JP6524489B2 - 温泉造成装置及び温泉造成型温泉熱発電システム - Google Patents
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Description
地熱蒸気の導入噴出口と、造成温泉の取出口と、余剰蒸気の排出口を有する底面閉止型容器と、該容器の天面から熱交換器を挿入封止し、この熱交換器で地熱蒸気から吸熱して蒸発した発電用媒体蒸気を収集貯留させる発電媒体蒸気タンクと、該蒸気タンクから供給される発電媒体蒸気で駆動するタービン発電機と、該タービン発電機から排出される発電媒体を空冷または水冷により凝縮液化させ、液化した発電用媒体を前記の熱交換器内へと還流させる閉ループ循環型の温泉熱発電システムで構成され、容器内に挿入した熱交換器によって、地熱蒸気を凝縮液化させることで温泉を造成しながら、発電用媒体を昇温気化させ、蒸気タービンを駆動して発電電力も同時に得られるようにすることを特徴とする。
請求項1に記載の温泉造成型温泉熱発電システムを構成する、熱交換器を挿入した容器において、地熱蒸気の導入噴出口を該容器の天面近傍に配置する一方、造成温泉の取出口を該容器の底面付近に配置し、さらに余剰蒸気の排出口を造成温泉取出口の上部に配置させるとともに、容器内の垂直方向に複数の蒸気滞留層を形成できるよう、熱交換器の周囲に凝縮した造成温泉が流下する隙間流路を形成できる複数の隔板を配置させて、該隔板の隙間流路面積が、容器天面側から底面側に向かうに従って増加するよう構成することで、高温高圧の地熱蒸気が容器天面側から底面側に向かうに従い、低温低圧の蒸気や凝縮液化した造成温泉となって容器内の熱交換器表面を流下し、容器底面側から取り出せるようにしたことを特徴とする。
請求項1に記載の温泉造成型温泉熱発電システムにおいて、発電媒体を水冷して冷却を促進するとともに、媒体冷却後に温度上昇した冷却水を、容器から取り出された余剰蒸気と造成温泉に混合させることで、発電量と温泉の造成量の両方を増加させることを特徴とする。
地熱発電または地熱バイナリー発電システムにおいて、地熱蒸気かバイナリー発電用の媒体蒸気による発電用タービンの、タービン軸回転力を伝達する駆動力伝達機構を備え、この伝達機構を介して得られる駆動力を用いて稼働するポンプを設けることにより、発電後の熱水か、バイナリー発電用タービン出口の媒体か、発電用の冷却水のうち、何れか一つ以上を送液するように構成することで、発電システムの駆動に係る所内動力を低減し、正味の発電出力を増加させることを特徴とする。
地熱蒸気の導入管と、造成温泉の取出口を有する天面開放型容器と、該容器天面の上部に配置され、容器天面から水を放射状に噴射供給する水噴出部と、該容器内の底面付近に配置され、容器中央下部から地熱蒸気を噴出供給する地熱蒸気噴出部と、該容器内に敷き詰められた凹凸を有する岩石から構成され、容器下部より地熱蒸気を噴出供給して容器内の岩石が形成する隙間流路を上方に流通させる一方、容器の天面から供給されて岩石間の隙間流路を流下する水と混合させ、岩石や水と熱交換を行わせて容器下部に温泉を造成し、容器下部の取出口から造成温泉を得られるようにしたことを特徴とする。
請求項5に記載の地熱蒸気噴出部が、複数の地熱蒸気噴出孔を有する二方向以上の分岐管で構成されていることを特徴とする。
請求項5に記載の温泉造成装置において、装置に供給する地熱蒸気の酸性度やアルカリ度と温度、供給量に応じて、容器内に敷き詰める岩石の性質や積層量のほか、容器の天面から噴射供給する冷却水の水質や供給量のうち、何れか一つ以上を制御することにより、造成装置から得られる造成温泉の泉質を制御できるようにすることを特徴とする。
また、小型で簡素でありながら、地熱蒸気の噴出騒音を低減して、効率よく多量の温泉を造成でき、得られる造成温泉に含まれる含有成分と含有量を制御できる温泉造成装置を提供することも可能となる。
2・・・・造成温泉の取出口
3・・・・余剰蒸気
4・・・・余剰蒸気の排出口
5・・・・底面閉止型の二重円筒容器
6・・・・温泉熱発電媒体の熱交換器
7・・・・発電用媒体蒸気
8・・・・発電媒体蒸気タンク
9・・・・発電媒体蒸気タービン発電機
10・・・タービンから排出される低圧発電媒体
11・・・冷却水の導入管
12・・・発電システム円筒筐体
13・・・冷却水の螺旋上昇流路
14・・・発電用媒体の凝縮液化用熱交換板
15・・・冷却水の排水口
16・・・液化した発電用媒体
17・・・発電用媒体の凝縮液化用冷却水
18・・・液化した発電用媒体
19・・・発電用媒体送液ポンプの動力伝達機構
20・・・発電用媒体の送液ポンプ
21・・・発電用媒体液の還流ヘッダー
22・・・閉ループ循環型の温泉熱発電システム
23・・・発電用媒体液還流供給用の円筒管
24・・・蒸気滞留用の円筒熱交換器挿入用の多孔付き隔板
25・・・源泉100%の造成温泉
26・・・造成温泉の取出口
27・・・二重円筒容器壁間の造成温泉の貯湯部
28・・・第二実施形態の温泉造成装置における地熱蒸気の導入口
29・・・造成温泉の取出口
30・・・天面開放型容器
31・・・温泉造成用の冷却水噴出部
32・・・地熱蒸気噴出部
33・・・岩石
Claims (7)
- 地熱蒸気の導入噴出口と、造成温泉の取出口と、余剰蒸気の排出口を有する底面閉止型容器と、該容器の天面から熱交換器を挿入封止し、この熱交換器で地熱蒸気から吸熱して蒸発した発電用媒体蒸気を収集貯留させる発電媒体蒸気タンクと、該蒸気タンクから供給される発電媒体蒸気で駆動するタービン発電機と、該タービン発電機から排出される発電媒体を空冷または水冷により凝縮液化させ、液化した発電用媒体を前記の熱交換器内へと還流させる閉ループ循環型の温泉熱発電システムで構成され、容器内に挿入した熱交換器によって、地熱蒸気を凝縮液化させることで温泉を造成しながら、発電用媒体を昇温気化させ、蒸気タービンを駆動して発電電力も同時に得られるようにすることを特徴とした、温泉造成型温泉熱発電システム
- 請求項1に記載の温泉造成型温泉熱発電システムを構成する、熱交換器を挿入した容器において、地熱蒸気の導入噴出口を該容器の天面近傍に配置する一方、造成温泉の取出口を該容器の底面付近に配置し、さらに余剰蒸気の排出口を造成温泉取出口の上部に配置させるとともに、容器内の垂直方向に複数の蒸気滞留層を形成できるよう、熱交換器の周囲に凝縮した造成温泉が流下する隙間流路を形成できる複数の隔板を配置させて、該隔板の隙間流路面積が、容器天面側から底面側に向かうに従って増加するよう構成することで、高温高圧の地熱蒸気が容器天面側から底面側に向かうに従い、低温低圧の蒸気や凝縮液化した造成温泉となって容器内の熱交換器表面を流下し、容器底面側から取り出せるようにしたことを特徴とする、温泉造成型温泉熱発電システム
- 請求項1に記載の温泉造成型温泉熱発電システムにおいて、発電媒体を水冷して冷却を促進するとともに、媒体冷却後に温度上昇した冷却水を、容器から取り出された余剰蒸気と造成温泉に混合させることで、発電量と温泉の造成量の両方を増加させることを特徴とする、温泉造成型温泉熱発電システム
- 地熱発電または地熱バイナリー発電システムにおいて、地熱蒸気かバイナリー発電用の媒体蒸気による発電用タービンの、タービン軸回転力を伝達する駆動力伝達機構を備え、この伝達機構を介して得られる駆動力を用いて稼働するポンプを設けることにより、発電後の熱水か、バイナリー発電用タービン出口の媒体か、発電用の冷却水のうち、何れか一つ以上を送液するように構成することで、発電システムの駆動に係る所内動力を低減し、正味の発電出力を増加させることを特徴とする、地熱発電システムの発電効率向上方法
- 地熱蒸気の導入管と、造成温泉の取出口を有する天面開放型容器と、該容器天面の上部に配置され、容器天面から水を放射状に噴射供給する水噴出部と、該容器内の底面付近に配置され、容器中央下部から地熱蒸気を噴出供給する地熱蒸気噴出部と、該容器内に敷き詰められた凹凸を有する岩石から構成され、容器下部より地熱蒸気を噴出供給して容器内の岩石が形成する隙間流路を上方に流通させる一方、容器の天面から供給されて岩石間の隙間流路を流下する水と混合させ、岩石や水と熱交換を行わせて容器下部に温泉を造成し、容器下部の取出口から造成温泉を得られるようにしたことを特徴とする、温泉造成装置
- 請求項5に記載の地熱蒸気噴出部が、複数の地熱蒸気噴出孔を有する二方向以上の分岐管で構成されていることを特徴とする、温泉造成装置
- 請求項5に記載の温泉造成装置において、装置に供給する地熱蒸気の酸性度やアルカリ度と温度、供給量に応じて、容器内に敷き詰める岩石の性質や積層量のほか、容器の天面から噴射供給する冷却水の水質や供給量のうち、何れか一つ以上を制御することにより、造成装置から得られる造成温泉に含まれる含有成分と含有量を調整することを特徴とする、造成温泉の泉質制御方法
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