1999 Fiscal Year Annual Research Report
地域廃熱利用発電プラントの効率向上に及ぼす圧力増大効果
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11875054
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
藤井 照重 神戸大学, 工学部, 教授 (70031143)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
浅野 等 神戸大学, 工学部, 助手 (10260647)
竹中 信幸 神戸大学, 工学部, 助教授 (50171658)
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| Keywords | 廃熱利用発電 / ごみ発電 / 作動流体 / 熱効率 / 二流体サイクル |
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| Research Abstract |
我が国においては地域利用発電、例えばごみ焼却発電を例にとると発電プラントの主蒸気温度は塩化物の高温腐食問題から300℃に、また主蒸気圧力もタービンの出口湿り度の限界から3MPaにおさえられるので、そのプラント熱効率は10〜15%と非常に低い。ここでは、まずその解決をはかるために水を作動流体とするトッピングサイクルに対してボトミングに他の作動流体を用いる二流体サイクルに着眼、採用し、主蒸気圧力の増大による熱効率の向上を検討した。その結果の要約は次ぎのとおりである。
(1)ボトミングの作動流体として水を含めた7種類(アンモニア、プロピレン、イソブタン、ペンタン、シクロヘキサン、ベンゼン)を選定し、入力条件として主蒸気温度300℃、凝縮温度55℃一定としてごみ300トン/日を対象にプラント熱効率を主蒸気圧力の変化に対して求めた。その結果、作動流体として、シクロヘキサン、ベンゼン、水を用いた場合には主蒸気圧力6〜8MPaに対して20〜21%のプラント熱効率の得られる事が明らかとなり、圧力増大効果が実証できた。
(2)さらに熱効率の増大をはかるために、ボトミングサイクルの温度を300℃まで過熱した場合には、シクロヘキサンやベンゼンの場合は水の場合と異なり、ボトミングタービン排気が過熱域に入るため再生熱利用する事ができるので水よりシクロヘキサン、ベンゼンが好適となり、約22%の熱効率が得られる。
(3)将来の材料の開発によって主蒸気温度が400,500℃になった場合には同じシクロヘキサン、ベンゼンが最適作動流体となり、熱効率は395℃で25%、495℃で28%が得られる。
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[Publications] 藤井照重: "Performance Characteristics of the Two-Fluid Cycle in Municipal Solid Waste-Burned Power Generatior"Proceedings of the IJPGC-ICOPE'99,SanFrancisco(1999-7). 5257-5264 (1997)
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[Publications] 藤井照重: "Performance Evaluation of the Two-Fluid Cycle in Municipal Solid Waste-Burnt Power Generation"Proceedings of Symp.on Energy Engineering in the 21st Century,Hong Kong. 1438-1445 (2000)
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[Publications] 山下智也: "An Application of the Two-Fluid Cycle to a Nuclear Power Plant"Proceedings of ICONE 8,Baltimore(2000-4). (発表予定).
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[Publications] 藤井照重: "高温化都市ごみ発電における二流体サイクル特性に関する研究"日本機械学会論文集. (掲載予定).
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[Publications] 杉本勝美: "廃棄物発電における二流体サイクルの性能特性"第36回日本伝熱シンポジウム講演論文集. 707-708 (1999)
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[Publications] 山下智也: "二流体サイクルの原子力発電への適用"第37回日本伝熱シンポジウム. (発表予定).
