6を太陽熱収集装置1より低い位置に設置することなく、複数の太陽熱収集装置1から熱媒を重力と圧縮空気の圧力によって短時間で排出できるとともに、コールド側タンク6の設置を経済的に行うことができる。
ドレイン容器16に受け入れられた熱媒はポンプ20によってコールド側タンク6に排出管21,22を介して送り出され、当該コールド側タンク6に貯留される。
したがって、コールド側タンク6を太陽熱収集装置1より低い位置に設置することなく、複数の太陽熱収集装置1から熱媒を重力と圧縮空気の圧力によって短時間で排出できるとともに、コールド側タンク6の設置を経済的に行うことができる。
また、傾斜配管5および熱媒流路2を流れる熱媒は、それが固化しないような温度に保持されるとともに、ドレイン容器16内は、当該ドレイン容器16内に受け入れた熱媒が固化しない温度に保温されている。つまり、傾斜配管5および熱媒流路2からの放熱量を考慮して熱媒が固化しないように、その流量が決定されるとともに、コールド側タンク6、ホット側タンク7およびドレイン容器16が保温される。
したがって、熱媒を固化させることなく、太陽熱収集装置1の熱媒流路2から熱媒を重力と圧縮空気の圧力によってドレイン容器16に短時間で受け入れることができるとともに、当該ドレイン容器16からコールド側タンク6に熱媒を送り出して、当該コールド側タンク6で固化されることなく貯留できる。
したがって、熱媒を固化させることなく、太陽熱収集装置1の熱媒流路2から熱媒を重力と圧縮空気の圧力によってドレイン容器16に短時間で受け入れることができるとともに、当該ドレイン容器16からコールド側タンク6に熱媒を送り出して、当該コールド側タンク6で固化されることなく貯留できる。
なお、前記第1および第2の実施形態では、熱媒として硝酸ナトリウムと硝酸カリウムとの混合物からなる溶融塩を使用した場合を例にとって説明したが、熱媒は他の溶融塩やその他の液体金属や水溶液等であってもよいし、さらにオイル等であってもよい。
1 太陽熱収集装置
2 熱媒流路
5,5a,5b 配管(傾斜配管)
6 コールド側タンク(タンク)
12 圧縮空気供給手段
15 ベント部
16 ドレイン容器
20 ポンプ
2 熱媒流路
5,5a,5b 配管(傾斜配管)
6 コールド側タンク(タンク)
12 圧縮空気供給手段
15 ベント部
16 ドレイン容器
20 ポンプ
Claims (4)
- 熱媒流路を有する太陽熱収集装置の前記熱媒流路から熱媒を排出する熱媒排出装置であって、
前記熱媒流路の最高位置に設けられ、前記熱媒の排出時に前記熱媒流路に空気を導入するベント部と、
前記熱媒流路に設けられ、前記熱媒の排出時に前記熱媒流路に圧縮空気を供給する圧縮空気供給手段と、
前記熱媒流路に接続された配管と、
前記配管に接続され、前記圧縮空気供給手段によって供給された圧縮空気により前記熱媒流路から送り出されて、前記配管を流れる前記熱媒を貯留するタンクとを備えることを特徴とする熱媒排出装置。 - 熱媒流路を有する太陽熱収集装置の前記熱媒流路から熱媒を排出する熱媒排出装置であって、
前記熱媒流路の最高位置に設けられ、前記熱媒の排出時に前記熱媒流路に空気を導入するベント部と、
前記熱媒流路に設けられ、前記熱媒の排出時に前記熱媒流路に圧縮空気を供給する圧縮空気供給手段と、
前記熱媒流路に接続されるとともに水平面に対して傾斜する傾斜配管と、
前記傾斜配管の前記熱媒流路が接続された部分より低い位置に接続されて、前記熱媒流路から前記傾斜配管を経て流れた熱媒を受け入れるドレイン容器と、
前記ドレイン容器から前記熱媒をタンクに送り出すポンプとを備えることを特徴とする熱媒排出装置。 - 熱媒流路を有する太陽熱収集装置の前記熱媒流路から熱媒を排出する熱媒排出方法であって、
前記熱媒流路の最高位置において、前記熱媒の排出時に前記熱媒流路に空気を導入するとともに、前記熱媒流路に圧縮空気を供給することによって、この圧縮空気により前記熱媒流路から送り出されて、この熱媒流路に接続されている配管を流れる熱媒をこの配管に接続されているタンクに貯留することを特徴とする熱媒排出方法。 - 熱媒流路を有する太陽熱収集装置の前記熱媒流路から熱媒を排出する熱媒排出方法であって、
前記熱媒流路の最高位置において、前記熱媒の排出時に前記熱媒流路に空気を導入するとともに前記熱媒流路に圧縮空気を供給することによって、前記熱媒流路に接続されるとともに水平面に対して傾斜する傾斜配管に熱媒を流し、
この傾斜配管を流れた前記熱媒を前記熱媒流路が接続された部分より低い位置に接続されたドレイン容器に受け入れ、
このドレイン容器からポンプによって前記熱媒をタンクに送り出すことを特徴とする熱媒排出方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| MA39789A MA39789B1 (fr) | 2014-03-28 | 2015-03-17 | Dispositif d'évacuation de milieu caloporteur et procédé d'évacuation de milieu caloporteur |
| EP15769895.2A EP3124894B1 (en) | 2014-03-28 | 2015-03-17 | Heat-medium discharge device and heat-medium discharge method |
| ES15769895T ES2729299T3 (es) | 2014-03-28 | 2015-03-17 | Dispositivo de descarga de medio de calor y método de descarga de medio de calor |
| SA516371913A SA516371913B1 (ar) | 2014-03-28 | 2016-09-27 | وسيلة تصريف وسط حراري وطريقة تصريف وسط حراري |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2014067607A JP6529219B2 (ja) | 2014-03-28 | 2014-03-28 | 熱媒排出装置および熱媒排出方法 |
| JP2014-067607 | 2014-03-28 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2015146699A1 true WO2015146699A1 (ja) | 2015-10-01 |
Family
ID=54195222
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2015/057818 Ceased WO2015146699A1 (ja) | 2014-03-28 | 2015-03-17 | 熱媒排出装置および熱媒排出方法 |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP3124894B1 (ja) |
| JP (1) | JP6529219B2 (ja) |
| CL (1) | CL2016002448A1 (ja) |
| ES (1) | ES2729299T3 (ja) |
| MA (1) | MA39789B1 (ja) |
| PT (1) | PT3124894T (ja) |
| SA (1) | SA516371913B1 (ja) |
| WO (1) | WO2015146699A1 (ja) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008014627A (ja) * | 2006-06-30 | 2008-01-24 | United Technol Corp <Utc> | 太陽エネルギ塔システムおよび太陽エネルギ塔で高温溶融塩を使用する方法 |
| WO2011024755A1 (ja) * | 2009-08-24 | 2011-03-03 | 三井造船株式会社 | 太陽光集光システム |
| WO2011024647A1 (ja) * | 2009-08-24 | 2011-03-03 | 国立大学法人東京工業大学 | 太陽光集光システム |
| WO2012156472A1 (de) * | 2011-05-19 | 2012-11-22 | Basf Se | Rohrleitung zur förderung einer salzschmelze |
| WO2013034587A1 (de) * | 2011-09-06 | 2013-03-14 | Basf Se | Rohrleitungssystem und verfahren zur entleerung eines rohrleitungssystems |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2720755A1 (de) * | 1977-05-09 | 1979-03-01 | Dieter Hermann Reinschluessel | Solarkollektoren mit fluessigkeitsabsorber |
| FR2435006A2 (fr) * | 1978-09-01 | 1980-03-28 | Technip Cie | Procede et installation de chauffage d'eau utilisant un capteur solaire |
| DE4338604A1 (de) * | 1993-11-11 | 1995-05-18 | Sandler Energietechnik | Solarkollektor-Befüllung & Entleerung |
| DE102009022765A1 (de) * | 2009-05-27 | 2010-12-02 | Hans-Friedrich Bernstein | Solaranlage für eine Heiz- oder Kühlanlage |
-
2014
- 2014-03-28 JP JP2014067607A patent/JP6529219B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2015
- 2015-03-17 EP EP15769895.2A patent/EP3124894B1/en active Active
- 2015-03-17 ES ES15769895T patent/ES2729299T3/es active Active
- 2015-03-17 PT PT15769895T patent/PT3124894T/pt unknown
- 2015-03-17 WO PCT/JP2015/057818 patent/WO2015146699A1/ja not_active Ceased
- 2015-03-17 MA MA39789A patent/MA39789B1/fr unknown
-
2016
- 2016-09-27 SA SA516371913A patent/SA516371913B1/ar unknown
- 2016-09-28 CL CL2016002448A patent/CL2016002448A1/es unknown
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008014627A (ja) * | 2006-06-30 | 2008-01-24 | United Technol Corp <Utc> | 太陽エネルギ塔システムおよび太陽エネルギ塔で高温溶融塩を使用する方法 |
| WO2011024755A1 (ja) * | 2009-08-24 | 2011-03-03 | 三井造船株式会社 | 太陽光集光システム |
| WO2011024647A1 (ja) * | 2009-08-24 | 2011-03-03 | 国立大学法人東京工業大学 | 太陽光集光システム |
| WO2012156472A1 (de) * | 2011-05-19 | 2012-11-22 | Basf Se | Rohrleitung zur förderung einer salzschmelze |
| WO2013034587A1 (de) * | 2011-09-06 | 2013-03-14 | Basf Se | Rohrleitungssystem und verfahren zur entleerung eines rohrleitungssystems |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| See also references of EP3124894A4 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| SA516371913B1 (ar) | 2021-04-10 |
| JP6529219B2 (ja) | 2019-06-12 |
| CL2016002448A1 (es) | 2017-02-17 |
| ES2729299T3 (es) | 2019-10-31 |
| EP3124894A1 (en) | 2017-02-01 |
| EP3124894A4 (en) | 2017-09-27 |
| JP2015190672A (ja) | 2015-11-02 |
| MA39789A (fr) | 2015-10-01 |
| EP3124894B1 (en) | 2019-05-08 |
| MA39789B1 (fr) | 2019-05-31 |
| PT3124894T (pt) | 2019-06-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10247174B2 (en) | Solar thermal power generation system and solar thermal power generation method | |
| US9816491B2 (en) | Solar power system and method therefor | |
| US20080066736A1 (en) | Method and apparatus for solar energy storage system using gas and rock | |
| CN103903659A (zh) | 浮动核电站非能动余热排出系统 | |
| CN108007247B (zh) | 一种外置加热式熔盐储热系统 | |
| JP2014092086A (ja) | 太陽熱発電プラント及び太陽熱蓄熱放熱装置 | |
| WO2020116168A1 (ja) | 太陽熱発電システム | |
| US20130306058A1 (en) | Steam generation system | |
| AU2015214956B2 (en) | Method for operating a linearly concentrating solar power plant, and linearly concentrating solar power plant | |
| WO2015146698A1 (ja) | 熱媒排出装置および熱媒排出方法 | |
| CN103635757A (zh) | 太阳能热水器 | |
| JP6378520B2 (ja) | 熱媒排出装置 | |
| JP6249677B2 (ja) | 冷却装置 | |
| WO2015146699A1 (ja) | 熱媒排出装置および熱媒排出方法 | |
| KR101729573B1 (ko) | 용융염볼을 이용한 축열장치 | |
| JP6640609B2 (ja) | 太陽熱発電システム及び太陽熱発電方法 | |
| Eickhoff et al. | New operating strategies for molten salt in line focusing solar fields-Daily drainage and solar receiver preheating | |
| JP2015190674A (ja) | 熱媒排出装置 | |
| WO2014101762A1 (zh) | 一种应用于太阳能热利用系统的双传热结构 | |
| JP5361079B2 (ja) | 水素冷却装置の冷却方法 | |
| CN107166758A (zh) | 节电型重力排盐式光热场及控制方法 | |
| US20140054012A1 (en) | System and method for recovery and cooling of steam and high temperature condensate | |
| JP2013113218A (ja) | 発電設備のドレン回収装置 | |
| JPWO2016194124A1 (ja) | 太陽熱収集システム |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 15769895 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
| REEP | Request for entry into the european phase |
Ref document number: 2015769895 Country of ref document: EP |
|
| WWE | Wipo information: entry into national phase |
Ref document number: 2015769895 Country of ref document: EP |
|
| WWE | Wipo information: entry into national phase |
Ref document number: 516371913 Country of ref document: SA |