組合了發(fā)電裝置和淡水化裝置的系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種組合了發(fā)電裝置和淡水化裝置的系統(tǒng)。在組合了發(fā)電裝置和淡水化裝置的系統(tǒng)中，發(fā)電裝置具備循環(huán)回路和發(fā)電機，所述循環(huán)回路串聯(lián)地連接著第一熱交換器、膨脹機、具有空間且使海水蒸發(fā)而產(chǎn)生水蒸汽的第二熱交換器和動作介質(zhì)泵；淡水化裝置具備吸引空間內(nèi)的氣體的吸引泵、驅(qū)動吸引泵以使空間內(nèi)的氣壓成為飽和水蒸汽壓的控制裝置、使從空間導(dǎo)入的水蒸汽冷凝的冷凝器、和儲存由冷凝器冷凝后的淡水（W）的淡水儲存箱。
【專利說明】組合了發(fā)電裝置和淡水化裝置的系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及組合了發(fā)電裝置和淡水化裝置的系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]以往，已知有進行發(fā)電并從海水生成淡水(造水)的系統(tǒng)。例如，在日本.特開2007 - 309295號中，公開了組合了發(fā)電裝置和淡水化裝置的系統(tǒng)。上述發(fā)電裝置具備循環(huán)回路和發(fā)電機，所述循環(huán)回路串聯(lián)連接著使動作介質(zhì)蒸發(fā)的第一熱交換器、設(shè)在該第一熱交換器的下游側(cè)的膨脹機、使從該膨脹機排出的動作介質(zhì)與從外部供給的海水熱交換的第二熱交換器和將從該第二熱交換器流出的動作介質(zhì)向上述第一熱交換器輸送的動作介質(zhì)泵，所述發(fā)電機連接在上述膨脹機上。上述淡水化裝置具備向上述第二熱交換器導(dǎo)入海水的海水導(dǎo)入流路、具有反浸透膜且從經(jīng)由第二熱交換器后的海水得到淡水的反浸透膜裝置、將經(jīng)由第二熱交換器后的海水加壓而向上述反浸透膜裝置輸送的加壓泵、和將由反浸透膜裝置擠出的淡水回收的淡水回收箱。
[0003]在上述發(fā)電裝置中，通過在上述循環(huán)回路中循環(huán)的動作介質(zhì)驅(qū)動上述膨脹機，由此從上述發(fā)電機產(chǎn)生電力。在上述淡水化裝置中，通過將由加壓泵加壓后的海水向反浸透膜裝置輸送，從該反浸透膜裝置的反浸透膜擠出淡水。
[0004]在上述系統(tǒng)中使用的反浸透膜裝置為了防止反浸透膜的功能下降，被要求該反浸透膜的定期的維護。進而，與該反浸透膜裝置一起使用的加壓泵為了從反浸透膜擠出淡水而需要將海水加壓到非常高壓，因此，有在該加壓泵的驅(qū)動中需要非常大的電力的問題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明的目的是提供一種能夠不使用反浸透膜裝置而生成淡水的組合了發(fā)電裝置和淡水化裝置的系統(tǒng)。
[0006]作為用來解決上述課題的手段，本發(fā)明是一種組合了發(fā)電裝置和淡水化裝置的系統(tǒng)，上述發(fā)電裝置具備:循環(huán)回路，串聯(lián)地連接著第一熱交換器、膨脹機、第二熱交換器和動作介質(zhì)泵，所述第一熱交換器通過使從外部供給的發(fā)電用熱介質(zhì)與動作介質(zhì)熱交換而使該動作介質(zhì)蒸發(fā)，所述膨脹機使上述動作介質(zhì)膨脹，所述第二熱交換器具有規(guī)定的空間，通過使上述動作介質(zhì)與從外部供給到上述空間中的海水熱交換而使該動作介質(zhì)冷凝，并使上述海水蒸發(fā)而產(chǎn)生水蒸汽，所述動作介質(zhì)泵將由上述第二熱交換器冷凝后的動作介質(zhì)向上述第一熱交換器輸送；和發(fā)電機，通過上述動作介質(zhì)在上述膨脹機內(nèi)膨脹而被驅(qū)動；上述淡水化裝置具備；吸引泵，吸引上述第二熱交換器的上述空間內(nèi)的氣體；控制裝置，控制上述吸引泵的驅(qū)動；冷凝器，通過使從外部供給的冷卻介質(zhì)與從上述第二熱交換器的上述空間導(dǎo)入的水蒸汽熱交換，使該水蒸汽冷凝；和淡水儲存箱，儲存由上述冷凝器冷凝后的淡水。
[0007]根據(jù)本發(fā)明，由于通過使上述第二熱交換器的空間內(nèi)的海水蒸發(fā)而產(chǎn)生水蒸汽、通過用上述冷凝器使該水蒸汽冷凝而生成淡水，所以能夠?qū)⒁酝菢拥姆唇改ぱb置省略，由此，不再需要反浸透膜的維護及在其驅(qū)動中需要非常大的電力的加壓泵。特別是，在本發(fā)明中，由于上述控制裝置進行吸引泵的驅(qū)動控制以使例如上述第二熱交換器的空間內(nèi)的氣壓成為飽和水蒸汽壓，所以該空間內(nèi)的海水通過從上述動作介質(zhì)接受熱而立即蒸發(fā)。這樣產(chǎn)生的充分的量的水蒸汽被向上述冷凝器引導(dǎo)，在該冷凝器中被冷凝。即，在本發(fā)明中，通過由上述吸引泵使上述空間內(nèi)的氣壓下降，促進該空間內(nèi)的海水的蒸發(fā)，所以生成充分量的淡水。進而，由于上述吸引泵是能夠?qū)⑸鲜隹臻g內(nèi)的氣壓降低到飽和水蒸汽壓的程度的動力就足夠，所以與以往那樣用來從反浸透膜將淡水?dāng)D出的加壓泵相比，能夠削減需要的電力。
[0008]在此情況下，優(yōu)選的是，上述控制裝置定期地驅(qū)動上述吸引泵。
[0009]這樣，通過定期地驅(qū)動上述吸引泵的簡單的控制，能夠在抑制造水效率的下降的同時、降低上述吸引泵的驅(qū)動電力。如果將上述吸引泵總是驅(qū)動，則雖然造水效率成為最大，但上述吸引泵的驅(qū)動電力變大。另一方面，如果例如在上述空間內(nèi)的氣壓成為飽和水蒸汽壓后將上述吸引泵的驅(qū)動完全停止，則雖然能夠降低上述吸引泵的驅(qū)動電力，但外部氣體侵入到上述第二熱交換器的空間內(nèi)等，該空間內(nèi)的氣壓上升，擔(dān)心該空間內(nèi)的海水的蒸發(fā)量、即造水效率下降。相對于此，通過定期地驅(qū)動上述吸引泵而使上述空間內(nèi)的氣壓成為飽和水蒸汽壓左右，促進該空間內(nèi)的海水的蒸發(fā)，所以能夠在抑制造水效率的下降的同時、降低上述吸引泵的驅(qū)動電力。此外，由于是定期地驅(qū)動吸引泵的簡單的控制，所以能夠便宜地導(dǎo)入。
[0010]此外，在本發(fā)明中，優(yōu)選的是，上述淡水化裝置還具有壓力傳感器，所述壓力傳感器檢測上述第二熱交換器的上述空間內(nèi)的氣壓；上述控制裝置當(dāng)由上述壓力傳感器檢測出的值成為比上述空間內(nèi)的水蒸汽的飽和水蒸汽壓高的規(guī)定值時，控制上述吸引泵的驅(qū)動，以使上述空間內(nèi)的氣壓成為飽和水蒸汽壓。
[0011]如果這樣，則與定期地驅(qū)動上述吸引泵的情況相比，能夠在進一步抑制造水效率的下降的同時、進一步抑制上述吸引泵的驅(qū)動電力。即，當(dāng)由上述壓力傳感器檢測出的值成為比上述空間內(nèi)的氣體的飽和水蒸汽壓高的規(guī)定值時，驅(qū)動上述吸引泵而使上述空間內(nèi)的氣壓成為飽和水蒸汽壓，所以上述空間內(nèi)的氣壓總是被保持在上述規(guī)定值與飽和水蒸汽壓之間。由此，能夠在維持較高的造水效率的同時、降低上述吸引泵的驅(qū)動電力。
[0012]此外，在本發(fā)明中，優(yōu)選的是，上述淡水化裝置還具有溫度傳感器，所述溫度傳感器檢測上述第二熱交換器的上述空間內(nèi)的溫度；上述控制裝置根據(jù)由上述溫度傳感器檢測出的溫度計算該溫度下的飽和水蒸汽壓，將計算出的上述飽和水蒸汽壓作為上述空間內(nèi)的水蒸汽的上述飽和水蒸汽壓，控制上述吸引泵的驅(qū)動。
[0013]如果這樣，則能夠根據(jù)上述空間內(nèi)的溫度更正確地求出飽和水蒸汽壓，所以能夠在維持較高的造水效率的同時，進一步提高使上述吸引泵的驅(qū)動電力降低的性能。
[0014]此外，在本發(fā)明中，優(yōu)選的是，上述淡水化裝置還具備:蒸發(fā)器，通過使從外部供給的淡水化用熱介質(zhì)與海水熱交換，使該海水蒸發(fā)；蒸發(fā)器用泵，將海水向上述蒸發(fā)器送入；第一導(dǎo)入流路，將由上述蒸發(fā)器產(chǎn)生的水蒸汽向上述第一熱交換器引導(dǎo)，以利用該水蒸汽作為上述第一熱交換器的發(fā)電用熱介質(zhì)；和第二導(dǎo)入流路，將由上述第一熱交換器冷凝后的淡水向上述淡水儲存箱弓I導(dǎo)。
[0015]如果這樣，則由于使用通過上述蒸發(fā)器中的海水的蒸發(fā)產(chǎn)生的水蒸汽作為上述第一熱交換器的發(fā)電用熱介質(zhì)，并且該水蒸汽通過與上述動作介質(zhì)熱交換而冷凝，成為淡水而被向上述淡水儲存箱引導(dǎo)，所以能夠有效率地使造水量增加。換言之，在該發(fā)明中，追加了通過使在上述第二熱交換器的空間內(nèi)產(chǎn)生的水蒸汽冷凝得到淡水的造水系統(tǒng)不同的造水系統(tǒng)，但該追加的造水系統(tǒng)兼具備將上述動作介質(zhì)加熱的功能和造水的功能。
[0016]此外，在本發(fā)明中，優(yōu)選的是，使用海水作為上述冷凝器的冷卻介質(zhì)。
[0017]如果這樣，則不再需要作為上述冷卻介質(zhì)而特別準備專用的介質(zhì)，所以能夠削減淡水化的制造成本。
[0018]此外，在本發(fā)明中，優(yōu)選的是，上述淡水化裝置還具備太陽能集熱器，所述太陽能集熱器用來將向上述蒸發(fā)器供給的淡水化用熱介質(zhì)加熱。
[0019]如果這樣，則與使化石燃料燃燒而將淡水化用熱介質(zhì)加熱的情況相比，能夠防止
二氧化碳等的發(fā)生。
[0020]如以上這樣，根據(jù)本發(fā)明，能夠提供能夠不使用反浸透膜裝置而生成淡水的組合了發(fā)電裝置和淡水化裝置的系統(tǒng)。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]圖1是表示本發(fā)明的一實施方式的組合了發(fā)電裝置和淡水化裝置的系統(tǒng)的概略的圖。
[0022]圖2是表示圖1所示的系統(tǒng)的變形例的主要部的圖。
【具體實施方式】
[0023]參照圖1，對本發(fā)明的一實施方式的組合了發(fā)電裝置100和淡水化裝置200的系統(tǒng)進行說明。
[0024]發(fā)電裝置100具備動作介質(zhì)循環(huán)的循環(huán)回路10和發(fā)電機15。另外，作為上述動作介質(zhì)，使用沸點比水低的動作介質(zhì)(例如R245fa)。
[0025]循環(huán)回路10是經(jīng)由配管串聯(lián)連接著使動作介質(zhì)蒸發(fā)的第一熱交換器11、使動作介質(zhì)膨脹的膨脹機12、使從膨脹機12排出的動作介質(zhì)冷凝的第二熱交換器13、和將由第二熱交換器13冷凝后的動作介質(zhì)向第一熱交換器11輸送的動作介質(zhì)泵14的閉回路。
[0026]第一熱交換器11使液態(tài)的動作介質(zhì)蒸發(fā)、使其成為潮濕蒸汽、飽和蒸汽或過熱蒸汽。第一熱交換器11具有動作介質(zhì)流動的動作介質(zhì)流路11a、和從外部的熱源供給的發(fā)電用熱介質(zhì)流動的熱介質(zhì)流路lib。動作介質(zhì)流路Ila連接在循環(huán)回路10的配管上。S卩，動作介質(zhì)流路Ila的一端連接在設(shè)于動作介質(zhì)泵14與第一熱交換器11之間的配管上，動作介質(zhì)流路Ila的另一端連接在設(shè)于第一熱交換器11與膨脹機12之間的配管上。在動作介質(zhì)流路Ila中流動的動作介質(zhì)通過與在熱介質(zhì)流路Ilb中流動的發(fā)電用熱介質(zhì)熱交換而蒸發(fā)。在本實施方式中，作為在熱介質(zhì)流路Ilb中流動的發(fā)電用熱介質(zhì)，使用如后述那樣通過以太陽能為熱源的太陽能集熱器40生成的水蒸汽M。但是，該發(fā)電用熱介質(zhì)并不限定于此。
[0027]膨脹機12設(shè)在循環(huán)回路10中的第一熱交換器11的下游側(cè)，通過使由第一熱交換器11蒸發(fā)的動作介質(zhì)膨脹，從該動作介質(zhì)取出動能。在本實施方式中，作為膨脹機12而使用螺桿膨脹機。螺桿膨脹機在形成于膨脹機的殼體內(nèi)的轉(zhuǎn)子室(未圖示)中收容有陰陽一對的螺桿轉(zhuǎn)子(未圖示)。在該螺桿膨脹機中，通過從形成在上述殼體上的吸氣口供給到上述轉(zhuǎn)子室中的動作介質(zhì)的膨脹力，上述螺桿轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。然后，通過在上述轉(zhuǎn)子室內(nèi)膨脹而壓力下降后的動作介質(zhì)被從形成在上述殼體上的排出口排出。在本實施方式中，從該排出口排出后的動作介質(zhì)的溫度是約60°C。另外，膨脹機12并不限定于螺桿膨脹機，也可以是渦旋膨脹機等。
[0028]第二熱交換器13具有形成有規(guī)定的空間13a的主體部、和以經(jīng)過該空間13a內(nèi)的方式設(shè)置、動作介質(zhì)在其內(nèi)部流動的動作介質(zhì)流路13b。動作介質(zhì)流路13b連接在循環(huán)回路10的配管上。即，動作介質(zhì)流路13b的一端連接在設(shè)于膨脹機12與第二熱交換器13之間的配管上，動作介質(zhì)流路13b的另一端連接在設(shè)于第二熱交換器13與動作介質(zhì)泵14之間的配管上。通過從外部將表層的海水S供給到該空間13a內(nèi)，動作介質(zhì)流路13b被浸潰在該海水S中。第二熱交換器13通過使供給到空間13a中的海水S與在動作介質(zhì)流路13b內(nèi)流動的動作介質(zhì)熱交換，使該動作介質(zhì)冷凝。此時，上述海水S蒸發(fā)而在空間13a內(nèi)產(chǎn)生水蒸汽M，但關(guān)于該水蒸汽M在后面敘述。從膨脹機12排出的氣態(tài)的動作介質(zhì)、例如60°C、200kPa左右的動作介質(zhì)流入到該第二熱交換器13的動作介質(zhì)流路13b中。然后，從該動作介質(zhì)流路13b，流出通過與海水S熱交換而冷凝的液態(tài)的動作介質(zhì)、例如33°C、200kPa左右的動作介質(zhì)。
[0029]動作介質(zhì)泵14設(shè)在循環(huán)回路10中的第二熱交換器13的下游側(cè)(第二熱交換器13與第一熱交換器11之間)，用來使動作介質(zhì)在循環(huán)回路10內(nèi)循環(huán)。該動作介質(zhì)泵14將由第二熱交換器13冷凝后的液態(tài)的動作介質(zhì)加壓到規(guī)定的壓力并向第一熱交換器11送出。作為動作介質(zhì)泵14，使用具備葉輪作為轉(zhuǎn)子的離心泵、或轉(zhuǎn)子由一對齒輪構(gòu)成的齒輪泵等。
[0030]發(fā)電機15連接在膨脹機12上，通過在膨脹機12內(nèi)動作介質(zhì)膨脹、驅(qū)動上述螺桿轉(zhuǎn)子，而被驅(qū)動。具體而言，發(fā)電機15具有連接在膨脹機12的一對螺桿轉(zhuǎn)子中的一方上的旋轉(zhuǎn)軸，通過該旋轉(zhuǎn)軸隨著上述螺桿轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生電力。在本實施方式中，從該發(fā)電機15能得到約IOOkW的發(fā)電量。
[0031]接著，對淡水化裝置200進行說明。該淡水化裝置200具有第一造水系統(tǒng)201、第二造水系統(tǒng)202、和儲存淡水W的淡水儲存箱203。第一造水系統(tǒng)201是利用在第二熱交換器13的空間13a內(nèi)產(chǎn)生的水蒸汽M造水的系統(tǒng)，第二造水系統(tǒng)202是利用在后述的蒸發(fā)器33的空間33a內(nèi)產(chǎn)生的水蒸汽M造水的系統(tǒng)。
[0032]第一造水系統(tǒng)201具備氣體在其內(nèi)部流動的氣體流路20、吸引氣體的吸引泵21、通過使從外部供給的作為冷卻介質(zhì)的海水S與水蒸汽M熱交換而使該水蒸汽M冷凝的冷凝器22、將第二熱交換器13的空間13a內(nèi)的水蒸汽M向冷凝器22導(dǎo)入的水蒸汽導(dǎo)入流路23、冷卻介質(zhì)在內(nèi)部流動的冷卻介質(zhì)流路24、設(shè)在該冷卻介質(zhì)流路24上的冷凝器用泵25、將由冷凝器22冷凝后的淡水向淡水儲存箱203導(dǎo)入的淡水導(dǎo)入流路27、設(shè)在該淡水導(dǎo)入流路27上的淡水送出泵28、對第二熱交換器13的空間13a補充海水S的海水補充流路29、設(shè)在該海水補充流路29上、將海水S向空間13a送入的第二熱交換器用泵30、控制裝置31、檢測第二熱交換器13的空間13a內(nèi)的溫度的溫度傳感器32a、和檢測第二熱交換器13的空間13a內(nèi)的氣壓的壓力傳感器32b。第二造水系統(tǒng)202具備通過使從外部供給的淡水化用熱介質(zhì)與海水S熱交換、使淡水化用熱介質(zhì)冷凝并使該海水S蒸發(fā)的蒸發(fā)器33、對蒸發(fā)器33補充海水S的海水補充流路34、設(shè)在該海水補充流路34上的蒸發(fā)器用泵35、將由蒸發(fā)器33產(chǎn)生的水蒸汽M向第一熱交換器11引導(dǎo)的第一導(dǎo)入流路36、將由第一熱交換器11冷凝后的淡水向淡水儲存箱203引導(dǎo)的第二導(dǎo)入流路37、使淡水化用熱介質(zhì)循環(huán)的循環(huán)回路38、設(shè)在該循環(huán)回路38上的循環(huán)泵39、和將淡水化用熱介質(zhì)加熱的太陽能集熱器40。
[0033]首先，對第一造水系統(tǒng)201進行說明。
[0034]冷凝器22具有形成有規(guī)定的空間22a的主體部。氣體流路20的一端連接在空間22a上，在該氣體流路20上設(shè)有吸引泵21。并且，水蒸汽導(dǎo)入流路23將第二熱交換器13的空間13a與冷凝器22的空間22a連接。因此，如果驅(qū)動吸引泵21，則第二熱交換器13的空間13a內(nèi)的氣體經(jīng)過水蒸汽導(dǎo)入流路23及冷凝器22的空間22a被向氣體流路20的另一端側(cè)吐出。
[0035]冷卻介質(zhì)流路24以經(jīng)過空間22a內(nèi)的方式設(shè)置，并且其兩端配置在海水S中。因此，冷凝器用泵25向冷卻介質(zhì)流路24內(nèi)送入海水S。在本實施方式中，該海水S的溫度例如是25°C。另外，在該冷凝器22中使用的冷卻介質(zhì)、即在冷卻介質(zhì)流路24內(nèi)流動的冷卻介質(zhì)并不限定于海水S。
[0036]淡水導(dǎo)入流路27將冷凝器22與淡水儲存箱203連接，淡水送出泵28將冷凝器22內(nèi)的淡水W向淡水儲存箱203送入。
[0037]海水補充流路29是用來向第二熱交換器13的空間13a補充海水S的流路。在本實施方式中，該海水S的溫度例如是25°C。但是，向空間13a補充的海水S也可以是低溫的海水、即深層的海水S。這是因為能從發(fā)電機15得到更多的電力的理由。S卩，這是因為，膨脹機12的排出側(cè)的動作介質(zhì)的壓力越低，能從發(fā)電機15得到的電力越大，向空間13a供給的海水S的溫度越低，膨脹機12的排出側(cè)的動作介質(zhì)的壓力越低。
[0038]控制裝置31具有記錄有與溫度對應(yīng)的飽和水蒸汽壓的記錄部31a、通過參照記錄部31a根據(jù)由溫度傳感器32a檢測到的值計算該溫度下的飽和水蒸汽壓的計算部31b、當(dāng)由壓力傳感器32b檢測到的值成為對由計算部31b計算出的空間13a內(nèi)的飽和水蒸汽壓加上一定值后的規(guī)定值時驅(qū)動吸引泵21的泵驅(qū)動部31c、和當(dāng)由壓力傳感器32b檢測到的值成為上述飽和水蒸汽壓以下時將吸引泵21的驅(qū)動停止的泵停止部31d。
[0039]在開始該第一造水系統(tǒng)201中的造水之前，在空間13a內(nèi)填充有海水S，有該狀態(tài)下的空間13a內(nèi)的氣壓變得比上述規(guī)定值高的情況。在此情況下，如果開始第一造水系統(tǒng)201中的造水，則泵驅(qū)動部31c驅(qū)動吸引泵21，空間13a內(nèi)的氣體被吸引泵21吸引而被向氣體流路20的另一端側(cè)吐出。然后，如果空間13a內(nèi)的氣壓成為飽和水蒸汽壓以下，則泵停止部31d將吸引泵21的驅(qū)動停止。
[0040]在此狀態(tài)下，即在空間13a內(nèi)及空間22a內(nèi)的氣壓成為飽和水蒸汽壓的狀態(tài)下，該空間13a內(nèi)的海水通過從在循環(huán)回路10中循環(huán)的動作介質(zhì)接受熱而立即蒸發(fā)。另外，在本實施方式中，此時產(chǎn)生的水蒸汽M的溫度例如是31 °C，其飽和水蒸汽壓是4.50kPa。如果這樣在空間13a內(nèi)產(chǎn)生水蒸汽M，則該空間13a內(nèi)的氣壓變得比冷凝器22的空間22a內(nèi)的氣壓高，所以該水蒸汽M經(jīng)過水蒸汽導(dǎo)入流路23被向冷凝器22的空間22a引導(dǎo)，通過與冷卻介質(zhì)流路24內(nèi)的海水S熱交換而冷凝。由此生成的淡水W經(jīng)過淡水導(dǎo)入流路27被向淡水儲存箱203引導(dǎo)。這里，從第二熱交換器13的空間13a內(nèi)達到冷凝器22的空間22a中的水蒸汽M在該冷凝器22中冷凝，所以空間13a內(nèi)的氣壓被維持為比空間22a內(nèi)的氣壓高的狀態(tài)。因此，在空間13a中產(chǎn)生的水蒸汽M自然被向空間22a引導(dǎo)。
[0041]接著，對第二造水系統(tǒng)202進行說明。
[0042]蒸發(fā)器33具有形成有規(guī)定的空間33a的主體部。循環(huán)回路38以經(jīng)過該空間33a內(nèi)的方式設(shè)置，淡水化用熱介質(zhì)在其內(nèi)部流動。該循環(huán)回路38具有配置在空間33a內(nèi)的熱介質(zhì)流路33b。通過海水S被從外部供給到該空間33a內(nèi)，熱介質(zhì)流路33b被浸潰到該海水S中。
[0043]海水補充流路34是用來向蒸發(fā)器33的空間33a補充海水S的流路。海水S被蒸發(fā)器用泵35向空間33a送入。經(jīng)過該海水補充流路34被補充的海水S由于需要通過與淡水用熱介質(zhì)的熱交換而蒸發(fā)，所以優(yōu)選的是其溫度較高、即是表層的海水S。
[0044]第一導(dǎo)入流路36將蒸發(fā)器33的空間33a與第一熱交換器11的熱介質(zhì)流路Ilb的一端側(cè)之間連接，第二導(dǎo)入流路37將第一熱交換器11的熱介質(zhì)流路Ilb的另一端側(cè)與淡水儲存箱203之間連接。
[0045]當(dāng)開始該第二造水系統(tǒng)202中的造水時，將蒸發(fā)器用泵35和循環(huán)泵39驅(qū)動。由此，淡水化用動作介質(zhì)被循環(huán)泵39加壓而在循環(huán)回路38中循環(huán)。即，淡水化用動作介質(zhì)被循環(huán)泵39向太陽能集熱器40側(cè)輸送，通過被該太陽能集熱器40加熱而蒸發(fā)后，向蒸發(fā)器33的熱介質(zhì)流路33b流入。然后，該淡水化用動作介質(zhì)通過與蒸發(fā)器33的空間33a內(nèi)的海水S熱交換而冷凝，從蒸發(fā)器33流出而再次到達循環(huán)泵39，這樣在循環(huán)回路38中循環(huán)。
[0046]此時，在蒸發(fā)器33內(nèi)，海水S通過從淡水化用熱介質(zhì)接受熱而蒸發(fā)，產(chǎn)生水蒸汽M。該水蒸汽M經(jīng)過第一導(dǎo)入流路36被向第一熱交換器11的熱介質(zhì)流路Ilb引導(dǎo)，通過與在動作介質(zhì)流路Ila中循環(huán)的動作介質(zhì)熱交換而冷凝，成為淡水。并且，該淡水W經(jīng)過第二導(dǎo)入流路37被向淡水儲存箱203引導(dǎo)。
[0047]S卩，該第二造水系統(tǒng)202由于利用在從海水S生成淡水W的過程中產(chǎn)生的水蒸汽M作為發(fā)電裝置100的發(fā)電用熱介質(zhì)，所以除了造水的功能以外，還兼具備將上述動作介質(zhì)加熱的功能。
[0048]如以上說明，根據(jù)本實施方式的組合了發(fā)電裝置100和淡水化裝置200的系統(tǒng)，由于通過使第二熱交換器13的空間13a內(nèi)的海水S蒸發(fā)而產(chǎn)生水蒸汽M，通過用冷凝器22使該水蒸汽M冷凝而生成淡水W，所以能夠?qū)⒁酝菢拥姆唇改ぱb置省略，由此，不再需要反浸透膜的維護、及在其驅(qū)動中需要非常大的電力的加壓泵。特別是，在該實施方式中，由于控制裝置31驅(qū)動吸引泵21以使第二熱交換器13的空間13a內(nèi)的氣壓成為飽和水蒸汽壓，所以該空間13a內(nèi)的海水S通過從動作介質(zhì)接受熱而立即蒸發(fā)。這樣產(chǎn)生的充分的量的水蒸汽M被向冷凝器22引導(dǎo)，被該冷凝器22冷凝。即，在本實施方式中，通過由吸引泵21使空間13a內(nèi)的氣壓成為飽和水蒸汽壓，促進該空間13a內(nèi)的海水S的蒸發(fā)，所以生成充分的量的淡水W。進而，由于吸引泵21是能夠?qū)⒖臻g13a內(nèi)的氣壓降低到飽和水蒸汽壓的程度的動力就足夠，所以與以往那樣用來從反浸透膜將淡水?dāng)D出的加壓泵相比，能夠削減需要的電力。
[0049]此外，本實施方式的控制裝置31由于當(dāng)由壓力傳感器32b檢測到的值成為比空間13a內(nèi)的水蒸汽M的飽和水蒸汽壓高的規(guī)定值時驅(qū)動吸引泵21以使空間13a內(nèi)的氣壓成為飽和水蒸汽壓，所以能夠在抑制造水效率的下降的同時、抑制吸引泵21的驅(qū)動電力。S卩，如果總是驅(qū)動吸引泵21，則雖然造水效率成為最大，但吸引泵21的驅(qū)動電力變大，另一方面，如果在第二熱交換器13的空間13a內(nèi)的氣壓成為飽和水蒸汽壓后將吸引泵21的驅(qū)動完全停止，則外部氣體侵入到空間13a內(nèi)等，該空間13a內(nèi)的氣壓上升，擔(dān)心該空間13a內(nèi)的海水的蒸發(fā)量、即造水效率下降。相對于此，通過當(dāng)由壓力傳感器32b檢測到的值成為比空間13a內(nèi)的氣體的飽和水蒸汽壓高的規(guī)定值時驅(qū)動吸引泵21而使空間13a內(nèi)的氣壓成為飽和水蒸汽壓，空間13a內(nèi)的氣壓被總是保持為上述規(guī)定值與飽和水蒸汽壓之間。由此，能夠在維持較高的造水效率的同時、使吸引泵21的驅(qū)動電力降低。
[0050]此外，在本實施方式中，使用通過蒸發(fā)器33中的海水S的蒸發(fā)產(chǎn)生的水蒸汽M作為第一熱交換器11的發(fā)電用熱介質(zhì)，并且該水蒸汽M通過與動作介質(zhì)熱交換而冷凝，成為淡水W，被向淡水儲存箱203引導(dǎo)，所以能夠有效地使造水量增加。換言之，本實施方式的淡水化裝置200具有與通過使在第二熱交換器13的空間13a內(nèi)產(chǎn)生的水蒸汽M冷凝得到淡水W的第一造水系統(tǒng)201不同的第二造水系統(tǒng)202,但該第二造水系統(tǒng)202兼具備將動作介質(zhì)加熱的功能和造水的功能。
[0051]另外，此次公開的實施方式在所有的方面都是例示，而不應(yīng)被認為是限制性的。本發(fā)明的范圍不是由上述實施方式的說明、而是由權(quán)利要求書表示，還包含與權(quán)利要求書等價的意義及范圍內(nèi)的全部的變更。
[0052]例如，在上述實施方式中，例示了使用由太陽能集熱器40生成的水蒸汽M作為第一熱交換器11的發(fā)電用熱介質(zhì)，但發(fā)電用熱介質(zhì)并不限定于此。該發(fā)電用熱介質(zhì)也可以是從坑井(蒸汽井)采取的蒸汽或溫水、從工廠等排出的蒸汽或溫水、或者從以生物物質(zhì)或化石燃料為熱源的鍋爐生成的蒸汽或溫水等。但是，從造水量這一點看，優(yōu)選的是使用通過在蒸發(fā)器33中使海水S蒸發(fā)而產(chǎn)生的水蒸汽M。
[0053]此外，在上述實施方式中，表示了控制裝置31基于由溫度傳感器32a及壓力傳感器32b檢測到的值驅(qū)動吸引泵21的例子，但也可以將這些溫度傳感器32a及壓力傳感器32b省略，并且該控制裝置31的泵驅(qū)動部31c在從吸引泵21的停止起經(jīng)過一定時間后驅(qū)動該吸引泵21，泵停止部31d在從吸引泵21的驅(qū)動起經(jīng)過規(guī)定時間后將該吸引泵21停止。另外，在此情況下，將記錄部31a及計算部31b也省略。如果是該情況，則能夠在抑制造水效率的下降的同時、抑制吸引泵21的驅(qū)動電力。即，通過定期地驅(qū)動吸引泵21而使空間13a內(nèi)的氣壓成為飽和水蒸汽壓，促進該空間13a內(nèi)的海水S的蒸發(fā)，所以能夠在抑制造水效率的下降的同時、降低吸引泵21的驅(qū)動電力。此外，在此情況下，由于為定期地驅(qū)動吸引泵21的簡單的控制，所以能夠便宜地構(gòu)建控制裝置31。
[0054]此外，在上述實施方式中，表示了將淡水化用熱介質(zhì)通過太陽能集熱器40加熱的例子，但也可以是將該淡水化用熱介質(zhì)通過從坑井(蒸汽井)采取的蒸汽或溫水、從工廠等排出的蒸汽或溫水、或者從以生物物質(zhì)或化石燃料為熱源的鍋爐生成的蒸汽或溫水等加熱的結(jié)構(gòu)。
[0055]此外，如圖2所示，也可以對第一造水系統(tǒng)201附加脫氣筒41、海水流路42及脫氣筒用泵43。脫氣筒41設(shè)在氣體流路20中的冷凝器22與吸引泵21之間。該脫氣筒41具有形成有規(guī)定的空間41a的主體部、和將該空間41a與冷凝器22的空間22a連接的連接流路41b。海水流路42以經(jīng)過空間41a的方式設(shè)置，是海水S在其內(nèi)部流動的流路。脫氣筒用泵43設(shè)在海水流路42上，將海水S向該海水流路42內(nèi)送入。另外，在本實施方式中，該海水S的溫度例如是25°C。
[0056]在這樣第一造水系統(tǒng)201包括脫氣筒41、海水流路42及脫氣筒用泵43的情況下，如果驅(qū)動吸引泵21，則空間22a內(nèi)的水蒸汽M達到脫氣筒41的空間41a，通過在該空間41a內(nèi)與在海水流路42內(nèi)流動的海水S熱交換而冷凝。由此生成的淡水W經(jīng)過連接流路41b被向空間22a內(nèi)送回。如果這樣，則即使在吸引泵21的驅(qū)動時冷凝器22的空間22a內(nèi)的水蒸汽M被吸引到吸引泵21側(cè)，該水蒸汽M也被脫氣筒41冷凝而向冷凝器22送回，所以抑制了冷凝器22的空間22a內(nèi)的水蒸汽M被吸引泵21吸引而造水量下降的不良狀況的發(fā)生。
【權(quán)利要求】
1.一種組合了發(fā)電裝置和淡水化裝置的系統(tǒng)，其特征在于， 上述發(fā)電裝置具備: 循環(huán)回路，串聯(lián)地連接著第一熱交換器、膨脹機、第二熱交換器和動作介質(zhì)泵，所述第一熱交換器通過使從外部供給的發(fā)電用熱介質(zhì)與動作介質(zhì)熱交換而使該動作介質(zhì)蒸發(fā)，所述膨脹機使上述動作介質(zhì)膨脹，所述第二熱交換器具有規(guī)定的空間，通過使上述動作介質(zhì)與從外部供給到上述空間中的海水熱交換而使該動作介質(zhì)冷凝，并使上述海水蒸發(fā)而產(chǎn)生水蒸汽，所述動作介質(zhì)泵將由上述第二熱交換器冷凝后的動作介質(zhì)向上述第一熱交換器輸送;和發(fā)電機，通過上述動作介質(zhì)在上述膨脹機內(nèi)膨脹而被驅(qū)動； 上述淡水化裝置具備； 吸引泵，吸引上述第二熱交換器的上述空間內(nèi)的氣體； 控制裝置，控制上述吸引泵的驅(qū)動； 冷凝器，通過使從外部供給的冷卻介質(zhì)與從上述第二熱交換器的上述空間導(dǎo)入的水蒸汽熱交換，使該水蒸汽冷凝；和 淡水儲存箱，儲存由上述冷凝器冷凝后的淡水。
2.如權(quán)利要求1所述的組合了發(fā)電裝置和淡水化裝置的系統(tǒng)，其特征在于， 上述控制裝置進行控制，以定期地驅(qū)動上述吸引泵。
3.如權(quán)利要求1所述的組合了發(fā)電裝置和淡水化裝置的系統(tǒng)，其特征在于， 上述淡水化裝置還具有壓力傳感器，所述壓力傳感器檢測上述第二熱交換器的上述空間內(nèi)的氣壓； 上述控制裝置當(dāng)由上述壓力傳感器檢測出的值成為比上述空間內(nèi)的水蒸汽的飽和水蒸汽壓高的規(guī)定值時，控制上述吸引泵的驅(qū)動，以使上述空間內(nèi)的氣壓成為飽和水蒸汽壓。
4.如權(quán)利要求3所述的組合了發(fā)電裝置和淡水化裝置的系統(tǒng)，其特征在于， 上述淡水化裝置還具有溫度傳感器，所述溫度傳感器檢測上述第二熱交換器的上述空間內(nèi)的溫度； 上述控制裝置根據(jù)由上述溫度傳感器檢測出的溫度計算該溫度下的飽和水蒸汽壓，將計算出的上述飽和水蒸汽壓作為上述空間內(nèi)的水蒸汽的上述飽和水蒸汽壓，控制上述吸引泵的驅(qū)動。
5.如權(quán)利要求1所述的組合了發(fā)電裝置和淡水化裝置的系統(tǒng)，其特征在于， 上述淡水化裝置還具備: 蒸發(fā)器，通過使從外部供給的淡水化用熱介質(zhì)與海水熱交換，使該海水蒸發(fā)； 蒸發(fā)器用泵，將海水向上述蒸發(fā)器送入； 第一導(dǎo)入流路，將由上述蒸發(fā)器產(chǎn)生的水蒸汽向上述第一熱交換器引導(dǎo)，以利用該水蒸汽作為上述第一熱交換器的發(fā)電用熱介質(zhì)；和 第二導(dǎo)入流路，將由上述第一熱交換器冷凝后的淡水向上述淡水儲存箱引導(dǎo)。
6.如權(quán)利要求1所述的組合了發(fā)電裝置和淡水化裝置的系統(tǒng)，其特征在于， 使用海水作為上述冷凝器的冷卻介質(zhì)。
7.如權(quán)利要求5所述的組合了發(fā)電裝置和淡水化裝置的系統(tǒng)，其特征在于， 上述淡水化裝置還具備太陽能集熱器，所述太陽能集熱器用來將向上述蒸發(fā)器供給的淡水化用熱介質(zhì)加熱。
【文檔編號】F01C13/00GK103670522SQ201310426993
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年9月18日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月18日
【發(fā)明者】松村昌義 申請人:株式會社神戶制鋼所