JP2003137412A - 岩盤内熱水貯蔵方法および施設 - Google Patents

岩盤内熱水貯蔵方法および施設

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 岩盤内熱水貯蔵施設において熱水を循環使用
する。 【解決手段】 岩盤内の貯槽１に熱水を貯蔵し、貯蔵し
た熱水を取り出して発電等に利用するに際し、熱水を貯
槽に貯蔵する工程では、既に貯蔵されている熱水の一部
を貯槽底部から取り出してその熱水を蒸気生成水として
利用し、熱水を利用する工程では、貯槽上部の蒸気溜ま
り１ａから蒸気を取り出して利用するとともに、利用後
の蒸気を復水させて得た温水を貯槽底部に戻す。貯槽頂
部に蒸気管３を接続し、貯槽底部に熱水管４を接続す
る。熱水管の下端部をＵベント４ａを介して貯槽底部に
接続する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、岩盤内に設けた貯
槽に熱水を貯蔵し、貯蔵しておいた熱水を貯槽から取り
出して発電等に利用する岩盤内熱水貯蔵施設に適用する
岩盤内熱水貯蔵方法およびその施設に関する。
【０００２】
【従来の技術】現在、岩盤内に設けた貯槽に高温高圧の
熱水を貯蔵するというエネルギー貯蔵施設の検討が進め
られつつある。これは、火力発電所における低負荷時の
余剰エネルギーや、廃棄物・ゴミ焼却施設等からの廃熱
エネルギーを熱水の形態で岩盤内の貯槽に貯蔵し、高負
荷時に貯槽から熱水や蒸気を取り出して発電等に利用し
ようというものである。
【０００３】そのような岩盤内熱水貯蔵施設における熱
水の貯蔵温度は２００〜３００゜Ｃ程度、貯蔵圧力は２
〜８ＭＰａ程度とすることが考えられている。また、貯
槽の構造としては、貯蔵圧を地下水圧で確保する水封式
のものや、ライニング材により気密性、水密性、耐圧性
をもたせたライニング方式のものが考えられ、貯槽の形
態としてはサイロ状あるいはトンネル状とすることが考
えられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来までに
検討されている岩盤内熱水貯蔵施設は、貯槽に貯蔵して
おいた熱水を蒸気化して取り出すか、あるいは熱水のま
ま取り出して蒸気化することにより、発電所等の地上施
設において蒸気タービン等により発電その他に利用する
ことが基本となるが、利用後の蒸気あるいはそれが復水
して得られた温水はそのまま放出するしかなく、そのた
め多量の水資源と排熱エネルギーが無駄となり、施設の
運用効率を高める上での障害となる。しかも、多量の蒸
気や温水をそのまま放出することは環境への悪影響が懸
念されるし、岩盤内の貯槽に一時的にとはいえ貯蔵され
ていた熱水には各種鉱物類が溶け込んでいることも想定
されるので、それをそのまま地表部ないし大気中に排出
することは好ましくないことも想定される。
【０００５】そのため、利用後の蒸気あるいは温水を回
収して地上部において貯蔵しておき、それを熱水として
再利用することも検討されているが、そのためには地上
施設にも大容量の貯槽を設けておくことが必要となり、
建設コストが増大するので現実的ではない。
【０００６】上記事情に鑑み、本発明は熱水を循環使用
することで、環境への負荷も少なく、効率的な運用を可
能とする岩盤内熱水貯蔵方法とそのための施設を提供す
るものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、岩盤
内に設けた貯槽に熱水を貯蔵し、貯蔵しておいた熱水を
貯槽から取り出して発電等に利用する岩盤内熱水貯蔵施
設に適用する岩盤内熱水貯蔵方法であって、熱水を貯槽
に貯蔵する工程では、既に貯蔵されている熱水の一部を
貯槽底部から取り出してその熱水を蒸気生成水として利
用し、貯蔵している熱水を利用する工程では、貯槽上部
の蒸気溜まりから蒸気を取り出して利用するとともに、
利用後の蒸気を復水させて得た温水を貯槽底部に戻すこ
とを特徴とする。
【０００８】請求項２の発明は、請求項１記載の岩盤内
熱水貯蔵方法を実施するための岩盤内熱水貯蔵施設であ
って、貯槽上部の蒸気溜まりから蒸気を取り出しかつ貯
蔵されている熱水中に蒸気を吹き込むための蒸気管を貯
槽頂部に接続し、貯槽底部から熱水を取り出しかつ貯槽
底部に温水を供給するための熱水管を貯槽底部に接続し
たことを特徴とする。
【０００９】請求項３の発明は、請求項２記載の岩盤内
熱水貯蔵施設であって、熱水管の下端部をＵベントを介
して貯槽底部に接続したことを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を説明
するが、以下の実施形態はあくまで一例であって本発明
をこの実施形態に限定する主旨では勿論なく、本発明の
要旨を逸脱しない範囲で任意に設計変更が可能であるこ
とはいうまでもない。
【００１１】図１は本発明の実施形態である岩盤内熱水
貯蔵施設の概要図であり、符号１は岩盤内に設けた貯
槽、２は地上施設である発電所等のプラント、３は貯槽
１頂部とプラント２とを接続している蒸気管、４は貯槽
１底部とプラント２とを接続している熱水管である。
【００１２】蒸気管３は、貯槽１上部の蒸気溜まり１ａ
から蒸気を取り出すための外管３ａと、貯槽１内の熱水
中に蒸気を吹き込むための内管３ｂからなる二重管構造
とされ、熱水管４はその下端部がＵベント４ａを介して
貯槽１底部に接続されている。外管３ａおよび熱水管４
は岩盤に形成した立坑を利用すれば良く、内管３ｂは外
管３ａとしての立坑内に設ければ良いが、内管３ｂも独
立の立坑として設けることでも良い。
【００１３】本実施形態では、蒸気管３および熱水管４
を用いて貯槽１とプラント２との間で熱水を相変化させ
つつ循環使用するようにしている。（ａ）はプラント２
での余剰エネルギーにより貯槽１へ熱水を貯蔵する工程
を示し、（ｂ）は貯槽１から熱水を取り出してプラント
２において利用する工程を示している。
【００１４】すなわち、本実施形態では、（ａ）に示す
熱水貯蔵工程においては、プラント２において生成した
蒸気を内管３ｂを通して貯槽１内の熱水中に吹き込むこ
とで、貯槽１内において蒸気を熱水に復水して貯蔵する
のであるが、その際には熱水管４を通して熱水の一部を
プラント２に取り出し、その熱水を蒸気生成水として利
用して蒸気を生成し、生成した蒸気を内管３ｂを通して
貯槽１に供給するように循環させる。この際には熱水を
貯蔵するに伴って貯槽１の内圧が次第に高まっていくの
で、圧力バランスにより熱水は熱水管４内を自ずと上昇
していく。また、この際、熱水管４の下端部にＵベント
４ａを設けていることから、熱水中に混入している蒸気
と空気とが熱水管４を上昇する際に気泡となるいわゆる
シャンパン現象の発生を防止することができる。
【００１５】また、（ｂ）に示す熱水利用工程では、貯
槽１の蒸気溜まり１ａから蒸気を外管３ａを通してプラ
ント２に取り出して利用するのであるが、利用後の蒸気
を復水して得た温水を熱水管４に供給し、その熱水管４
を通して貯槽１の底部から貯槽１内に供給するように循
環させる。この際、蒸気溜まり１ａから蒸気を取り出す
につれて貯槽１の内圧が低下して熱水が自ずと蒸気化し
ていくので、それに伴う圧力バランスにより熱水管４に
供給された温水は自ずと貯槽１に導かれる。
【００１６】本実施形態によれば、貯槽１に貯蔵する熱
水を循環使用することで水資源および排熱エネルギーを
無駄なく有効利用することができることはもとより、施
設全体の運用効率を改善することができるし、そのよう
な循環再利用を行わうことなく蒸気や温水をそのまま放
出してしまう場合には懸念される環境への悪影響をなく
すことができるし、従来においては必要とされていた温
排水処理を不要ないし大幅に軽減することができる。
【００１７】特に、本実施形態によれば、貯槽１の内圧
とのバランスにより、熱水貯蔵工程時には貯槽１から取
り出すべき熱水が自ずと熱水管４内を上昇し、また熱水
利用工程時には貯槽１に戻すべき温水が自ずと熱水管４
から貯槽１に供給されることになるから、貯槽１からの
熱水の取り出しおよび貯槽１への温水の供給を合理的に
行うことができるし、系内の水量は常にほぼ一定に維持
されるので系外への排水をなくすことができるばかりで
なく、地上部に大容量の貯槽を設けるような必要はない
し、貯槽１内の液面レベルもほとんど変動せず一定に維
持されることになる。
【００１８】
【発明の効果】請求項１の発明の岩盤内熱水貯蔵方法
は、貯槽に貯蔵する熱水を循環使用するので、水資源お
よび排熱エネルギーを無駄なく有効利用することができ
て施設全体の運用効率を改善することができ、またその
ような循環再利用を行わうことなく蒸気や温水を放出す
る場合には懸念される環境への悪影響をなくすことがで
き、従来においては必要とされていた温排水処理を不要
ないし大幅に軽減することができる。
【００１９】請求項２の発明の岩盤内熱水貯蔵施設は、
貯槽上部の蒸気溜まりから蒸気を取り出しかつ貯蔵され
ている熱水中に蒸気を吹き込むための蒸気管を貯槽頂部
に接続し、貯槽底部から熱水を取り出しかつ貯槽底部に
温水を供給するための熱水管を貯槽底部に接続したの
で、上記の貯蔵方法を効率的に実施することができる。
【００２０】請求項３の発明の岩盤内熱水貯蔵施設は、
熱水管の下端部をＵベントを介して貯槽底部に接続した
ので、熱水中に混入している蒸気と空気とが熱水管を上
昇する際に気泡となるいわゆるシャンパン現象の発生を
防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態である岩盤内熱水貯蔵施設
における熱水貯蔵工程と熱水利用工程を示す概要図であ
る。
【符号の説明】
１ 貯槽 １ａ 蒸気溜まり ２ プラント（地上施設） ３ 蒸気管 ３ａ 外管 ３ｂ 内管 ４ 熱水管 ４ａ Ｕベント

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 岩盤内に設けた貯槽に熱水を貯蔵し、貯
    蔵しておいた熱水を貯槽から取り出して発電等に利用す
    る岩盤内熱水貯蔵施設に適用する岩盤内熱水貯蔵方法で
    あって、熱水を貯槽に貯蔵する工程では、既に貯蔵され
    ている熱水の一部を貯槽底部から取り出してその熱水を
    蒸気生成水として利用し、かつ、貯蔵している熱水を利
    用する工程では、貯槽上部の蒸気溜まりから蒸気を取り
    出して利用するとともに、利用後の蒸気を復水させて得
    た温水を貯槽底部に戻すことを特徴とする岩盤内熱水貯
    蔵方法。
  2. 【請求項２】 請求項１記載の岩盤内熱水貯蔵方法を実
    施するための岩盤内熱水貯蔵施設であって、貯槽上部の
    蒸気溜まりから蒸気を取り出しかつ貯蔵されている熱水
    中に蒸気を吹き込むための蒸気管を貯槽頂部に接続し、
    貯槽底部から熱水を取り出しかつ貯槽底部に温水を供給
    するための熱水管を貯槽底部に接続したことを特徴とす
    る岩盤内熱水貯蔵施設。
  3. 【請求項３】 請求項２記載の岩盤内熱水貯蔵施設であ
    って、熱水管の下端部をＵベントを介して貯槽底部に接
    続したことを特徴とする岩盤内熱水貯蔵施設。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN105984668A (zh) * 2015-01-29 2016-10-05 江苏宏泰橡胶助剂有限公司 一种液体硫磺的储液装置

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