JP2695387B2 - 地熱発電設備 - Google Patents
地熱発電設備Info
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/10—Geothermal energy
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- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、地下から得られる地熱
エネルギである天然水蒸気を利用して発電を行う地熱発
電設備に関する。
エネルギである天然水蒸気を利用して発電を行う地熱発
電設備に関する。
【０００２】
【従来の技術】スプリンクラー設備などの消防用設備な
どには、常時電力を供給する電源が、火災および落雷な
どによって停電した場合に備え、非常用原動機、たとえ
ばガスタービンまたはディーゼルエンジンなど設置する
こととされている。地熱地帯では、地下からの蒸気また
は熱水を利用して発電する地熱発電設備が実用化されて
いる。このような地熱発電設備は、地熱地帯のホテル、
会社あるいは特定供給施設などにおいて用いられること
ができる。
どには、常時電力を供給する電源が、火災および落雷な
どによって停電した場合に備え、非常用原動機、たとえ
ばガスタービンまたはディーゼルエンジンなど設置する
こととされている。地熱地帯では、地下からの蒸気また
は熱水を利用して発電する地熱発電設備が実用化されて
いる。このような地熱発電設備は、地熱地帯のホテル、
会社あるいは特定供給施設などにおいて用いられること
ができる。
【０００３】従来では、このような地熱発電設備を建設
して、地熱噴気による環境破壊の進行の防止と自家発電
を兼ねて建設されているけれども、蒸気井の経年的また
は突発的劣化によって、発電電力が安定しないという問
題がある。
して、地熱噴気による環境破壊の進行の防止と自家発電
を兼ねて建設されているけれども、蒸気井の経年的また
は突発的劣化によって、発電電力が安定しないという問
題がある。
【０００４】また地熱蒸気は、飽和蒸気であり、したが
ってこの飽和蒸気を気水分離器で分離しても、蒸気ター
ビンの入口では、或る程度の湿り蒸気となり、蒸気ター
ビン内部で、その水滴が動翼に衝突して動力が痩せて折
損するドレンカットなどの固有の被害を生じる場合があ
る。
ってこの飽和蒸気を気水分離器で分離しても、蒸気ター
ビンの入口では、或る程度の湿り蒸気となり、蒸気ター
ビン内部で、その水滴が動翼に衝突して動力が痩せて折
損するドレンカットなどの固有の被害を生じる場合があ
る。
【０００５】典型的な先行技術は、特開昭６２−２５５
５０６に開示されている。この先行技術では、地熱蒸気
を気水分離器で分離し、ガスタービンからの排ガスによ
って昇温して過熱蒸気とし、蒸気タービンに供給するよ
うに構成され、蒸気タービンとガスタービンとには、個
別的に発電機がそれぞれ設けられて、発電を行う。
５０６に開示されている。この先行技術では、地熱蒸気
を気水分離器で分離し、ガスタービンからの排ガスによ
って昇温して過熱蒸気とし、蒸気タービンに供給するよ
うに構成され、蒸気タービンとガスタービンとには、個
別的に発電機がそれぞれ設けられて、発電を行う。
【０００６】このような先行技術では、２つの発電機が
個別的に設けられているので、一方の発電機が休止した
ときには、その後の再起動時には、それらの発電機が接
続されるべき商用交流電源との位相の同期動作を行わな
ければならず、操作が面倒であるという問題がある。
個別的に設けられているので、一方の発電機が休止した
ときには、その後の再起動時には、それらの発電機が接
続されるべき商用交流電源との位相の同期動作を行わな
ければならず、操作が面倒であるという問題がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、発電
電力を安定して供給することができるようにし、また蒸
気タービンに湿り蒸気ではなく過熱蒸気を効率的に供給
することができるようにし、さらに運転操業を容易にす
ることができるようにした地熱発電設備を提供すること
である。
電力を安定して供給することができるようにし、また蒸
気タービンに湿り蒸気ではなく過熱蒸気を効率的に供給
することができるようにし、さらに運転操業を容易にす
ることができるようにした地熱発電設備を提供すること
である。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、地熱蒸気によ
って駆動される蒸気タービンと、原動機と、発電機と、
蒸気タービンからの動力を発電機に伝達する第１の一方
向クラッチと、原動機からの動力を発電機に伝達する第
２の一方向クラッチとを含み、蒸気タービンは、混気タ
ービンであり、地熱蒸気は、蒸気タービンの中間段に供
給されて混気され、原動機からの排ガスによって蒸気を
発生する排熱ボイラが設けられ、この排熱ボイラからの
蒸気が、蒸気タービンの初段に供給されることを特徴と
する地熱発電設備である。また本発明は、地熱蒸気によ
って駆動される蒸気タービンと、原動機と、蒸気タービ
ンによって駆動される第１の発電機と、原動機によって
駆動される第２発電機とを含み、蒸気タービンは、混気
タービンであり、地熱蒸気は、蒸気タービンの中間段に
供給されて混気され、原動機からの排ガスによって蒸気
を発生する排熱ボイラが設けられ、この排熱ボイラから
の蒸気が、蒸気タービンの初段に供給されることを特徴
とする地熱発電設備である。また本発明は、地熱蒸気に
よって駆動される蒸気タービンと、原動機と、発電機
と、蒸気タービンからの動力を発電機に伝達する第１の
一方向クラッチと、原動機からの動力を発電機に伝達す
る第２の一方向クラッチとを含み、原動機からの排ガス
を、第１および第２過熱器に、この順序で導き、蒸気タ
ービンからの蒸気を復水器に導き、復水器からの水を、
第１過熱器に導いて過熱して蒸気タービンに導き、地熱
蒸気を第２過熱器で過熱して蒸気タービンに導くことを
特徴とする地熱発電設備である。また本発明は、第２過
熱器からの排ガスを熱源として原動機の燃焼用空気を冷
却する吸収式冷凍機が備えられることを特徴とする。
って駆動される蒸気タービンと、原動機と、発電機と、
蒸気タービンからの動力を発電機に伝達する第１の一方
向クラッチと、原動機からの動力を発電機に伝達する第
２の一方向クラッチとを含み、蒸気タービンは、混気タ
ービンであり、地熱蒸気は、蒸気タービンの中間段に供
給されて混気され、原動機からの排ガスによって蒸気を
発生する排熱ボイラが設けられ、この排熱ボイラからの
蒸気が、蒸気タービンの初段に供給されることを特徴と
する地熱発電設備である。また本発明は、地熱蒸気によ
って駆動される蒸気タービンと、原動機と、蒸気タービ
ンによって駆動される第１の発電機と、原動機によって
駆動される第２発電機とを含み、蒸気タービンは、混気
タービンであり、地熱蒸気は、蒸気タービンの中間段に
供給されて混気され、原動機からの排ガスによって蒸気
を発生する排熱ボイラが設けられ、この排熱ボイラから
の蒸気が、蒸気タービンの初段に供給されることを特徴
とする地熱発電設備である。また本発明は、地熱蒸気に
よって駆動される蒸気タービンと、原動機と、発電機
と、蒸気タービンからの動力を発電機に伝達する第１の
一方向クラッチと、原動機からの動力を発電機に伝達す
る第２の一方向クラッチとを含み、原動機からの排ガス
を、第１および第２過熱器に、この順序で導き、蒸気タ
ービンからの蒸気を復水器に導き、復水器からの水を、
第１過熱器に導いて過熱して蒸気タービンに導き、地熱
蒸気を第２過熱器で過熱して蒸気タービンに導くことを
特徴とする地熱発電設備である。また本発明は、第２過
熱器からの排ガスを熱源として原動機の燃焼用空気を冷
却する吸収式冷凍機が備えられることを特徴とする。
【０００９】
【作用】本発明に従えば、発電機は、地熱蒸気が供給さ
れる蒸気タービンだけではなく、原動機によってもまた
駆動されることができるようにし、蒸気タービンからの
動力は第１の一方向クラッチを介して発電機に伝達さ
れ、また原動機からの動力は、第２の一方向クラッチを
介して発電機に伝達される。したがって地熱蒸気が充分
に得られる状態では、原動機を休止しておけばよく、こ
のとき蒸気タービンによって駆動される発電機の動力
は、原動機には、伝達されず、遮断され、その後蒸気タ
ービンによって駆動される発電機からの発電電力が使用
可能となり、たとえば商用交流電源に供給することもま
た可能となる。この発電機は、同期発電機であるとき、
商用交流電源の容量が充分大きいので、この発電機は常
に商用交流電源と同期動作をして回転駆動される。発電
機は、誘導発電機であってもよい。
れる蒸気タービンだけではなく、原動機によってもまた
駆動されることができるようにし、蒸気タービンからの
動力は第１の一方向クラッチを介して発電機に伝達さ
れ、また原動機からの動力は、第２の一方向クラッチを
介して発電機に伝達される。したがって地熱蒸気が充分
に得られる状態では、原動機を休止しておけばよく、こ
のとき蒸気タービンによって駆動される発電機の動力
は、原動機には、伝達されず、遮断され、その後蒸気タ
ービンによって駆動される発電機からの発電電力が使用
可能となり、たとえば商用交流電源に供給することもま
た可能となる。この発電機は、同期発電機であるとき、
商用交流電源の容量が充分大きいので、この発電機は常
に商用交流電源と同期動作をして回転駆動される。発電
機は、誘導発電機であってもよい。
【００１０】地熱蒸気の流量または圧力が減少したとき
には、蒸気タービンによって駆動される発電機の発電電
力は減少し、このとき原動機によって発電機を駆動し、
発電機による発電電力を安定させる。原動機の始動時の
低速度回転時には、原動機からの動力が第２の一方向ク
ラッチを介して発電機に伝達されることはなく、したが
って蒸気タービンによる発電機の発電出力の不足分を補
うように、原動機によってその発電機を駆動することが
できる。
には、蒸気タービンによって駆動される発電機の発電電
力は減少し、このとき原動機によって発電機を駆動し、
発電機による発電電力を安定させる。原動機の始動時の
低速度回転時には、原動機からの動力が第２の一方向ク
ラッチを介して発電機に伝達されることはなく、したが
って蒸気タービンによる発電機の発電出力の不足分を補
うように、原動機によってその発電機を駆動することが
できる。
【００１１】
【００１２】
【００１３】本発明に従えば、蒸気タービンと原動機と
には、第１および第２の各発電機をそれぞれ連結して駆
動するようにしてもよく、これらの第１および第２の各
発電機は、商用交流電源に接続されて電力を供給するよ
うに構成されてもよい。
には、第１および第２の各発電機をそれぞれ連結して駆
動するようにしてもよく、これらの第１および第２の各
発電機は、商用交流電源に接続されて電力を供給するよ
うに構成されてもよい。
【００１４】さらに蒸気タービンを混気タービンとし、
その蒸気タービンの中間段に地熱蒸気を供給し、また原
動機の排ガスによって排熱ボイラから得られた蒸気を、
蒸気タービンの初段に供給し、熱効率の向上を図ること
もまた可能である。
その蒸気タービンの中間段に地熱蒸気を供給し、また原
動機の排ガスによって排熱ボイラから得られた蒸気を、
蒸気タービンの初段に供給し、熱効率の向上を図ること
もまた可能である。
【００１５】さらに本発明に従えば、原動機の排ガスを
第１および第２の各過熱器に導き、地熱蒸気は、第２過
熱器で過熱して蒸気タービンに供給し、また蒸気タービ
ンからの蒸気を復水器で復水し、その水を第１過熱器で
過熱し、第２過熱器からの過熱された地熱蒸気ととも
に、蒸気タービンに供給して循環するようにし、これに
よって熱効率の向上をさらに図ることができる。
第１および第２の各過熱器に導き、地熱蒸気は、第２過
熱器で過熱して蒸気タービンに供給し、また蒸気タービ
ンからの蒸気を復水器で復水し、その水を第１過熱器で
過熱し、第２過熱器からの過熱された地熱蒸気ととも
に、蒸気タービンに供給して循環するようにし、これに
よって熱効率の向上をさらに図ることができる。
【００１６】また本発明に従えば、第２過熱器からの排
ガスを熱源とする吸収式冷凍機によって、原動機に供給
される燃焼用空気を冷却して、その燃焼用空気の密度を
高めて大きな質量流量で燃焼機に燃焼用空気を供給する
ことができるようにし、これによって原動機の発生動
力、したがって発電電力を向上することができる。
ガスを熱源とする吸収式冷凍機によって、原動機に供給
される燃焼用空気を冷却して、その燃焼用空気の密度を
高めて大きな質量流量で燃焼機に燃焼用空気を供給する
ことができるようにし、これによって原動機の発生動
力、したがって発電電力を向上することができる。
【００１７】
【００１８】原動機は、ガスタービンおよびディーゼル
機関などでもよい。
機関などでもよい。
【００１９】
【００２０】
【００２１】
【実施例】図１は、本発明の一実施例の全体の構成を示
す系統図である。地熱井１からの地熱蒸気は、管路２か
らサイレンサ３を経て排出され、本発明の地熱発電設備
において、その地熱蒸気が用いられるとき、開閉弁４を
閉じて管路５から気水分離器６に与えられ、湿り蒸気の
水蒸気が、管路７から第１流量制御弁Ｖ１を経て、蒸気
タービン８に供給され、蒸気タービン８が駆動される。
この蒸気タービン８の出力軸からの動力は、第１の一方
向クラッチ９から、その回転速度を減速する減速機１０
の入力軸１１に伝達され、さらにその減速機１０の出力
軸１２からの動力は、軸継手１３を経て、発電機１４の
回転軸１５が回転駆動される。発電機１４の回転軸１５
には、ロータが固定されており、ステータとの電磁界作
用によって、発電電力が電力ライン１６から取り出さ
れ、商用交流電源１７あるいは単独に負荷される。蒸気
タービン８からの蒸気は、管路１８から復水器１９に与
えられ、ノズル２０から噴射される水と、管路１８から
の水蒸気とが直接接触する。復水器１９からの水は、ポ
ンプ２１を経て、管路２２から冷却塔２３のノズル２４
に導かれ、フアン２５による空気との接触によって冷却
される。冷却塔２３からの水はポンプ２６を経て、管路
２７から、復水器１９のノズル２０に供給される。復水
器１９からのガスは、ガス抽出器２８を経て大気放散さ
れる。地熱井１からのガスには、前述の蒸気のほかに、
空気、ＳＯ2、Ｈ2Ｓなどが含まれており、これらのガス
が、ガス抽出器２８から大気放散される。管路７の水蒸
気は、たとえば２００℃、３ｋｇｆ／ｃｍ2である。
す系統図である。地熱井１からの地熱蒸気は、管路２か
らサイレンサ３を経て排出され、本発明の地熱発電設備
において、その地熱蒸気が用いられるとき、開閉弁４を
閉じて管路５から気水分離器６に与えられ、湿り蒸気の
水蒸気が、管路７から第１流量制御弁Ｖ１を経て、蒸気
タービン８に供給され、蒸気タービン８が駆動される。
この蒸気タービン８の出力軸からの動力は、第１の一方
向クラッチ９から、その回転速度を減速する減速機１０
の入力軸１１に伝達され、さらにその減速機１０の出力
軸１２からの動力は、軸継手１３を経て、発電機１４の
回転軸１５が回転駆動される。発電機１４の回転軸１５
には、ロータが固定されており、ステータとの電磁界作
用によって、発電電力が電力ライン１６から取り出さ
れ、商用交流電源１７あるいは単独に負荷される。蒸気
タービン８からの蒸気は、管路１８から復水器１９に与
えられ、ノズル２０から噴射される水と、管路１８から
の水蒸気とが直接接触する。復水器１９からの水は、ポ
ンプ２１を経て、管路２２から冷却塔２３のノズル２４
に導かれ、フアン２５による空気との接触によって冷却
される。冷却塔２３からの水はポンプ２６を経て、管路
２７から、復水器１９のノズル２０に供給される。復水
器１９からのガスは、ガス抽出器２８を経て大気放散さ
れる。地熱井１からのガスには、前述の蒸気のほかに、
空気、ＳＯ2、Ｈ2Ｓなどが含まれており、これらのガス
が、ガス抽出器２８から大気放散される。管路７の水蒸
気は、たとえば２００℃、３ｋｇｆ／ｃｍ2である。
【００２２】地熱井１の水蒸気の流量が低下したときに
発電機１４を駆動して電力を安定に発生させることがで
きるようにするために、非常用原動機としてガスタービ
ン２９が備えられる。このガスタービン２９は、燃焼用
空気を圧縮する空気圧縮機３０と、その空気圧縮機３０
からの圧縮空気を燃焼用空気として用いて管路３１から
の燃料を燃焼する燃焼器３２と、燃焼器３２からのガス
によって駆動されるタービン３３とを含む。管路３１か
らの燃料は、第２流量制御弁Ｖ２によって、その流量が
制御される。タービン３３の出力軸は、減速機３４によ
って減速され、第２の一方向クラッチ３５を介して、発
電機１４の回転軸１５のもう１つの端部に連結されて動
力が伝達される。
発電機１４を駆動して電力を安定に発生させることがで
きるようにするために、非常用原動機としてガスタービ
ン２９が備えられる。このガスタービン２９は、燃焼用
空気を圧縮する空気圧縮機３０と、その空気圧縮機３０
からの圧縮空気を燃焼用空気として用いて管路３１から
の燃料を燃焼する燃焼器３２と、燃焼器３２からのガス
によって駆動されるタービン３３とを含む。管路３１か
らの燃料は、第２流量制御弁Ｖ２によって、その流量が
制御される。タービン３３の出力軸は、減速機３４によ
って減速され、第２の一方向クラッチ３５を介して、発
電機１４の回転軸１５のもう１つの端部に連結されて動
力が伝達される。
【００２３】地熱井１では、たとえば図２に示されるよ
うにその水蒸気流量Ｇ１の変動に応じて、圧力Ｐが変化
する。参照符３６で示される範囲では、水蒸気流量Ｇ１
が減少するにつれて、その圧力Ｐが低下してゆく。
うにその水蒸気流量Ｇ１の変動に応じて、圧力Ｐが変化
する。参照符３６で示される範囲では、水蒸気流量Ｇ１
が減少するにつれて、その圧力Ｐが低下してゆく。
【００２４】図３は、図１に示される実施例の電気的構
成を示すブロック図である。第１および第２流量制御弁
Ｖ１，Ｖ２は、マイクロコンピュータなどによって実現
される処理回路３７によって、それらの回路が制御され
る。発電機１４からライン１６を経て発生される発電電
力Ｗ１は、電力計３８によって検出される。またこの発
電機１４の発電電力の予め定める値Ｗ１は、発電電力設
定手段３９によって設定される。管路７における地熱井
１からの水蒸気の圧力は、圧力検出手段４０によって検
出される。
成を示すブロック図である。第１および第２流量制御弁
Ｖ１，Ｖ２は、マイクロコンピュータなどによって実現
される処理回路３７によって、それらの回路が制御され
る。発電機１４からライン１６を経て発生される発電電
力Ｗ１は、電力計３８によって検出される。またこの発
電機１４の発電電力の予め定める値Ｗ１は、発電電力設
定手段３９によって設定される。管路７における地熱井
１からの水蒸気の圧力は、圧力検出手段４０によって検
出される。
【００２５】図４は、図３に示される処理回路３の動作
を説明するためのフローチャートである。ステップａ１
からステップａ２に移り、第１流量制御弁Ｖ１の開度
が、その予め定める開度、たとえば最大開度Ｖ０以上
（Ｖ１≧Ｖ０）であるかどうかが判断される。第１流量
制御弁Ｖ１の開度が、予め定める開度未満、すなわちた
とえば上述のように最大開度Ｖ０未満であれば、ステッ
プａ３に移り、電力計３８によって検出される検出電力
Ｗが、発電電力設定手段３９において設定される電力Ｗ
０になるように（Ｗ＝Ｗ０）、処理回路３７は第１流量
制御弁Ｖ１の開度を制御する。
を説明するためのフローチャートである。ステップａ１
からステップａ２に移り、第１流量制御弁Ｖ１の開度
が、その予め定める開度、たとえば最大開度Ｖ０以上
（Ｖ１≧Ｖ０）であるかどうかが判断される。第１流量
制御弁Ｖ１の開度が、予め定める開度未満、すなわちた
とえば上述のように最大開度Ｖ０未満であれば、ステッ
プａ３に移り、電力計３８によって検出される検出電力
Ｗが、発電電力設定手段３９において設定される電力Ｗ
０になるように（Ｗ＝Ｗ０）、処理回路３７は第１流量
制御弁Ｖ１の開度を制御する。
【００２６】図５は、図１に示される実施例の動作を説
明するための図である。図５（１）は、地熱井１からの
水蒸気の流量Ｇ１を示し、図５（２）はその水蒸気の圧
力Ｐを示す。図５（３）は発電機１４によって発生され
る電力Ｗを示し、この発電電力Ｗが一定値Ｗ０になるよ
うに、図５（４）に示されるように第１流量制御弁Ｖ１
の開度が、時刻ｔ１以降において水蒸気の流量Ｇ１が低
下すると、大きな開度に変化される。時刻ｔ２において
第１流量制御弁Ｖ１の開度が最大開度Ｖ０になる。地熱
蒸気の流量Ｇ１がさらに減少すれば、あるいは発電電力
設定手段３９における設定電力Ｗ０が増大するように設
定されれば、第１流量制御弁Ｖ１の開度が最大開度Ｖ０
であっても、その水蒸気の流量は不足し、このとき時刻
ｔ２以降では、図４のステップａ４に示されるように、
第１流量制御弁Ｖ１の最大開度Ｖ０に保ったままで、ス
テップａ５では、ガスタービン２９が起動される。
明するための図である。図５（１）は、地熱井１からの
水蒸気の流量Ｇ１を示し、図５（２）はその水蒸気の圧
力Ｐを示す。図５（３）は発電機１４によって発生され
る電力Ｗを示し、この発電電力Ｗが一定値Ｗ０になるよ
うに、図５（４）に示されるように第１流量制御弁Ｖ１
の開度が、時刻ｔ１以降において水蒸気の流量Ｇ１が低
下すると、大きな開度に変化される。時刻ｔ２において
第１流量制御弁Ｖ１の開度が最大開度Ｖ０になる。地熱
蒸気の流量Ｇ１がさらに減少すれば、あるいは発電電力
設定手段３９における設定電力Ｗ０が増大するように設
定されれば、第１流量制御弁Ｖ１の開度が最大開度Ｖ０
であっても、その水蒸気の流量は不足し、このとき時刻
ｔ２以降では、図４のステップａ４に示されるように、
第１流量制御弁Ｖ１の最大開度Ｖ０に保ったままで、ス
テップａ５では、ガスタービン２９が起動される。
【００２７】ガスタービン２９の燃料流量を制御する第
２流量制御弁Ｖ２の開度は図５（５）に示されるとおり
であり、これによって燃料流量Ｇ２は、図５（６）に示
されるように変化される。時刻ｔ２〜ｔ３および時刻ｔ
３〜ｔ４の範囲では、地熱蒸気の流量Ｇ１の低下に応じ
て、または設定電力Ｗ０の変化に応じて、第２流量制御
弁Ｖ２の開度が変化される。このようにして、蒸気ター
ビン８からの動力は第１一方向クラッチ９を経て、さら
に減速機１０を経て、発電機１４に動力が伝達され、こ
の蒸気タービン８からの動力が、地熱蒸気の不足時で
は、ガスタービン２９から減速機３４を介する動力が、
第２一方向クラッチ３５を経て発電機１４に伝達され、
発電機１４による発電電力Ｗが、設定電力Ｗ０に保たれ
る。発電機１４は、商用交流電源１７の容量が充分に大
きいので、その商用交流電源１７の周波数に同期して、
回転駆動される。
２流量制御弁Ｖ２の開度は図５（５）に示されるとおり
であり、これによって燃料流量Ｇ２は、図５（６）に示
されるように変化される。時刻ｔ２〜ｔ３および時刻ｔ
３〜ｔ４の範囲では、地熱蒸気の流量Ｇ１の低下に応じ
て、または設定電力Ｗ０の変化に応じて、第２流量制御
弁Ｖ２の開度が変化される。このようにして、蒸気ター
ビン８からの動力は第１一方向クラッチ９を経て、さら
に減速機１０を経て、発電機１４に動力が伝達され、こ
の蒸気タービン８からの動力が、地熱蒸気の不足時で
は、ガスタービン２９から減速機３４を介する動力が、
第２一方向クラッチ３５を経て発電機１４に伝達され、
発電機１４による発電電力Ｗが、設定電力Ｗ０に保たれ
る。発電機１４は、商用交流電源１７の容量が充分に大
きいので、その商用交流電源１７の周波数に同期して、
回転駆動される。
【００２８】蒸気タービン８は、抽気タービンであっ
て、その中間段からの蒸気は、管路４２を経て周辺地域
に供給され、熱消費装置において、たとえば暖房および
給湯のために用いられることができる。蒸気タービン８
の中間段から抽気される管路４２の蒸気は、たとえば１
ｋｇｆ／ｃｍ2である。
て、その中間段からの蒸気は、管路４２を経て周辺地域
に供給され、熱消費装置において、たとえば暖房および
給湯のために用いられることができる。蒸気タービン８
の中間段から抽気される管路４２の蒸気は、たとえば１
ｋｇｆ／ｃｍ2である。
【００２９】図６は、本発明の他の実施例の全体の構成
を示す系統図である。この実施例は前述の実施例に類似
し、対応する部分には同一の参照符を付す。この実施例
では、発電機１４の回転軸１５には、歯車列４３の出力
軸４４が連結される。歯車列４３は２つの入力軸４５，
４６を有し、一方の入力軸４５には、蒸気タービン８か
らの動力が伝達されるための第１の一方向クラッチ９が
介在される。また歯車列４３の他方の入力軸４６には、
ガスタービン２９のタービン３３の出力軸が、第２の一
方向クラッチ３５を介して連結され、タービン３３の動
力が入力軸４６に伝達される。
を示す系統図である。この実施例は前述の実施例に類似
し、対応する部分には同一の参照符を付す。この実施例
では、発電機１４の回転軸１５には、歯車列４３の出力
軸４４が連結される。歯車列４３は２つの入力軸４５，
４６を有し、一方の入力軸４５には、蒸気タービン８か
らの動力が伝達されるための第１の一方向クラッチ９が
介在される。また歯車列４３の他方の入力軸４６には、
ガスタービン２９のタービン３３の出力軸が、第２の一
方向クラッチ３５を介して連結され、タービン３３の動
力が入力軸４６に伝達される。
【００３０】図７は、歯車列４３の構成を簡略化して示
す図である。歯車列４３の出力軸４４に固定される歯車
４７は、２つのアイドル歯車４８，４９に噛合い、これ
らの歯車４８，４９は、各入力軸４５，４６に固定され
た歯車５０，５１に噛合う。歯車列４３の構成は、その
他の構成であってもよい。このような構成によってもま
た、地熱蒸気の不足時に、ガスタービン２９の動力によ
って発電機１４を駆動することができる。その他の構成
は、前述の実施例と同様である。
す図である。歯車列４３の出力軸４４に固定される歯車
４７は、２つのアイドル歯車４８，４９に噛合い、これ
らの歯車４８，４９は、各入力軸４５，４６に固定され
た歯車５０，５１に噛合う。歯車列４３の構成は、その
他の構成であってもよい。このような構成によってもま
た、地熱蒸気の不足時に、ガスタービン２９の動力によ
って発電機１４を駆動することができる。その他の構成
は、前述の実施例と同様である。
【００３１】図８は、本発明の他の実施例の全体の構成
を示す系統図である。この実施例は前述の図１〜図５に
示される実施例に類似し、対応する部分には同一の参照
符を付す。この実施例では、気水分離機６から蒸気ター
ビン８に地熱蒸気を導く管路７の途中に、過熱器５３を
介在する。この過熱器５３には、ガスタービン２９のタ
ービン３３から排出される排ガスを、管路５４を経て導
く。管路７の地熱蒸気の温度は、たとえば２００℃であ
り、管路５４の排ガス温度は、たとえば５７０℃であ
る。過熱器５３において、地熱蒸気を過熱した排ガス
は、サイレンサ５５から大気放散される。過熱器５３で
過熱された管路５６の地熱蒸気は、たとえば３５０℃に
過熱されて、蒸気タービン８に供給される。これによっ
てガスタービン２９の排ガスの熱が回収され、熱効率が
向上され、省エネルギ効果が達成され、また発電機１４
による発電電力を増大することができる。その他の構成
は、前述の実施例と同様である。
を示す系統図である。この実施例は前述の図１〜図５に
示される実施例に類似し、対応する部分には同一の参照
符を付す。この実施例では、気水分離機６から蒸気ター
ビン８に地熱蒸気を導く管路７の途中に、過熱器５３を
介在する。この過熱器５３には、ガスタービン２９のタ
ービン３３から排出される排ガスを、管路５４を経て導
く。管路７の地熱蒸気の温度は、たとえば２００℃であ
り、管路５４の排ガス温度は、たとえば５７０℃であ
る。過熱器５３において、地熱蒸気を過熱した排ガス
は、サイレンサ５５から大気放散される。過熱器５３で
過熱された管路５６の地熱蒸気は、たとえば３５０℃に
過熱されて、蒸気タービン８に供給される。これによっ
てガスタービン２９の排ガスの熱が回収され、熱効率が
向上され、省エネルギ効果が達成され、また発電機１４
による発電電力を増大することができる。その他の構成
は、前述の実施例と同様である。
【００３２】図９は、本発明のさらに他の実施例の全体
の構成を示す系統図である。この実施例は前述の実施例
に類似するけれども、注目すべきは蒸気タービン１８は
前述のように抽気タービンであるだけでなく、混気ター
ビンでもあり、その中間段に、管路７からの地熱蒸気が
供給されて混気される。さらにガスタービン２９のター
ビン３３からの排ガスは、管路５８から排ガスボイラ５
９に供給される。排ガスボイラ５９では、管路６０から
供給される水が、伝熱管６１で加熱され、蒸気ドラム６
２からの水蒸気は、過熱器６３で過熱され、たとえば５
１０℃、６０ｋｇｆ／ｃｍ2の乾き水蒸気が、管路６４
から蒸気タービン１８の初段に供給されて、蒸気タービ
ン１８が駆動される。その他の構成は、前述の実施例と
同様である。
の構成を示す系統図である。この実施例は前述の実施例
に類似するけれども、注目すべきは蒸気タービン１８は
前述のように抽気タービンであるだけでなく、混気ター
ビンでもあり、その中間段に、管路７からの地熱蒸気が
供給されて混気される。さらにガスタービン２９のター
ビン３３からの排ガスは、管路５８から排ガスボイラ５
９に供給される。排ガスボイラ５９では、管路６０から
供給される水が、伝熱管６１で加熱され、蒸気ドラム６
２からの水蒸気は、過熱器６３で過熱され、たとえば５
１０℃、６０ｋｇｆ／ｃｍ2の乾き水蒸気が、管路６４
から蒸気タービン１８の初段に供給されて、蒸気タービ
ン１８が駆動される。その他の構成は、前述の実施例と
同様である。
【００３３】図１０は、本発明のさらに他の実施例の全
体の構成を示す系統図である。この実施例は、前述の図
９の実施例に類似するけれども、注目すべきは、蒸気タ
ービン１８によって第１の発電機１４ａが駆動され、ま
たガスタービン２９によって第２の発電機１４ｂが駆動
される。これらの発電機１４ａ，１４ｂは、商用交流電
源１７に共通に接続されてあるいは単独に電力を供給す
る。その他の構成は、前述の実施例と同様である。
体の構成を示す系統図である。この実施例は、前述の図
９の実施例に類似するけれども、注目すべきは、蒸気タ
ービン１８によって第１の発電機１４ａが駆動され、ま
たガスタービン２９によって第２の発電機１４ｂが駆動
される。これらの発電機１４ａ，１４ｂは、商用交流電
源１７に共通に接続されてあるいは単独に電力を供給す
る。その他の構成は、前述の実施例と同様である。
【００３４】図１１は、本発明のさらに他の実施例の全
体の構成を示す系統図である。前述の実施例と対応する
部分には、同一の参照符を付す。この実施例では、ガス
タービン２９のタービン３３からの高温度、たとえば５
７５℃の排ガスは、管路６８から第１過熱器６９に導か
れ、管路７０を経て、第２過熱器７１に導かれ、さらに
管路７２から排出される。蒸気タービン８からの蒸気
は、復水器７３のノズル７４から噴射され、その水は、
管路７５からポンプ７６によって第１過熱器６９に供給
されて過熱され、管路７８から蒸気タービン８に循環さ
れて供給される。地熱蒸気は、気水分離機６から管路８
０を経て、第２過熱器７１で過熱され、管路７８から、
前述の第１過熱器６９からの過熱蒸気とともに、蒸気タ
ービン８に導かれる。管路７０における排ガスの温度は
たとえば２５０℃であり、第２過熱器７１から管路７２
に導かれる排ガスの温度はたとえば１５０℃である。こ
の管路７２の排ガスは、吸収式冷凍機８２の再生器８３
に導かれ、この管路７２の排ガスを熱源として、吸収式
冷凍機８２における熱媒体としての冷水が昇温される。
体の構成を示す系統図である。前述の実施例と対応する
部分には、同一の参照符を付す。この実施例では、ガス
タービン２９のタービン３３からの高温度、たとえば５
７５℃の排ガスは、管路６８から第１過熱器６９に導か
れ、管路７０を経て、第２過熱器７１に導かれ、さらに
管路７２から排出される。蒸気タービン８からの蒸気
は、復水器７３のノズル７４から噴射され、その水は、
管路７５からポンプ７６によって第１過熱器６９に供給
されて過熱され、管路７８から蒸気タービン８に循環さ
れて供給される。地熱蒸気は、気水分離機６から管路８
０を経て、第２過熱器７１で過熱され、管路７８から、
前述の第１過熱器６９からの過熱蒸気とともに、蒸気タ
ービン８に導かれる。管路７０における排ガスの温度は
たとえば２５０℃であり、第２過熱器７１から管路７２
に導かれる排ガスの温度はたとえば１５０℃である。こ
の管路７２の排ガスは、吸収式冷凍機８２の再生器８３
に導かれ、この管路７２の排ガスを熱源として、吸収式
冷凍機８２における熱媒体としての冷水が昇温される。
【００３５】ガスタービン２９の燃焼用空気は、管路８
１から、吸収式冷凍機８２の蒸発器８４に導かれて冷却
され、管路８５から、その冷却された燃焼用空気が供給
され、こうしてガスタービン２９の出力が向上される。
その他の構成は、前述の実施例と同様である。
１から、吸収式冷凍機８２の蒸発器８４に導かれて冷却
され、管路８５から、その冷却された燃焼用空気が供給
され、こうしてガスタービン２９の出力が向上される。
その他の構成は、前述の実施例と同様である。
【００３６】本発明によれば、第１および第２の各一方
向クラッチ９，３５は、いろんな構成を有していてもよ
い。ガスタービン２９に代えて、他の原動機、たとえば
ディーゼル機関などであってもよい。
向クラッチ９，３５は、いろんな構成を有していてもよ
い。ガスタービン２９に代えて、他の原動機、たとえば
ディーゼル機関などであってもよい。
【００３７】上述の実施例において、発電機１４のロー
タが固定されている回転軸１５には、スラスト軸受が設
けられておらず、これによって発電機１４の構成が簡素
化されている。この回転軸１５には、たとえばフランジ
継手などのような軸継手１３を介して、減速機１０の出
力軸１２が連結される。減速機１０は、出力軸１２のス
ラスト軸受を有しており、この減速機１０の出力軸１２
に作用するスラスト力が、減速機１０のスラスト軸受に
よって受けられる。このような構成によれば、発電機１
４の回転軸に作用するスラスト力は、減速機１０の出力
軸１２に設けられるスラスト軸受によって受けられ、第
１の一方向クラッチ９にスラスト力が作用することはな
い。したがって第１の一方向クラッチ９の構成を簡素化
することができる。また減速機３４の出力軸にはスラス
ト軸受が備えられており、回転軸１５のスラスト力は、
上述のように減速機１０の出力軸に備えられる軸受によ
って受けられるので、ガスタービン２９側の第２の一方
向クラッチ３５には、発電機１４の回転軸１５のスラス
ト力が作用しなくなり、このことによって、第１の一方
向クラッチ９と同様に第２の一方向クラッチ３５の構成
を簡略化することができる。
タが固定されている回転軸１５には、スラスト軸受が設
けられておらず、これによって発電機１４の構成が簡素
化されている。この回転軸１５には、たとえばフランジ
継手などのような軸継手１３を介して、減速機１０の出
力軸１２が連結される。減速機１０は、出力軸１２のス
ラスト軸受を有しており、この減速機１０の出力軸１２
に作用するスラスト力が、減速機１０のスラスト軸受に
よって受けられる。このような構成によれば、発電機１
４の回転軸に作用するスラスト力は、減速機１０の出力
軸１２に設けられるスラスト軸受によって受けられ、第
１の一方向クラッチ９にスラスト力が作用することはな
い。したがって第１の一方向クラッチ９の構成を簡素化
することができる。また減速機３４の出力軸にはスラス
ト軸受が備えられており、回転軸１５のスラスト力は、
上述のように減速機１０の出力軸に備えられる軸受によ
って受けられるので、ガスタービン２９側の第２の一方
向クラッチ３５には、発電機１４の回転軸１５のスラス
ト力が作用しなくなり、このことによって、第１の一方
向クラッチ９と同様に第２の一方向クラッチ３５の構成
を簡略化することができる。
【００３８】
【発明の効果】本発明によれば、発電機を蒸気タービン
および原動機によって駆動することができるようにし、
地熱蒸気は変動し、蒸気井の経年的または突発的劣化が
生じても、発電電力を安定して供給することができる。
および原動機によって駆動することができるようにし、
地熱蒸気は変動し、蒸気井の経年的または突発的劣化が
生じても、発電電力を安定して供給することができる。
【００３９】
【００４０】
【００４１】蒸気タービンと原動機とによって第１およ
び第２の各発電機を個別的に駆動する構成であってもま
た、上述のように地熱蒸気の減少時においても、安定し
た発電電力を得ることができる。
び第２の各発電機を個別的に駆動する構成であってもま
た、上述のように地熱蒸気の減少時においても、安定し
た発電電力を得ることができる。
【００４２】
【００４３】さらに本発明によれば、蒸気タービンへの
地熱蒸気を、原動機からの排ガスの排熱を利用する第２
過熱器で過熱し、また蒸気タービンからの蒸気を復水し
た後、原動機の排ガスを利用する第１過熱器で過熱して
再び蒸気タービンに供給し、熱効率の向上を図ることが
でき、さらに第２過熱器からの排ガスを熱源とする吸収
式冷凍機によって、原動機に供給される燃焼用空気を冷
却して密度を増大し、原動機の出力、したがって発電機
による発電電力を増大することができる。
地熱蒸気を、原動機からの排ガスの排熱を利用する第２
過熱器で過熱し、また蒸気タービンからの蒸気を復水し
た後、原動機の排ガスを利用する第１過熱器で過熱して
再び蒸気タービンに供給し、熱効率の向上を図ることが
でき、さらに第２過熱器からの排ガスを熱源とする吸収
式冷凍機によって、原動機に供給される燃焼用空気を冷
却して密度を増大し、原動機の出力、したがって発電機
による発電電力を増大することができる。
【００４４】
【００４５】
【００４６】
【００４７】また本発明によれば、発電機による余剰電
力を、周辺地域に供給することができ、さらに地熱蒸気
の余剰熱水および蒸気を同時に供給して周辺地域で利用
することができる。
力を、周辺地域に供給することができ、さらに地熱蒸気
の余剰熱水および蒸気を同時に供給して周辺地域で利用
することができる。
【００４８】さらに本発明による地熱発電設備の起動電
力は、ガスタービンおよびディーゼル機関などである言
わば非常用原動機によって確保することができる。
力は、ガスタービンおよびディーゼル機関などである言
わば非常用原動機によって確保することができる。
【図１】本発明の一実施例の全体の構成を示す系統図で
ある。
ある。
【図２】地熱井から得られる地熱水蒸気の流量Ｇ１と圧
力Ｐとの関係を示すグラフである。
力Ｐとの関係を示すグラフである。
【図３】図１に示される実施例の電気的構成を示すブロ
ック図である。
ック図である。
【図４】図３で示される処理回路３７の動作を説明する
ためのフローチャートである。
ためのフローチャートである。
【図５】図１〜図４に示される実施例の動作を説明する
ための図である。
ための図である。
【図６】本発明の他の実施例の全体の構成を示す系統図
である。
である。
【図７】図６に示される実施例における歯車列４３の具
体的な構成を示す図である。
体的な構成を示す図である。
【図８】本発明のさらに他の実施例の全体の構成を示す
系統図である。
系統図である。
【図９】本発明の他の実施例の全体の構成を示す系統図
である。
である。
【図１０】本発明のさらに他の実施例の全体の構成を示
す系統図である。
す系統図である。
【図１１】本発明の他の実施例の全体の構成を示す系統
図である。
図である。
１ 地熱井 ６ 気水分離器 ８ 蒸気タービン ９ 第１の一方向クラッチ １０，３４ 減速機 １４ 発電機 １４ａ 第１の発電機 １４ｂ 第２の発電機 １７ 商用交流電源 ２９ ガスタービン ３０ 空気圧縮機 ３２ 燃焼器 ３３ タービン ３５ 第２の一方向クラッチ ３７ 処理回路 ３８ 電力計 ３９ 発電電力設定手段 ４３ 歯車列 ４４，９７ 出力軸 ４５，４６，９１ 入力軸 ５３，６３ 過熱器 ５９ 排ガスボイラ ６９ 第１過熱器 ７１ 第２過熱器 ８２ 吸収式冷凍機 ８３ 再生器 ８４ 蒸発器 Ｖ１ 第１流量制御弁 Ｖ２ 第２流量制御弁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 大生 福岡県福岡市中央区赤坂１丁目５番５の 206号 (56)参考文献 特開 昭62−255506（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−135605（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−54305（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−93305（ＪＰ，Ｕ) 実開 平３−10001（ＪＰ，Ｕ)
Claims (4)
- 【請求項１】 地熱蒸気によって駆動される蒸気タービ
ンと、 原動機と、 発電機と、 蒸気タービンからの動力を発電機に伝達する第１の一方
向クラッチと、 原動機からの動力を発電機に伝達する第２の一方向クラ
ッチとを含み、 蒸気タービンは、混気タービンであり、 地熱蒸気は、蒸気タービンの中間段に供給されて混気さ
れ、 原動機からの排ガスによって蒸気を発生する排熱ボイラ
が設けられ、 この排熱ボイラからの蒸気が、蒸気タービンの初段に供
給されることを特徴とする地熱発電設備。 - 【請求項２】 地熱蒸気によって駆動される蒸気タービ
ンと、 原動機と、 蒸気タービンによって駆動される第１の発電機と、 原動機によって駆動される第２発電機とを含み、 蒸気タービンは、混気タービンであり、 地熱蒸気は、蒸気タービンの中間段に供給されて混気さ
れ、 原動機からの排ガスによって蒸気を発生する排熱ボイラ
が設けられ、 この排熱ボイラからの蒸気が、蒸気タービンの初段に供
給されることを特徴とする地熱発電設備。 - 【請求項３】 地熱蒸気によって駆動される蒸気タービ
ンと、 原動機と、 発電機と、 蒸気タービンからの動力を発電機に伝達する第１の一方
向クラッチと、 原動機からの動力を発電機に伝達する第２の一方向クラ
ッチとを含み、 原動機からの排ガスを、第１および第２過熱器に、この
順序で導き、 蒸気タービンからの蒸気を復水器に導き、 復水器からの水を、第１過熱器に導いて過熱して蒸気タ
ービンに導き、 地熱蒸気を第２過熱器で過熱して蒸気タービンに導くこ
とを特徴とする地熱発電設備。 - 【請求項４】 第２過熱器からの排ガスを熱源として原
動機の燃焼用空気を冷却する吸収式冷凍機が備えられる
ことを特徴とする請求項３記載の地熱発電設備。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6313795A JP2695387B2 (ja) | 1994-12-16 | 1994-12-16 | 地熱発電設備 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6313795A JP2695387B2 (ja) | 1994-12-16 | 1994-12-16 | 地熱発電設備 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08170504A JPH08170504A (ja) | 1996-07-02 |
| JP2695387B2 true JP2695387B2 (ja) | 1997-12-24 |
Family
ID=18045621
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6313795A Expired - Fee Related JP2695387B2 (ja) | 1994-12-16 | 1994-12-16 | 地熱発電設備 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2695387B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006211837A (ja) * | 2005-01-28 | 2006-08-10 | Hitachi Ltd | プラント設備 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001050013A (ja) * | 1999-08-03 | 2001-02-23 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ごみ焼却発電プラント |
| JP2012002185A (ja) * | 2010-06-18 | 2012-01-05 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 発電プラント設備およびその運転方法 |
| CN113738468A (zh) * | 2021-10-08 | 2021-12-03 | 重庆江增船舶重工有限公司 | 一种高效低温低压蒸汽余热利用联合发电系统及其控制方法 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62135605A (ja) * | 1985-12-09 | 1987-06-18 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | 二相流タ−ビン，蒸気タ−ビン併用型発電プラント |
| JPS62255506A (ja) * | 1986-04-28 | 1987-11-07 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | 複合型地熱発電プラント |
| JPH0193305U (ja) * | 1987-12-11 | 1989-06-20 | ||
| JPH0354305A (ja) * | 1989-07-20 | 1991-03-08 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 複合エンジン |
| JP3010001U (ja) * | 1994-10-07 | 1995-04-18 | 株式会社扇工業 | 自転車用ベル |
-
1994
- 1994-12-16 JP JP6313795A patent/JP2695387B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006211837A (ja) * | 2005-01-28 | 2006-08-10 | Hitachi Ltd | プラント設備 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08170504A (ja) | 1996-07-02 |
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