JPH0419367A

JPH0419367A - 地熱発電装置

Info

Publication number: JPH0419367A
Application number: JP2123174A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Shiroo; 城尾　和男; Yoichiro Yokote; 横手　洋一郎; Akio Sawaji; 亜樹夫澤路; Masanobu Akiyama; 秋山　雅信; Tadahiko Matsumura; 忠彦松村
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1990-05-15
Filing date: 1990-05-15
Publication date: 1992-01-23

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は地熱発電技術の分野において利用され、特に、
稼動中の地熱発電装置において、経年変化して稼動当初
に対して変化した産出蒸気・熱水を、最少限の設備追加
により、有効的に利用するものに関する。

〔従来の技術］稼動中の地熱発電所は、添付図面の第７図のごとく数〜
数十本の坑井１ａ、　ｌｂから生産される蒸気・熱水を
セパレータにて分離し、蒸気をエネルギ源として蒸気タ
ービン４の高圧段に送り込んで発電を行っている。この
蒸気・熱水を生産する坑井（以下、生産井）は、経年的
に変化し、生産量の減少、圧力の低下、蒸気・熱水量の
比率の変化が起こる。

一般的に減衰した生産井は、例えば第７図の系統Ａの生
産井１ａのごとく所定圧力（タービン稼動に必要な圧力
）以下となると蒸気を産出することができなくなり、設
備から切りはなされる。また、減少した生産量を補うた
めに生産井の追加堀りがなされるが、この新規に掘削さ
れた生産井が上記所定圧力以上で蒸気を産出するとは限
らず、設備への合流ができず失敗することも少なくない
。

また、蒸気・熱水量の比率の変化は、熱水量の増加をも
たらすことがある。この熱水、−船釣には、第７図の系
統Ｂのごとくセパレータ１個を有するシングルフラッシ
ュ方式の場合、還元井３から地中にもどされる。また、
第８図の系統Ｂのようにセパレータ２ｂに加えフラッシ
ャ蒸発装置５を有している、ダブルフラッシュ方式の場
合には、フラッシャ蒸発装置５にて、低圧でフラッシュ
蒸発し、発生した蒸気をタービン４の低圧段に供給し、
熱水を還元井３から地中に還元する。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述の従来の方式では、蒸気圧が所定圧力以下となった
場合には、既存設備へ合流できない生産井から生産され
る蒸気は、まだ高いポテンシャルをもつにも拘らず使用
できない。

また、経年変化により処理される熱水が増加した場合に
は、第６図のシングルフラッシュ方式では、多量のエネ
ルギを保有しているにも拘らず有効利用されることなく
地中に還元され、還元井に大きな負担をかけることとな
る。また、第７図のダブルフラッシュ方式では、タービ
ン高圧段と低圧段の定められた流量比率の関係から、低
圧段の蒸気量のみ増加させることができず、余剰熱水と
して直接還元されることとなる。

以上のように、従来、生産される蒸気・熱水量の変化に
対して、効率的に対応できず、エネルギを有効に利用す
ることができなかった。

本発明は、上記のような問題を解決するためになされた
ものであり、低圧蒸気・余剰熱水を最少限の設備追加で
、特に既存のタービン等の主要機器を改造することなし
に、有効利用できる地熱発電装置を提供することを目的
とする。

〔課題を解決するための手段］上述の目的は、高温の蒸気と共に熱水を生産する生産井に接続され、該
蒸気と熱水とを分離するセパレータを有し、蒸気が発電
用のタービンに送られて該タービンを回転駆動し、熱水
が還元井に帰還されるものにおいて、セパレータとタービンとを、蒸気昇圧のための昇圧装置
を介して接続せしめる、こととする第一の発明によって達成される。

また、上記目的は、高温の蒸気と共に熱水を生産する生産井に接続され、該
蒸気と熱水とを分離するセパレータを有し、蒸気が発電
用のタービンに送られて該タービンを回転駆動し、熱水
がフラ・ンシャ蒸発装置を経て還元井に帰還されると共
に、該フラ・ンシャ蒸発装置にて生じた蒸気が上記ター
ビンに送られて該タービンを回動駆動せしめるものにお
いて、フラッシャ蒸発装置とタービンとを、蒸気昇圧の
ための昇圧装置を介して接続せしめる、こととする第二
の発明によっても達成される。

［作用］上記第一の発明によれば、経年変化により所定圧力以下
となった生産井から生産される蒸気はセパレータにて熱
水と分離された後、昇圧装置にて所定圧力にまで昇圧さ
れ、タービンにもたらされてここで該タービンを回転駆
動する。

次に、第二の発明によれば、経年変化により蒸気・熱水
の比率が変わり熱水が増えた場合、セパレータで蒸気を
分離した後に得られた熱水をフラッシャ蒸発装置で蒸気
としこれを昇圧装置で所定圧力としてから上記セパレー
タからの上記蒸気と合流せしめて、タービンを回転駆動
する。フラッシャ蒸発装置で残った熱水は還元井にて還
元される。

〔実施例〕

以下、添付図面の第１〜６図にもとづいて本発明の詳細
な説明する。

なお、図中、第７〜８図の従来装置と共通部分はに同一
符号を付している。

第１図に示す第一実施例において、生産井１ａは経年変
化により所定圧力以下となっており、該生産井１ａにセ
パレータ２ａが接続されている。タービン４の高圧段に
接続される蒸気側のラインには昇圧装置６が設けられて
いる。該昇圧装置６はセパレータ２ａからの蒸気を、タ
ービン駆動に必要とされる所定圧力まで昇圧するように
なっている。そして、上記セパレータ２ａの熱水側は還
元井３ａに導かれている。

一方、１ｂは所定圧力をもつ生産井であり、これにはセ
パレータ２ｂが接続されていて生産井１ｂから熱水と共
に送り込まれる蒸気を熱水から分離するようになってい
る。この蒸気は所定圧力を有しているのでセパレータ２
ｂの蒸気側はライン５ｂを経てタービン４の高圧段に直
接接続されており、熱水側は還元井３ｂに導かれている
。

かかる本実施例では、所定圧力以下となっている生産井
１ａからの蒸気は、セパレータ２ａにて熱水から分離さ
れた後に昇圧装置６にて所定圧力にまで昇圧され、しか
る後タービン４を回転駆動する。そして、セパレータ２
ｂに分離された熱水は還元井３ｂから地中に還元される
。

一方、所定圧力をもつ生産井１ｂからの蒸気は、従来通
りセパレータ２ｂにて熱水から分離された後、タービン
４に直接送られてこれを回転駆動して発電を行う。そし
て、熱水は還元井３ｂから地中に還元される。

かくして、本実施例では所定圧力以下となったときに従
来使用されなかった蒸気のエネルギ回収されることとな
るが、これをさらに第２図を用いて従来の場合と比較し
て説明する。

従来装置において、タービン入口圧力Ｐ１、蒸気流量Ｓ
Ｉの場合、タービンで回収されるエネルギは、Ｓｌ・△
ｈｙ＋−ｚで表される。

これに対して、本実施例において、圧力Ｐ１、蒸気流量
Ｓ３なる低圧蒸気を利用するとすれば、昇圧３→４、合
流４→５、タービン内５→６なる作動をし、以下のエネ
ルギが得られる。

昇圧に要するエネルギ；−３３・Δｈ。

タービンで回収されるエネルギ：（ＳＩ＋Ｓ：Ｉ）ΔｈＴｓ−６よって（Ｓ＋±Ｓり△ｈアＳ−ｂ　　Ｓ３・△ｈ、　＞
ｓ、・Δｈ　ｔ＋−ｚなる条件を設定することにより、
有効利用がなされる。ここに−船釣に△ｈア、−６）Δ
ｈｃ、Δｈア、−６〉ΔｈＴＩ−２であることから上記
条件を満たすことは、機械的効率を勘案しても容易であ
る。

次に、生産井からの蒸気・熱水の比率が経年変化により
変化し、熱水が増えた場合には、第３図に示される第二
実施例によると有利である。本実施例装置は、第７図の
従来のシングルフラッシュ方式のものを改良する場合に
好適である。その際第３図に示されるように、−点鎖線
で示された範囲のフラッシュ蒸発装置５と昇圧装置８を
第７図装置に追加することにより本実施例装置を得られ
る。なお、第３図において、第７図の従来例と共通する
箇所には同一符号を付して説明を省略する（以下の実施
例においても同様とする）。

本実施例において、セパレータ２ｂの熱水側は第８図の
従来装置と同様にライン７によってフラッシャ蒸発装置
５に接続されているが、該フラッシャ蒸発装置５の蒸気
側か昇圧装置８を経て、上記セパレータの蒸気側とター
ビン４とを結ぶライン４Ａに合流している点に特徴があ
る。そして、上記フラッシャ蒸発装置５の熱水側は第８
図の従来装置と同様に還元井３に導かれている。

かかる本実施例では、蒸気・熱水の比率が変化し熱水の
量が増大した場合に、セパレータ２ｂから出た熱水はラ
イン７を経てフラッシャ蒸発装置５に導引されてここで
低圧蒸気として自己蒸発（フラッシュ）し、昇圧装置８
で所定圧力にまで昇圧された後に、ライン４Ａにてセパ
レータ２からの蒸気と合流してタービン４を回転駆動す
る。なお、本実施例ではフラッシャ蒸発装置５からの蒸
気は昇圧せられるので、タービン４の高圧段に供給され
ることができる。そして、上記フラッシュ蒸発装置８で
残った熱水は還元井５にて還元される。

第４図に示される第三実施例は、第８図に示される従来
のダブルフラッシュ方式のものに改良を加える場合に有
利である。すなわち、本実施例装置は、第８図装置のセ
パレータ２ｂとフランシャ蒸発装置５との間に、第４図
で一点鎖線の範囲で示されるようにフラッシャ７発装置
５Ａを追加すると共に、該フラッシャ蒸発装置５Ａの蒸
発側を昇圧装置８Ａを経てタービン４の高圧段に導くよ
うにしたものである。こうすることにより、さらにエネ
ルギ回収が有効になされる。なお、本実施例では、第５
図のごとく昇圧装置８Ａを後段のフラ・ンシャ蒸発装置
５Ａに接続してもよい。

また、第６図の第四実施例では、上記第三実施例の変形
例が示されている。前実施例では第８図の従来装置にフ
ラッシュ蒸発装置５Ａを直列に追加したが、本実施例で
は並列に追加されている。こうすることにより蒸気量の
増大を図ることができる。

〔発明の効果〕

本発明は以上のように、第一の発明ではセパレータとタ
ービンの間に昇圧装置を配し、そして第二の発明ではセ
パレータと還元井と間にフラ・ンシュ蒸発装置を設けそ
の蒸気側を昇圧装置を介してタービンと接続することと
したので、第一〇発明にあっては蒸気圧が低下した場合
に、そして第二の発明にあっては熱水の比率が増大した
場合に、従来未利用のままであった蒸気あるいは熱水の
エネルギを有効に回収できるという効果がある。

また、上記第−及び第二の発明共に、従来装置に簡単な
設備を付加するだけで簡単に実施できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第一実施例の構成図、第２図は第１図
装置における作用を示す線図、第３図は第二実施例の構
成図、第４図及び第５図は第三実施例の構成図、第６図
は第四実施例の構成図、第７図は従来のシングルフラッ
シュ方式の装置の構成図、第８図は従来のダブルフラッ
シュ方式の装置の構成図である。１ｂ・・・・・・・・・・・・生産井２ｂ・・・・・・・・・・・・セパレータ４・・・・・
・・・・・・・タービン５Ａ・・・・・・・・・・・・フランシャ蒸発装置６・
・・・・・・・・・・・昇圧装置８；８Ａ・・・・・・・・・昇圧装置

Claims

【特許請求の範囲】

（１）高温の蒸気と共に熱水を生産する生産井に接続さ
れ、該蒸気と熱水とを分離するセパレータを有し、蒸気
が発電用のタービンに送られて該タービンを回転駆動し
、熱水が還元井に帰還されるものにおいて、セパレータとタービンとを、蒸気昇圧のための昇圧装置
を介して接続せしめる、ことを特徴とする地熱発電装置。
（２）高温の蒸気と共に熱水を生産する生産井に接続さ
れ、該蒸気と熱水とを分離するセパレータを有し、蒸気
が発電用のタービンに送られて該タービンを回転駆動し
、熱水がフラッシャ蒸発装置を経て還元井に帰還される
と共に、該フラッシャ蒸発装置にて生じた蒸気が上記タ
ービンに送られて該タービンを回動駆動せしめるものに
おいて、フラッシャ蒸発装置とタービンとを、蒸気昇圧
のための昇圧装置を介して接続せしめる、ことを特徴とする地熱発電装置。