JP2013079587A - バイナリー発電システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】バイナリー発電システムは、地熱熱源水を減圧して水蒸気と熱水に分離する第1の減圧気液分離器12と、地熱水蒸気によって駆動される蒸気タービン14と、地熱熱源水を熱源として媒体液を蒸発させて得られた媒体蒸気によって駆動される媒体タービン31と、蒸気タービン14から排出された水蒸気の熱を媒体液に伝えて水蒸気が復水して媒体液が蒸発するように構成された復水・蒸発器20と、媒体タービン31から排出された作動媒体を導くことによって復水・蒸発器20で得られた復水を冷却して復水中に含まれていた不凝縮ガスを分離して排出するガスクーラー22と、を有する。
【選択図】図1
Description
図1は、本発明に係るバイナリー発電システムの第1の実施形態の構成を示す系統図である。
はじめに、供給された地熱熱源水の流れに沿って熱源水系統の構成を説明する。
つぎに媒体系統について説明する。
図2は、本発明に係るバイナリー発電システムの第2の実施形態の構成を示す系統図である。図3は、第2の実施形態における復水・蒸発器の具体的構成を示す縦断面図である。
地熱熱源水配管11は第1の減圧気液分離器12に接続されている。地熱熱源水配管11を通して第1の減圧気液分離器12に供給された地熱熱源水は、そこで減圧して高圧水蒸気と高圧熱水に分離される。ここで発生した水蒸気は水蒸気加減弁13を介して蒸気タービン14に送られる。蒸気タービン14で仕事をした後の低圧蒸気は、蒸気タービン戻り配管15を通じて排出される。
つぎに媒体系統について説明する。
ここで、図3を参照して、復水・蒸発器20の構成を説明する。
図4は、本発明に係るバイナリー発電システムの第3の実施形態の構成を示す系統図である。
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
Claims (12)
- 地熱熱源水を減圧して水蒸気と熱水に分離する第1の減圧気液分離器と、
前記水蒸気によって駆動される蒸気タービンと、
前記地熱熱源水を熱源として媒体液を蒸発させて得られた媒体蒸気によって駆動される媒体タービンと、
前記蒸気タービンから排出された水蒸気の熱を媒体液に伝えて前記水蒸気が復水して前記媒体液が蒸発するように構成された復水・蒸発器と、
前記媒体タービンから排出された媒体を冷熱源として、前記復水・蒸発器に残っていた気体をさらに冷却することにより当該気体中に含まれていた不凝縮ガスを分離して排出するガスクーラーと、
前記蒸気タービンおよび前記媒体タービンによって駆動される少なくとも一つの発電機と、
を有することを特徴とするバイナリー発電システム。 - 前記媒体タービンから排出された媒体蒸気を冷却して凝縮させて媒体液を生成する媒体凝縮器をさらに有し、
前記ガスクーラーは、前記媒体凝縮器で生成された媒体液を冷熱源とすること、
を特徴とする請求項1に記載のバイナリー発電システム。 - 前記媒体タービンから排出された媒体蒸気を冷却するとともに媒体蒸気の冷却によって得られた熱を前記媒体凝縮器で生成された媒体液に伝える再生器をさらに有し、
前記ガスクーラーは、前記再生器で加熱された媒体液を冷熱源とすること、
を特徴とする請求項2に記載のバイナリー発電システム。 - 前記地熱熱水からの熱を前記媒体蒸気に伝えて媒体過熱蒸気を生成して、その媒体過熱蒸気を前記媒体タービンに供給する媒体過熱器をさらに有すること、
を特徴とする請求項1に記載のバイナリー発電システム。 - 前記媒体過熱器から排出された前記地熱熱水を減圧して水蒸気と熱水に分離する第2の減圧気液分離器と、
を有し、
前記第2の気液分離器で分離された水蒸気が前記蒸気タービンから排出された水蒸気とともに前記復水・蒸発器に導かれるように構成されていること、を特徴とする請求項4に記載のバイナリー発電システム。 - 前記媒体タービンから排出された作動媒体を冷却するとともに前記ガスクーラーに送られる上流側の作動流体を加熱する再生器と、
前記再生器で冷却された作動媒体をさらに冷却して凝縮させる凝縮器と、
をさらに有することを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか一項に記載のバイナリー発電システム。 - 地熱熱源水を減圧して水蒸気と熱水に分離する第1の減圧気液分離器と、
前記水蒸気によって駆動される蒸気タービンと、
前記地熱熱源水を熱源として作動媒体を蒸発させて高圧媒体蒸気を生成する高圧蒸発器と、
前記高圧媒体蒸気によって駆動される高圧媒体タービンと、
前記高圧媒体タービンから排出された媒体蒸気とこれとは別に供給された媒体液とを混合させるとともに、前記蒸気タービンから排出された水蒸気の熱を前記作動媒体に伝えて、前記水蒸気が復水して前記高圧媒体蒸気よりも低圧の低圧媒体蒸気が生成されるように構成された復水・蒸発器と、
前記低圧媒体蒸気によって駆動される低圧媒体タービンと、
前記低圧媒体タービンから排出された媒体蒸気を凝縮させて前記媒体液を生成する凝縮器と、
前記蒸気タービン、前記高圧媒体タービンおよび前記低圧媒体タービンによって駆動される少なくとも一つの発電機と、
を有することを特徴とするバイナリー発電システム。 - 前記蒸気タービンから排出された地熱水蒸気を大気圧以下まで膨張させて冷却して凝縮させる復水器をさらに有することを特徴とする請求項7に記載のバイナリー発電システム。
- 前記凝縮器から排出された媒体液を冷熱源として前記復水・蒸発器に残っていた気体をさらに冷却することにより、当該気体中に含まれていた不凝縮ガスを分離して排出するガスクーラーをさらに有すること、を特徴とする請求項7または請求項8に記載のバイナリー発電システム。
- 前記凝縮器から排出された媒体液と前記復水・蒸発器から排出された復水とを熱交換させて前記復水から得られた熱によって前記媒体液を予熱する予熱器をさらに有し、
前記復水・蒸発器は、
前記予熱器で予熱された前記媒体液の一部を導入する上部媒体液導入部と、前記低圧媒体蒸気を排出する低圧媒体蒸気排出部とを備えた上部蒸発部と、
前記上部蒸発部の下方に配置され、前記高圧媒体タービンから排出された前記媒体蒸気を導入する高圧媒体タービン戻り配管接続部と、前記蒸気タービンから排出された水蒸気を導入する蒸気タービン戻り配管接続部と、前記蒸気タービン戻り配管接続部から導入された水蒸気またはその水蒸気から生じた復水が通る伝熱管と、前記伝熱管を通った復水および水蒸気を前記予熱器および前記ガスクーラーへ排出する復水・蒸気排出部と、前記予熱器で予熱された前記媒体液を導入する下部媒体液導入部と、を備えた下部蒸発部と、
前記上部蒸発器内の前記媒体蒸気と前記下部蒸発器内で前記伝熱管外側の前記媒体蒸気とを連通する媒体蒸気連通管と、
を有することを特徴とする請求項7ないし請求項9のいずれか一項に記載のバイナリー発電システム。 - 前記上部蒸発器胴の底部と前記下部蒸発器胴の底部近くとを連絡する媒体液下降管をさらに有することを特徴とする請求項10に記載のバイナリー発電システム。
- 前記低圧媒体タービンから排出された媒体蒸気を冷却するとともに前記凝縮器で生成された媒体液を加熱する再生器、をさらに有し、
前記再生器で加熱された媒体液を前記ガスクーラーの冷熱源とすることを特徴とする請求項7ないし請求項11のいずれか一項に記載のバイナリー発電システム。
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