發(fā)電供熱裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供能夠?qū)⑻?yáng)能集熱器及燃料鍋爐作為熱源而確保穩(wěn)定的發(fā)電量、不需要大量的補(bǔ)給水的發(fā)電供熱裝置。本發(fā)明的發(fā)電供熱裝置具備：利用蘭金循環(huán)熱機(jī)進(jìn)行發(fā)電并向熱負(fù)荷流體供熱的發(fā)電部（2）；以及熱源部（1），熱源部（1）具備利用太陽(yáng)光使循環(huán)水蒸發(fā)而生成水蒸氣的太陽(yáng)能鍋爐（4），以及使燃料燃燒而使循環(huán)水蒸發(fā)來(lái)生成水蒸氣的燃料鍋爐（5），由將太陽(yáng)能鍋爐（4）生成的水蒸氣及燃料鍋爐（5）生成的水蒸氣導(dǎo)入蒸發(fā)器（18、19），并將從蒸發(fā)器（18、19）流出的水蒸氣凝結(jié)的循環(huán)水回流至太陽(yáng)能鍋爐（4）及燃料鍋爐（5）的封閉流路結(jié)構(gòu)而構(gòu)成。
【專利說(shuō)明】發(fā)電供熱裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及能使用由太陽(yáng)能集熱器及燃料鍋爐產(chǎn)生的蒸氣來(lái)進(jìn)行發(fā)電和供熱的發(fā)電供熱裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]日本專利第4370284號(hào)中記載有如下的發(fā)明:使用以太陽(yáng)能集熱器收集的熱和用生物質(zhì)燃料爐產(chǎn)生的熱而生成高溫的蒸氣，利用該高溫蒸氣驅(qū)動(dòng)蒸氣輪機(jī)而發(fā)電后，利用蒸氣的排熱來(lái)淡化海水。在本發(fā)明中，在中東、北非等的低緯度的干燥地帶，使用太陽(yáng)能來(lái)淡化海水，利用該淡水栽培椰棗等的植物并將從椰棗等產(chǎn)生的植物性廢棄物用作生物質(zhì)燃燒爐的燃料。
[0003]在該先行文獻(xiàn)中記載有如下內(nèi)容:使用以從太陽(yáng)能集熱器供給的高溫的礦物油或熔融鹽為熱源的蒸氣產(chǎn)生器來(lái)生成蒸氣，該蒸氣產(chǎn)生器連接有生物質(zhì)燃燒爐，向在蒸氣產(chǎn)生器中產(chǎn)生的蒸氣傳達(dá)從生物質(zhì)燃燒爐供給的熱。雖未記載該蒸氣產(chǎn)生器的具體結(jié)構(gòu)，但鑒于上述的功能，可考慮蒸氣的流路和生物質(zhì)燃燒爐的燃燒氣體的流路鄰接，在蒸氣與燃燒氣體之間進(jìn)行熱交換而對(duì)蒸氣進(jìn)一步加熱。即，考慮該生物質(zhì)燃燒爐是將飽和蒸氣變?yōu)檫^(guò)熱蒸氣的過(guò)熱器(super heater),而不是使產(chǎn)生的蒸氣量增加的加熱器。
[0004]因此，該系統(tǒng)中的發(fā)電量依賴于在太陽(yáng)能集熱器收集的熱量，存在夜間和陰天時(shí)發(fā)電量下降這樣的問(wèn)題。
[0005]另外，在本發(fā)明中，為了從太陽(yáng)能集熱器或生物質(zhì)燃料鍋爐產(chǎn)生蒸氣，需要大量的水，在設(shè)置于干燥地帶的情況下，僅能夠設(shè)置在河口部等的極為有限的地域?？梢钥紤]用海水作為該水，但將海水導(dǎo)入蒸氣輪機(jī)時(shí)產(chǎn)生腐蝕等的問(wèn)題。另外，基本上海水淡化裝置只能夠設(shè)置在沿岸部分。
[0006]另外，在日本特開2011 - 214430號(hào)中公開了利用蘭金循環(huán)驅(qū)動(dòng)膨脹機(jī)而進(jìn)行發(fā)電的二元發(fā)電裝置，作為其熱源，記載了能夠利用太陽(yáng)能集熱器、生物質(zhì)鍋爐、化石燃料鍋爐等。然而，在該先行文獻(xiàn)中，沒有與熱源側(cè)的具體的設(shè)備結(jié)構(gòu)相關(guān)的公開。這里，在使用太陽(yáng)能集熱器的情況下，也存在晝夜和晴天時(shí)與陰天時(shí)發(fā)電量之差較大這樣的問(wèn)題。另外，該先行文獻(xiàn)對(duì)作為熱源側(cè)的熱介質(zhì)的水的供給和排水的處理沒有進(jìn)行任何教導(dǎo)。
[0007]日本特開2011 — 214451號(hào)中記載有如下的發(fā)電系統(tǒng):在蘭金循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)中，采用在蒸發(fā)器與過(guò)熱器的2階段來(lái)加熱熱介質(zhì)的結(jié)構(gòu)，作為蒸發(fā)器及過(guò)熱器的任一個(gè)的熱源，利用在鍋爐生成的水蒸氣驅(qū)動(dòng)蒸氣輪機(jī)而發(fā)電的發(fā)電系統(tǒng)的排熱，作為蒸發(fā)器及過(guò)熱器的另一個(gè)的熱源，利用在太陽(yáng)能集熱器收集的熱。然而，在該蘭金循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)中，也不能夠較大地改變太陽(yáng)能集熱器的熱與鍋爐的熱的貢獻(xiàn)比例，存在因時(shí)間或天氣導(dǎo)致的發(fā)電量的變動(dòng)大這一問(wèn)題。另外，在該系統(tǒng)中鍋爐也需要大量的補(bǔ)給水。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]鑒于上述問(wèn)題點(diǎn)，本發(fā)明的課題是提供能夠?qū)⑻?yáng)能集熱器及燃料鍋爐作為熱源而確保穩(wěn)定的發(fā)電量、不需要大量的補(bǔ)給水的發(fā)電供熱裝置。
[0009]為了解決上述課題，根據(jù)本發(fā)明的發(fā)電供熱裝置，具有構(gòu)成蘭金循環(huán)熱機(jī)的發(fā)電部以及熱源部，所述發(fā)電部具有:裝入了低沸點(diǎn)熱介質(zhì)的封閉熱介質(zhì)循環(huán)流路；蒸發(fā)器，在所述低沸點(diǎn)介質(zhì)與水蒸氣之間進(jìn)行熱交換而使所述低沸點(diǎn)熱介質(zhì)蒸發(fā)；膨脹機(jī)，將在所述蒸發(fā)器蒸發(fā)的所述低沸點(diǎn)熱介質(zhì)的膨脹力轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)力來(lái)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)；凝結(jié)器，在從所述膨脹機(jī)排出的所述低沸點(diǎn)熱介質(zhì)與熱負(fù)荷流體之間進(jìn)行熱交換，使所述低沸點(diǎn)介質(zhì)凝結(jié)，并且向所述熱負(fù)荷流體供熱；以及，循環(huán)泵，對(duì)在所述凝結(jié)器凝結(jié)的所述低沸點(diǎn)熱介質(zhì)加壓并再供給至所述蒸發(fā)器，所述熱源部具有:利用太陽(yáng)光使循環(huán)水蒸發(fā)而生成水蒸氣的太陽(yáng)能鍋爐，燃燒燃料使所述循環(huán)水蒸發(fā)而生成水蒸氣的燃料鍋爐；以及，封閉流路結(jié)構(gòu)，將所述太陽(yáng)能鍋爐生成的水蒸氣及所述燃料鍋爐生成的水蒸氣導(dǎo)入所述蒸發(fā)器，使從所述蒸發(fā)器流出的所述水蒸氣凝結(jié)的所述循環(huán)水回流至所述太陽(yáng)能鍋爐及燃料鍋爐。
[0010]依據(jù)該結(jié)構(gòu)，熱源部由封閉流路結(jié)構(gòu)構(gòu)成，因而除了補(bǔ)充蒸氣的泄漏等的補(bǔ)給量夕卜，不需要向熱源部補(bǔ)給水。另外，在封閉流路中反復(fù)進(jìn)行蒸發(fā)、凝結(jié)，因而也不需要防腐處理等的水處理。此外，所謂“封閉流路結(jié)構(gòu)”，只要是實(shí)質(zhì)上封閉即可，并非意味著完全封閉而不需要進(jìn)行一切的水補(bǔ)給。
[0011]另外，在本發(fā)明的發(fā)電供熱裝置中，所述太陽(yáng)能鍋爐及所述燃料鍋爐生成的水蒸氣，也可分別經(jīng)由汽水分離器而導(dǎo)入所述蒸發(fā)器。
[0012]依據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠使液相的水通過(guò)太陽(yáng)能鍋爐和燃料鍋爐，因而能夠提高鍋爐中的熱交換的效率。另外，能夠與鍋爐的輸出無(wú)關(guān)地規(guī)定鍋爐的供水量，特別是，能夠不論因時(shí)間或天氣導(dǎo)致的日照條件的變化如何而將對(duì)太陽(yáng)能鍋爐的供水量設(shè)為一定，所以能夠簡(jiǎn)化太陽(yáng)能鍋爐的結(jié)構(gòu)。
[0013]另外，在本發(fā)明的發(fā)電供熱裝置中，也可以是，所述熱源部具備回收從所述蒸發(fā)器流出的所述循環(huán)水的凝結(jié)水槽，用所述汽水分離器分離的所述循環(huán)水回流至所述凝結(jié)水槽，所述凝結(jié)水槽回收的所述循環(huán)水，利用泵供給至所述太陽(yáng)能鍋爐及所述燃料鍋爐。
[0014]依據(jù)該結(jié)構(gòu)，設(shè)置了凝結(jié)水槽，因而循環(huán)水的對(duì)太陽(yáng)能鍋爐及燃料鍋爐的供水的分配變得容易。
[0015]另外，在本發(fā)明的發(fā)電供熱裝置中，也可向所述太陽(yáng)能鍋爐供給既定的設(shè)定流量的所述循環(huán)水。
[0016]依據(jù)該結(jié)構(gòu)，不需要控制向太陽(yáng)能鍋爐供給的循環(huán)水的流量，因而結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。
[0017]另外，在本發(fā)明的發(fā)電供熱裝置中，也可以是，還具有檢測(cè)從所述太陽(yáng)能鍋爐供給的水蒸氣的流量的流量計(jì)，以及控制向所述燃料鍋爐供給的所述循環(huán)水的流量的流量控制裝置，所述流量控制裝置進(jìn)行控制，使得將從所述設(shè)定流量減去從所述太陽(yáng)能鍋爐供給的水蒸氣流量的流量的所述循環(huán)水供給至所述燃料鍋爐。
[0018]依據(jù)該結(jié)構(gòu)，在將供給至蒸發(fā)器的水蒸氣的總量保持大致一定的情況下，使對(duì)燃料鍋爐的供水量與太陽(yáng)能鍋爐的輸出相適應(yīng)地變動(dòng)，因而從燃料鍋爐不會(huì)流出過(guò)剩的熱水。
[0019]另外，在本發(fā)明的發(fā)電供熱裝置中，也可以是，還具有:使通過(guò)各個(gè)所述汽水分離器后的水蒸氣合流的蒸氣匯集器(steam header);檢測(cè)所述蒸氣匯集器內(nèi)的蒸氣壓力的壓力計(jì)；以及控制所述燃料鍋爐的燃燒量的燃燒量控制裝置，所述燃燒量控制裝置進(jìn)行控制，使得所述壓力計(jì)的檢測(cè)值一定。
[0020]依據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠抑制導(dǎo)入所述蒸發(fā)器的蒸氣的壓力變動(dòng)。
[0021]另外，在本發(fā)明的發(fā)電供熱裝置中，也可具有在從所述蒸發(fā)器流出的所述循環(huán)水與所述熱負(fù)荷流體之間進(jìn)行熱交換的旁路熱交換器(bypass heat exchanger)。
[0022]依據(jù)該結(jié)構(gòu)，通過(guò)將從蒸發(fā)器流出的蒸氣或凝結(jié)水保有的熱傳遞到熱負(fù)荷流體，使對(duì)熱負(fù)荷流體的供熱量增大，也能夠提高熱效率。另外，能夠?qū)⑴月窡峤粨Q器中的熱交換溫度設(shè)定為高于凝結(jié)器中的熱交換溫度，因而能夠調(diào)節(jié)熱負(fù)荷流體的溫度。
[0023]另外，在本發(fā)明的發(fā)電供熱裝置中，也可以是，所述太陽(yáng)能鍋爐具有:高沸點(diǎn)熱介質(zhì)進(jìn)行循環(huán)的太陽(yáng)能集熱器；以及在所述高沸點(diǎn)熱介質(zhì)與所述循環(huán)水之間進(jìn)行熱交換而使所述循環(huán)水蒸發(fā)的氣化器。
[0024]依據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠使用一般的太陽(yáng)光集光器來(lái)制造水蒸氣，因而能夠廉價(jià)地構(gòu)成太陽(yáng)能鍋爐。
[0025]另外，在本發(fā)明的發(fā)電供熱裝置中，所述燃料鍋爐可以是生物質(zhì)燃料鍋爐。
[0026]依據(jù)該結(jié)構(gòu)，通過(guò)與太陽(yáng)能鍋爐一起利用生物質(zhì)燃料鍋爐，能夠使整體成為利用可再生能量的系統(tǒng)。由此，不僅能構(gòu)成為對(duì)自然環(huán)境友好的系統(tǒng)，還能夠成為再生能量購(gòu)買制度的對(duì)象。另外，作為生物質(zhì)燃料鍋爐，通過(guò)利用木質(zhì)生物質(zhì)，能夠利用椰棗或甘蔗等的農(nóng)業(yè)廢棄物，能夠提高對(duì)低緯度地域的適應(yīng)性。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0027]圖1是示出本發(fā)明的第I實(shí)施方式的發(fā)電供熱裝置的結(jié)構(gòu)圖。
[0028]圖2是本發(fā)明的第2實(shí)施方式的發(fā)電供熱裝置的結(jié)構(gòu)圖。
[0029]圖3是本發(fā)明的第3實(shí)施方式的發(fā)電供熱裝置的結(jié)構(gòu)圖。
[0030]圖4是本發(fā)明的第4實(shí)施方式的發(fā)電供熱裝置的結(jié)構(gòu)圖。
[0031]圖5是本發(fā)明的第5實(shí)施方式的發(fā)電供熱裝置的結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032]由此，參照附圖的同時(shí)對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。圖1示出作為本發(fā)明的第I實(shí)施方式的發(fā)電供熱裝置的結(jié)構(gòu)。本實(shí)施方式的發(fā)電供熱裝置在進(jìn)行發(fā)電的同時(shí)，對(duì)溫水池或入浴設(shè)施等的溫水浴設(shè)施的溫水(熱負(fù)荷流體)進(jìn)行加熱，即對(duì)溫水供熱。
[0033]該發(fā)電供熱裝置具有:熱源部1，具有裝入循環(huán)水的封閉流路結(jié)構(gòu)，在內(nèi)部使循環(huán)水蒸發(fā)及凝結(jié)；發(fā)電部2，代替氟碳口 >)HFC-245fa，裝入氨、戊烷、乙烷、二甲醚這樣的低沸點(diǎn)熱介質(zhì)，從熱源部I接受熱并利用蘭金循環(huán)熱機(jī)發(fā)電；以及供熱部3，使溫水浴設(shè)施的溫水循環(huán)，從熱源部I及發(fā)電部2接受熱而對(duì)溫水加熱。
[0034]熱源部I具備:用于使循環(huán)水蒸發(fā)而變?yōu)樗魵獾奶?yáng)能鍋爐4 ;以及作為燃料鍋爐的一種的生物質(zhì)鍋爐5。太陽(yáng)能鍋爐4例如具備:塔式、槽(卜9 7 )式、菲涅爾(7木>
式等的太陽(yáng)能集熱器6 ;使由固體金屬氧化物、導(dǎo)熱油類、熔融鹽類、金屬氫氧化物等構(gòu)成的高沸點(diǎn)熱介質(zhì)以一定的流量在太陽(yáng)能集熱器6循環(huán)的泵7 ；以及在高沸點(diǎn)熱介質(zhì)與循環(huán)水之間進(jìn)行熱交換而使循環(huán)水蒸發(fā)的氣化器8、9。
[0035]另外，熱源部I具有:存積循環(huán)水的第I凝結(jié)水槽10 ;從第I凝結(jié)水槽10向氣化器8、9供給循環(huán)水的給水泵11 ;以及使從氣化器8、9流出的循環(huán)水的氣體成分(水蒸氣)和液體成分(熱水)分尚的第I汽水分尚器12。
[0036]在第I汽水分離器12所分離的液體的循環(huán)水返回第I凝結(jié)水槽10。另一方面，在第I汽水分離器12所分離的水蒸氣供給至蒸氣匯集器14。
[0037]另外，利用供水泵15從第I凝結(jié)水槽10向生物質(zhì)鍋爐5供給循環(huán)水。生物質(zhì)鍋爐5使生物質(zhì)燃料燃燒，利用燃燒熱使循環(huán)水蒸發(fā)。作為生物質(zhì)燃料，除了木質(zhì)片屑或木質(zhì)顆粒之外，例如還有竹片屑或竹顆粒、椰棗或甘蔗的農(nóng)業(yè)廢棄物，小麥或稻谷的糠殼或桿等。當(dāng)然，也可采用不僅使用生物質(zhì)燃料、還能夠并用化石燃料的鍋爐，或僅燃燒化石燃料的鍋爐。
[0038]從生物質(zhì)鍋爐5流出的循環(huán)水利用第2汽水分離器16分離成水蒸氣與熱水，并僅將水蒸氣供給至蒸氣匯集器14。另外，利用第2汽水分離器16分離的熱水回收到第2凝結(jié)水槽17。
[0039]另外，本實(shí)施方式的發(fā)電供熱裝置具有:在熱源部I與發(fā)電部2之間進(jìn)行熱交換的第I蒸發(fā)器18及第2蒸發(fā)器19 ；以及在熱源部I與供熱部3之間進(jìn)行熱交換的旁路熱交換器20。
[0040]在熱源部I的流路結(jié)構(gòu)中，從蒸氣匯集器14將水蒸氣供給至第I蒸發(fā)器18及第2蒸發(fā)器19，從第I蒸發(fā)器18及第2蒸發(fā)器19流出的循環(huán)水(水蒸氣和/或水蒸氣凝結(jié)的凝結(jié)水)被導(dǎo)入第2凝結(jié)水槽17。另外，存積在第2凝結(jié)水槽17的循環(huán)水利用泵21通過(guò)旁路熱交換器20而回流至第I凝結(jié)水槽10。
[0041]另外，熱源部I具有:檢測(cè)從第I汽水分離器12流向蒸氣匯集器14的蒸氣的流量的流量計(jì)13 ;在蒸氣匯集器14檢測(cè)水蒸氣的壓力的壓力計(jì)22 ;控制向生物質(zhì)鍋爐5供水的供水泵15的吐出量(轉(zhuǎn)速)的流量控制裝置23 ;以及控制生物質(zhì)鍋爐5的燃燒量的燃燒量控制裝置24。在本實(shí)施方式中，將流量控制裝置23與燃燒量控制裝置24作為不同體來(lái)圖示，但也可使它們?yōu)橐惑w。另外，也可不設(shè)置特別的控制裝置，而基于壓力計(jì)或流量計(jì)來(lái)手動(dòng)操作。
[0042]發(fā)電部2由中間設(shè)有第I蒸發(fā)器18及第2蒸發(fā)器19、膨脹機(jī)25、凝結(jié)器26和循環(huán)泵27而成的封閉熱介質(zhì)循環(huán)流路28構(gòu)成。裝入熱介質(zhì)循環(huán)流路28的低沸點(diǎn)熱介質(zhì)，在第I蒸發(fā)器18及第2蒸發(fā)器19中與熱源部I的水蒸氣進(jìn)行熱交換而蒸發(fā)，利用其膨脹力而驅(qū)動(dòng)膨脹機(jī)25。發(fā)電機(jī)29與膨脹機(jī)25連接，膨脹機(jī)25利用發(fā)電機(jī)29將轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)力的低沸點(diǎn)熱介質(zhì)的熱能轉(zhuǎn)換為電力。發(fā)電機(jī)29發(fā)出的電力，經(jīng)由系統(tǒng)連接保護(hù)繼電器30供給至電源系統(tǒng)31。
[0043]第I蒸發(fā)器18及第2蒸發(fā)器19使液體的低沸點(diǎn)熱介質(zhì)蒸發(fā)，但根據(jù)蘭金循環(huán)的設(shè)計(jì)條件，可以是預(yù)熱器與蒸發(fā)器的組合，也可以是蒸發(fā)器與過(guò)熱器的組合。從膨脹機(jī)25排出的低沸點(diǎn)熱介質(zhì)在凝結(jié)器26由在供熱部3中循環(huán)的溫水冷卻，凝結(jié)而變?yōu)橐后w。在凝結(jié)器26液化的低沸點(diǎn)熱介質(zhì)在循環(huán)泵27被加壓，再供給到第I蒸發(fā)器18。
[0044]供熱部3具有存積溫水的溫水浴設(shè)施32，以及將溫水浴設(shè)施32的溫水供給至旁路熱交換器20及凝結(jié)器26的泵33。另外，供熱部3具有冷卻塔34，在凝結(jié)器26的上游側(cè)，向從溫水浴設(shè)施32供給的溫水加入從冷卻塔34供給的冷卻水，在凝結(jié)器26的下游側(cè)，將同量的溫水導(dǎo)入冷卻塔34。為了不使溫水浴設(shè)施32的水質(zhì)變差，冷卻塔34優(yōu)選使用密閉式的水冷或氣冷的冷卻塔。
[0045]另外，送至旁路熱交換器20的溫水與循環(huán)水的凝結(jié)水進(jìn)行熱交換而被加熱，循環(huán)至溫水浴設(shè)施32。
[0046]本實(shí)施方式的發(fā)電供熱裝置謀求以維持發(fā)電量一定的方式進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)。因此，控制發(fā)電部2，使得膨脹機(jī)25的輸出一定。例如，使循環(huán)泵27的流量一定，保持膨脹機(jī)25的供氣壓力及排氣壓力一定，則膨脹機(jī)25的扭矩一定,發(fā)電機(jī)29的發(fā)電量成為一定。因此,熱源部I中的第I蒸發(fā)器18及第2蒸發(fā)器19的水蒸氣或凝結(jié)水的流量可利用發(fā)電部2的控制裝置(未圖示)來(lái)調(diào)節(jié)。采用蘭金循環(huán)熱機(jī)的發(fā)電是公知的，所以省略發(fā)電部2的詳細(xì)控制的說(shuō)明。
[0047]向熱源部I的太陽(yáng)能鍋爐4供水的供水泵11的吐出量(轉(zhuǎn)速)，固定在與太陽(yáng)能鍋爐4的最大能力相當(dāng)?shù)念A(yù)先設(shè)定的設(shè)定流量D (例如lt/h)。因此，從太陽(yáng)能鍋爐4流出的循環(huán)水，通常為水蒸氣與熱水的混合物。第I汽水分離器12將從太陽(yáng)能鍋爐4流出的循環(huán)水分離成水蒸氣與熱水，僅將水蒸氣供給至蒸氣匯集器14。
[0048]流量控制裝置23調(diào)節(jié)向生物質(zhì)鍋爐5供水的供水泵15的吐出量，使得成為從設(shè)定流量D減去流量計(jì)13檢測(cè)的蒸氣的流量A的值(D-A)。由此，使從太陽(yáng)能鍋爐4及生物質(zhì)鍋爐5供給至蒸氣匯集器14的水蒸氣的總計(jì)流量大致為設(shè)定流量D。
[0049]另外，燃燒量控制裝置24控制生物質(zhì)鍋爐5的燃燒量，使得壓力計(jì)22的檢測(cè)值為一定(例如0.26MPaG: 140°C的飽和蒸氣壓)。由此，能夠抑制從蒸氣匯集器14供給至第I蒸發(fā)器18及第2蒸發(fā)器19的水蒸氣的壓力變動(dòng)。
[0050]此外，燃燒量的控制不限于使生物質(zhì)燃料和燃燒空氣的供給量連續(xù)變化，也可以是階段性地使燃燒量變化的控制，或利用多臺(tái)鍋爐的臺(tái)數(shù)控制將壓力計(jì)22的檢測(cè)值保持在一定的壓力范圍(例如0.17?0.26MPaG: 13(Tl40°C的飽和蒸氣壓)之間。當(dāng)然，蒸氣溫度在從蒸氣匯集器14到第I蒸發(fā)器18之間稍有下降。
[0051]這樣，即使太陽(yáng)能鍋爐4的輸出變化，即不論天氣或晝夜，本實(shí)施方式的發(fā)電供熱裝置熱源部I都能夠?qū)⒋笾乱欢ǖ臒峁┙o至發(fā)電部2。
[0052]另外，熱源部I在封閉流路內(nèi)使循環(huán)水在氣相與液相之間變化并循環(huán)。因此，沒有與外部進(jìn)行循環(huán)水的更換，沒有溶融在循環(huán)水中的物質(zhì)的濃縮，不需要經(jīng)常的補(bǔ)給水的供水或定期的排水(7' α —)。當(dāng)然，也可設(shè)置用于壓力過(guò)大的情況的排放閥，或?yàn)榱搜a(bǔ)充因排放或其他的泄漏引起的水量不足而對(duì)第I凝結(jié)水槽10或第2凝結(jié)水槽17供給補(bǔ)給水的注入口。
[0053]另外，本實(shí)施方式具備在從熱源部I的第I蒸發(fā)器18及第2蒸發(fā)器19流出的凝結(jié)水與供熱部3的溫水之間進(jìn)行熱交換的旁路熱交換器20。因此，最終從熱源部I供給至供熱部3的熱量能夠大于凝結(jié)器26可供給的熱量。此外，在相比發(fā)電量而減少供給至供熱部3的熱量的情況下，利用冷卻塔34消耗熱。
[0054]而且，在旁路熱交換器20中，可使供熱部3的溫水的溫度高于凝結(jié)器26。
[0055]這樣，在本實(shí)施方式的發(fā)電供熱裝置中，通過(guò)具備旁路熱交換器20，能夠高效率地利用熱能，因而能夠進(jìn)一步提高發(fā)電供熱裝置整體的熱效率。
[0056]此外，由發(fā)電部2發(fā)出的電力，可與系統(tǒng)連接而售賣給電力公司等，也可自家消費(fèi)。另外，也可供給至小規(guī)模村落。[0057]圖2示出作為本發(fā)明的第2實(shí)施方式的發(fā)電供熱裝置的結(jié)構(gòu)。此外，在以后的說(shuō)明中，對(duì)與先前說(shuō)明的實(shí)施方式相同的結(jié)構(gòu)單元標(biāo)記相同符號(hào)，并省略重復(fù)的說(shuō)明。
[0058]在本實(shí)施方式中，燃燒量控制裝置24根據(jù)從流量計(jì)13檢測(cè)的太陽(yáng)能鍋爐4供給的水蒸氣的流量A，將生物質(zhì)鍋爐5的燃燒量設(shè)定為使從設(shè)定流量D減去流量A的量(D-A)的循環(huán)水蒸發(fā)所需要的熱量。在該情況下，若使供給至蒸發(fā)器18、19的水蒸氣的壓力維持一定，需要調(diào)節(jié)蒸發(fā)器18、19的凝結(jié)水流量，需要根據(jù)熱源部I的狀態(tài)調(diào)節(jié)發(fā)電部2的運(yùn)轉(zhuǎn)。但是，從熱源部I供給的熱量大致一定，因而可視為發(fā)電部2的發(fā)電量也大致一定。
[0059]另外，本實(shí)施方式的蒸氣匯集器14具有氣水分離功能。生物質(zhì)鍋爐5被控制供水量與燃燒量，因而從生物質(zhì)鍋爐5供給的水蒸氣所含有的熱水并不那么多。因此，即使不在從生物質(zhì)鍋爐5供給水蒸氣的線路設(shè)置汽水分離器，也可利用蒸氣匯集器14進(jìn)行充分的氣水分離。另外，在本實(shí)施方式中，在蒸氣匯集器14分離的熱水回流至第2凝結(jié)水槽17。
[0060]通過(guò)將第I凝結(jié)水槽10設(shè)為與蒸氣匯集器14的壓力相同的壓力(例如0.26MPa)，能夠保持在第I汽水分離器12及蒸氣匯集器14分離的熱水的溫度(例如140°C )，不廢棄熱地將向太陽(yáng)能鍋爐4及生物質(zhì)鍋爐5供水。
[0061]在圖3中示出作為本發(fā)明的第3實(shí)施方式的發(fā)電供熱裝置的結(jié)構(gòu)。在本實(shí)施方式中，省略蒸氣匯集器14及旁路熱交換器20。另外，供熱部3使塑料溫室35的溫水循環(huán)。而且，向生物質(zhì)鍋爐5供水的泵15的流量固定在設(shè)定流量D，生物質(zhì)鍋爐5的燃燒量由操作員手動(dòng)設(shè)定。
[0062]另外，本實(shí)施方式的發(fā)電部2的發(fā)電機(jī)29發(fā)出的電力被供給至蓄電池36，獨(dú)立于電力公司的送電網(wǎng)。就是說(shuō)，本實(shí)施方式可謀求在發(fā)展中國(guó)家等的電力系統(tǒng)弱的地域、或孤島或偏僻地方的設(shè)置。蓄電池36能夠利用NaS電池或鋰電池等任意結(jié)構(gòu)的電池。通過(guò)從該蓄電池36供給發(fā)電供熱裝置自身的控制所需的電力，不用從電力公司接受電力供給，就能夠單獨(dú)進(jìn)行發(fā)電及供電。另外，發(fā)電供熱裝置也可具備預(yù)備的發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)。
[0063]在本實(shí)施方式的發(fā)電供熱裝置中，從熱源部I向第I蒸發(fā)器18及第2蒸發(fā)器19供給的水蒸氣的流量隨日照條件或操作員的設(shè)定而變動(dòng)。因此，發(fā)電部2的發(fā)電機(jī)29的發(fā)電量發(fā)生變遷。然而，通過(guò)使生物質(zhì)鍋爐5的燃燒量為一定以上，能夠避免發(fā)電量的極端的下降，另外，只要操作員與天氣或晝夜的差別相應(yīng)地大體設(shè)定生物質(zhì)鍋爐5的燃燒量，則也能夠確保比較穩(wěn)定的發(fā)電量。
[0064]此外，在本實(shí)施方式中，也可如第I實(shí)施方式或第2實(shí)施方式那樣設(shè)置流量計(jì)13及壓力計(jì)22，操作員基于它們的檢測(cè)值手動(dòng)調(diào)整生物質(zhì)鍋爐5的燃燒量。另外，也可從壓力或溫度等的其他檢測(cè)值通過(guò)運(yùn)算來(lái)算出流量。另外，通過(guò)檢測(cè)在汽水分離器12分離的熱水的流量，也能夠算出水蒸氣的流量。
[0065]圖4示出作為本發(fā)明的第4實(shí)施方式的發(fā)電供熱裝置的結(jié)構(gòu)。在本實(shí)施方式中，太陽(yáng)能鍋爐4具有單一的氣化器8，熱源部I與發(fā)電部2之間的熱交換器也只有蒸發(fā)器18。
[0066]在本實(shí)施方式中，調(diào)節(jié)向太陽(yáng)能鍋爐4的氣化器8供水的供水泵11的吐出量，使得氣化器8內(nèi)的蒸發(fā)面(液面)保持一定，調(diào)節(jié)向生物質(zhì)鍋爐5供水的供水泵15的吐出量，使得生物質(zhì)鍋爐5內(nèi)的蒸發(fā)面保持一定。另外，本實(shí)施方式的燃燒量控制裝置24控制生物質(zhì)鍋爐5的燃燒量，使得將水蒸氣供給至蒸發(fā)器18的配管的壓力維持在既定的設(shè)定壓力。
[0067]另外，在圖示的本實(shí)施方式的發(fā)電供熱裝置中，雖未明示在供熱部3的凝結(jié)器26接受的熱的供熱目的地，但除了第1、第2實(shí)施方式的溫水浴設(shè)施或第3實(shí)施方式的塑料溫室等的農(nóng)業(yè)設(shè)施外，也能夠?qū)σ话慵彝セ蚬I(yè)設(shè)施進(jìn)行用于供熱水、融雪等的供熱。
[0068]圖5示出作為本發(fā)明的第5實(shí)施方式的發(fā)電供熱裝置的結(jié)構(gòu)。在本實(shí)施方式中，太陽(yáng)能鍋爐4構(gòu)成為不使用高沸點(diǎn)熱介質(zhì)，而利用太陽(yáng)能對(duì)循環(huán)水直接加熱來(lái)產(chǎn)生水蒸氣。
[0069]另外，在本實(shí)施方式中，流量計(jì)13在用于將水蒸氣供給至來(lái)自太陽(yáng)能鍋爐4的水蒸氣與來(lái)自生物質(zhì)鍋爐5的水蒸氣合流后的凝結(jié)器18的配管中檢測(cè)水蒸氣的流量。而且，燃燒量控制裝置24調(diào)節(jié)生物質(zhì)鍋爐5的燃燒量，使得供給至凝結(jié)器18的水蒸氣的流量保持為一定的值。
[0070]如這些實(shí)施方式所示，本申請(qǐng)發(fā)明中的控制的細(xì)節(jié)，只要是本領(lǐng)域技術(shù)人員就可進(jìn)行適當(dāng)設(shè)計(jì)，并不限于上述的實(shí)施方式所示。另外，各實(shí)施方式的細(xì)節(jié)可基于本領(lǐng)域技術(shù)人員的技術(shù)常識(shí)進(jìn)行相互置換、組合。
【權(quán)利要求】
1.一種發(fā)電供熱裝置， 所述發(fā)電供熱裝置具有構(gòu)成蘭金循環(huán)熱機(jī)的發(fā)電部和熱源部， 所述發(fā)電部具有: 裝入了低沸點(diǎn)熱介質(zhì)的封閉熱介質(zhì)循環(huán)流路； 蒸發(fā)器，在所述低沸點(diǎn)介質(zhì)與水蒸氣之間進(jìn)行熱交換而使所述低沸點(diǎn)熱介質(zhì)蒸發(fā)； 膨脹機(jī)，將在所述蒸發(fā)器蒸發(fā)的所述低沸點(diǎn)熱介質(zhì)的膨脹力轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)力來(lái)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)； 凝結(jié)器，在從所述膨脹機(jī)排出的所述低沸點(diǎn)熱介質(zhì)與熱負(fù)荷流體之間進(jìn)行熱交換，使所述低沸點(diǎn)介質(zhì)凝結(jié)，并且向所述熱負(fù)荷流體供熱；以及 循環(huán)泵，對(duì)在所述凝結(jié)器凝結(jié)的所述低沸點(diǎn)熱介質(zhì)加壓而再供給至所述蒸發(fā)器， 所述熱源部具有: 利用太陽(yáng)光使循環(huán)水蒸發(fā)而生成水蒸氣的太陽(yáng)能鍋爐； 燃燒燃料使所述循環(huán)水蒸發(fā)而生成水蒸氣的燃料鍋爐；以及 封閉流路結(jié)構(gòu)，將所述太陽(yáng)能鍋爐生成的水蒸氣及所述燃料鍋爐生成的水蒸氣導(dǎo)入所述蒸發(fā)器，使從所述蒸發(fā)器流出的所述水蒸氣凝結(jié)的所述循環(huán)水回流至所述太陽(yáng)能鍋爐及燃料鍋爐。
2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)電供熱裝置， 所述太陽(yáng)能鍋爐及所述燃料鍋爐生`成的水蒸氣分別經(jīng)由汽水分離器供給至所述蒸發(fā)器。
3.如權(quán)利要求2所述的發(fā)電供熱裝置， 所述熱源部具備回收從所述蒸發(fā)器流出的所述循環(huán)水的凝結(jié)水槽， 由所述汽水分離器分離的所述循環(huán)水回流至所述凝結(jié)水槽， 所述凝結(jié)水槽回收的所述循環(huán)水，利用泵供給至所述太陽(yáng)能鍋爐及所述燃料鍋爐。
4.如權(quán)利要求2所述的發(fā)電供熱裝置， 將既定的設(shè)定流量的所述循環(huán)水供給至所述太陽(yáng)能鍋爐。
5.如權(quán)利要求4所述的發(fā)電供熱裝置，還具有: 檢測(cè)從所述太陽(yáng)能鍋爐供給的水蒸氣的流量的流量計(jì)；以及 控制供給至所述燃料鍋爐的所述循環(huán)水的流量的流量控制裝置， 所述流量控制裝置進(jìn)行控制，使得將從所述設(shè)定流量減去從所述太陽(yáng)能鍋爐供給的水蒸氣流量的流量的所述循環(huán)水供給至所述燃料鍋爐。
6.如權(quán)利要求2所述的發(fā)電供熱裝置，還具有: 使通過(guò)各個(gè)所述汽水分離器后的水蒸氣合流的蒸氣匯集器； 檢測(cè)所述蒸氣匯集器內(nèi)的蒸氣壓力的壓力計(jì)；以及 控制所述燃料鍋爐的燃燒量的燃燒量控制裝置， 所述燃燒量控制裝置進(jìn)行控制，使得所述壓力計(jì)的檢測(cè)值為一定。
7.如權(quán)利要求1所述的發(fā)電供熱裝置，具有: 在從所述蒸發(fā)器流出的所述循環(huán)水與所述熱負(fù)荷流體之間進(jìn)行熱交換的旁路熱交換器。
8.如權(quán)利要求1所述的發(fā)電供熱裝置，所述太陽(yáng)能鍋爐具有:高沸點(diǎn)熱介質(zhì)進(jìn)行循環(huán)的太陽(yáng)能集熱器；以及在所述高沸點(diǎn)熱介質(zhì)與所述循環(huán)水之間進(jìn)行熱交換而使所述循環(huán)水蒸發(fā)的氣化器。
9.如權(quán)利要求1所述的發(fā)電供熱裝置， 所述燃料鍋爐 是生物質(zhì)燃料鍋爐。
【文檔編號(hào)】F01K11/00GK103670554SQ201310383180
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年8月29日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月29日
【發(fā)明者】松村昌義, 猿田浩樹, 足立成人, 西村真 申請(qǐng)人:株式會(huì)社神戶制鋼所