JP6013140B2 - 発電システム - Google Patents
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Description
[A]発電システムの構成
図1は、第1実施形態に係る発電システムを示す系統図である。
フラッシャー11は、生産井10から供給される地熱流体F1(地熱水)を蒸気と熱水とに分離し、その分離した蒸気を作動媒体F11として蒸気タービン21に供給すると共に、その分離した熱水を熱媒F12として過熱器41に供給する。
蒸気タービン21は、フラッシャー11から作動媒体F11が内部に供給されることにより駆動する。
発電機22は、蒸気タービン21に備えられたタービンロータの回転軸に連結されており、タービンロータの回転によって駆動し、発電を行う。
蒸発器31は、蒸気タービン21において作動媒体F11として用いられた蒸気が熱媒F11A(第1の熱媒)として排出され、その熱媒F11Aを用いて、第2予熱器42で予熱された低沸点媒体F2を蒸発させる。
第1予熱器32は、蒸発器31から排出された熱媒F11Aを用いて、凝縮器61によって凝縮された低沸点媒体F2を予熱する。
過熱器41は、フラッシャー11によって分離された熱水が熱媒F12(第2の熱媒)として供給され、その供給された熱媒F12を用いて、蒸発器31によって蒸発された低沸点媒体F2を過熱する。
第2予熱器42は、過熱器41から供給された熱媒F12を用いて、第1予熱器42によって予熱された低沸点媒体F2を、更に予熱する。
媒体タービン51は、第1予熱器32、第2予熱器42、蒸発器31、及び、過熱器41において、順次、熱交換された低沸点媒体F2が内部に供給されることによって、発電機52を駆動させる。
発電機52は、媒体タービン51の回転軸に連結されており、媒体タービン51の内部においてタービンロータが回転することによって駆動し、発電を行う。
凝縮器61は、媒体タービン51から排出された低沸点媒体F2を凝縮する。
冷却塔71は、凝縮器61から排出された冷媒F3を冷却する。
冷却ポンプ72は、冷却塔71から排出された冷媒F3を凝縮器61に供給する。
媒体ポンプ81は、第1予熱器32、第2予熱器42、蒸発器31、及び、過熱器41を順次介して、凝縮器61によって凝縮された低沸点媒体F2を、媒体タービン51に供給する。
上記の発電システム1の動作について図1を参照して説明する。
地熱流体F1は、図1に示すように、生産井10、フラッシャー11、蒸気タービン21、蒸発器31、第1予熱器32、過熱器41、第2予熱器42、及び、還元井90を順次循環するフラッシュサイクルにおいて用いられる。
低沸点媒体F2は、図1に示すように、第1予熱器32、第2予熱器42、蒸発器31、過熱器41、媒体タービン51、凝縮器61、及び、媒体ポンプ81を順次循環するバイナリサイクルにおいて用いられる。
以上のように、本実施形態の発電システム1では、蒸気タービン21から排出された蒸気と、フラッシャー11で分離された熱水との両者は、互いが合流した状態で、蒸発器31などの熱交換器に供給されない。本実施形態において、フラッシャー11で分離された蒸気は、作動媒体F11として蒸気タービン21に供給された後に、蒸発器31と第1予熱器32とに、熱媒F11A(第1の熱媒)として順次供給される。そして、フラッシャー11で分離された熱水は、フラッシャー11で分離された蒸気とは別の流路を流れて、熱媒F12(第2の熱媒)として、過熱器41と第2予熱器42とに順次供給される。そして、低沸点媒体F2は、第1予熱器32、第2予熱器42、蒸発器31、及び、過熱器41において、順次、熱交換が行われた後に、媒体タービン51に作動媒体として供給される。
[A]構成等
図2は、第2実施形態に係る発電システムを示す系統図である。
以上のように、本実施形態の発電システム1bでは、気液分離器43において熱水から分離された蒸気は、蒸気タービン21から排出された蒸気と共に、熱媒F11A(第1の熱媒)として、蒸発器31と第1予熱器32とに順次供給される。このため、本実施形態では、低沸点媒体F2は、第1実施形態の場合よりも、第1予熱器32において熱交換される熱量が増加すると共に、蒸発器31において熱交換される熱量が増加する。その結果、本実施形態では、低沸点媒体F2の蒸発量を増加させることができるので、バイナリサイクルでの発電量を増加させることができる。
[A]構成等
図3は、第3実施形態に係る発電システムを示す系統図である。
以上のように、本実施形態の発電システム1cでは、気液分離器43において熱水から分離された蒸気は、第2実施形態の場合と異なり、作動媒体F12aとして、蒸気タービン21において中段に位置するタービン段落に供給される。このため、本実施形態では、フラッシュサイクルでの発電量を増加させることができる。
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。これら新規な実施形態は、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ともに、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。
Claims (4)
- 生産井から供給される地熱流体を蒸気と熱水とに分離するフラッシャーと、
前記フラッシャーによって分離された蒸気が作動媒体として供給されることにより駆動する蒸気タービンと、
前記蒸気タービンから排出された蒸気が第1の熱媒として供給される蒸発器と、
前記蒸発器を介して前記第1の熱媒が供給される第1予熱器と、
前記フラッシャーによって分離された熱水が前記フラッシャーから第2の熱媒として供給される過熱器と、
前記過熱器を介して前記第2の熱媒が供給される第2予熱器と、
水よりも沸点が低い低沸点媒体が、前記第1予熱器、前記第2予熱器、前記蒸発器、及び前記過熱器において、順次、熱交換された後に、作動媒体として供給されることによって駆動する媒体タービンと、
を有し、
前記蒸発器及び前記第1予熱器では、前記低沸点媒体と前記第1の熱媒との間において熱交換が行われ、
前記過熱器及び前記第2予熱器においては、前記低沸点媒体と前記第2の熱媒との間において熱交換が行われることを特徴とする、
発電システム。 - 前記フラッシャーによって分離された熱水が前記過熱器を介して供給され、当該供給された熱水を減圧することによって、蒸気と熱水とに分離する気液分離器
を更に有し、
前記気液分離器において蒸気が分離された熱水は、前記第2予熱器に前記第2の熱媒として供給され、
前記気液分離器において熱水から分離された蒸気は、前記蒸気タービンから排出された蒸気と共に、前記第1の熱媒として、前記蒸発器と前記第1予熱器とに順次供給されることを特徴とする、
請求項1に記載の発電システム。 - 前記フラッシャーによって分離された熱水が前記過熱器を介して供給され、当該供給された熱水を減圧することによって、蒸気と熱水とに分離する気液分離器
を更に有し、
前記気液分離器において蒸気が分離された熱水は、前記第2予熱器に前記第2の熱媒として供給され、
前記気液分離器において熱水から分離された蒸気は、前記蒸気タービンにおいて、前記フラッシャーによって分離された蒸気が作動媒体として供給される初段のタービン段落よりも後段に位置するタービン段落に、作動媒体として供給されることを特徴とする、
請求項1に記載の発電システム。 - 前記媒体タービンから排出された低沸点媒体を凝縮する凝縮器と、
前記凝縮器によって凝縮された低沸点媒体を、前記第1予熱器、前記第2予熱器、前記蒸発器、及び前記過熱器を順次介して、前記媒体タービンに供給する媒体ポンプと
を有することを特徴とする、
請求項1から3のいずれかに記載の発電システム。
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