[发明专利]利用氢吸附合金及中低温热的发电装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种发电装置，将由工厂排出的水等热水，轻水反应堆等发出的热量，中低温气体等发出的废热，以及从地热能量等温热所得到的15～200℃的未利用的热能进行回收，利用氢吸附合金的氢的吸留·放出反应变换成80～500℃的高温热量，把该温度传递给热媒体，使之产生热媒体高压气体，利用该高压气体驱动涡轮机进行发电，作为未利用的能量的变换·发电系统可以广泛地加以利用。

发明的背景

在现有技术中，作为利用涡轮机发电的装置，利用由热媒体蒸汽驱动的涡轮机的动力的发电装置一般被广泛使用。

在这样的在利用燃气轮机的发电装置中，利用水蒸气，氨，氟里昂等冷媒体蒸汽，或者加热天然气等的热媒体使之蒸发，将这些蒸汽加压导入到燃气轮机中，将燃气轮机驱动后，以把从燃气轮机中排出的蒸汽冷却冷凝，然后再次将这些液体热媒体加热，作为加压蒸汽再次导入到燃气轮机中的方式进行发电。但是，在这种方式中，热媒体的加热温度与冷却温度之间的温度差必须达到100℃以上，要求温度差非常大。实际上，在这种方式的发电装置中，利用150℃左右的温热热源，及10～30℃的冷却源对燃气轮机进行驱动，热效率极低，设备成本很高，所以存在着很大的困难。

近年来，也开发了利用由氢气驱动的涡轮机的动力的、采用氢吸附合金的发动装置。

在这种利用氢气涡轮机的、采用氢吸附合金的发电装置中，用300～350℃以下的热源对填充了氢吸附合金的氢化物的装置进行加热，把放出的高温·高压氢气导入到氢气涡轮机中，驱动氢气涡轮机之后，把从氢气涡轮机排出的氢气导入到填充了另外的氢吸附合金装置内并吸附到氢气吸附合金内，再次加热该装置，作为高温·高压氢气，以在氢气涡轮机内循环导入的方式进行发电。但是，在这种方式中，与利用氢吸附合金的热泵相比，氢的移动量变大，在热源侧必须利用300～350℃的高温，所以存在着氢气排出温度高，热效率极低，造成氢吸附合金的急剧劣化，合金的性能及耐久性变差，设备成本提高等问题。

此外，到目前为止，我们所使用的大部分能源是石油，煤炭等矿物燃料，但可以认为，在今后的能源中，由原子能、天然能量及工厂废热等产生的热量的再利用能量所占的比例将会增加。

这些能源主要以热的形式进行供应。例如，从高温燃气炉中可以获得1000℃以下的热，从轻水反应堆中可以获得300℃以下的热，从中低温气体中可以获得150～400℃的热，从地热能可获得400℃以下的热，从太阳能集热器所得的太阳能的热量可以获得100℃以下的热，从低温废水中可获得0～100℃的热，如此所获得的热量是多种多样的。

但是，当纵观当前的能量状况时，几乎有2/3的热能(不包括自然界的能量)未被利用而被废弃，其总量是巨大的。例如，在从工业设备中排出的废热中，量最大的中低温(300℃以下)的废热由于其回收率低而未被利用被弃之不顾。所以，如何有效地利用这些热能是今后能源开发中的一大课题，解决这一课题关系到能量资源的有效利用。此外，从环保的观点出发也希望高效率地开发热能回收·利用技术。

本发明鉴于上述情况，其目的是提供一种热交换效率高、经济且利用范围广泛的发电装置。

发明的公开

本发明是一种利用氢吸附合金及中低温热的发电装置，其特征为，采用能够可逆地吸附·放出氢气，温度·平衡氢气压特性不同的两种氢吸附合金，将这两种氢吸附合金分别装填到相互通气连接的第一个氢吸附合金热交换容器与第二个氢吸附合金热交换容器中，利用使氢气在前述第一个氢吸附合金热交换容器与第二个氢吸附合金热交换容器之间移动时所发出的热的热释放循环至少准备两组，通过用15～200℃的中低温废热源对在同一温度下的平衡氢气压高的低温侧氢吸附合金的氢化物加热，使放出的氢气吸附到平衡氢气压低的高温侧的氢吸附合金中，由此获得比中低温废热源温度高的80～500℃的高温热，利用该热产生热媒体高温气体，通过利用该高压气体使涡轮机旋转进行发电。从而，利用氢吸附合金把以前不能使用的中低温热能变换成高温热能，可利用该热能进行发电，从而不用现有技术的发电方式那样的高温热源，热变换效率高，所以是很经济的。

附图的简单说明

图1是根据本发明的利用氢吸附合金及中低温热的发电装置的结构图。

图2是根据本发明的用于驱动利用氢吸附合金及中低温热的发电装置的热释放循环图。

实施发明的最佳形态

下面根据附图说明本发明的优选实施形态。