JPH11107709A - バイナリー発電システム - Google Patents

バイナリー発電システム

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JPH11107709A
JPH11107709A JP26647497A JP26647497A JPH11107709A JP H11107709 A JPH11107709 A JP H11107709A JP 26647497 A JP26647497 A JP 26647497A JP 26647497 A JP26647497 A JP 26647497A JP H11107709 A JPH11107709 A JP H11107709A
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JP
Japan
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working medium
oil
power generation
valve
binary power
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP26647497A
Other languages
English (en)
Inventor
Masashi Okumura
昌司 奥村
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Hisaka Works Ltd
Original Assignee
Hisaka Works Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 冷却熱源の供給が停止した場合に装置内圧力
が上昇して安全弁が作動するのを防止する。 【解決手段】 凝縮器6の作動媒体出口に配管30を設
け、この配管30に取り付けたバルブ28を開け、作動
媒体を油タンク14に移動させて主系統Aの作動媒体液
面を下げることにより、蒸発器2内での作動媒体の蒸発
を防止する。これにより、系内圧力上昇による安全弁作
動を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はバイナリー発電シス
テムに関し、より詳しくは、トラブルが発生して電源が
落ちた場合のように冷却熱源の供給が停止したとき、装
置内圧力が上昇して安全弁が作動するのを防止するよう
にしたもので、たとえば地熱水を熱源流体として用いる
地熱バイナリー発電に利用することができる。
【0002】
【従来の技術】バイナリー発電システムは、図2に示す
ように、蒸発器(2)、スクリュータービン(4)、凝
縮器(6)、作動媒体循環ポンプ(8)を接続してなる
閉ループ内で作動媒体を循環させて熱サイクルを構成
し、蒸発器(2)で発生した作動媒体の蒸気をスクリュ
ータービン(4)に供給して地熱水等の熱源流体から回
収した熱を動力に変換し、スクリュータービン(4)で
発電機(10)を駆動するようにしている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】地熱バイナリー発電で
は熱源流体としての地熱水は常時流し続けるのが一般的
である。したがって、停電その他のトラブルが発生して
電源が落ちると、冷却水ポンプ(7)が停止して冷却熱
源の供給が止まるため、次に述べるように系内の圧力が
上昇する。すなわち、蒸発器(2)と凝縮器(6)を同
一レベルに設置してある場合、装置の停止状態では、蒸
発器(2)、凝縮器(6)の下部に作動媒体液が溜ま
る。また、蒸発器(2)と凝縮器(6)は蒸発圧力調節
用配管で連結されているため、蒸発器(2)と凝縮器
(6)は同じ圧力になる。地熱水が継続して流れている
ため、蒸発器(2)の作動媒体通路(2a)内の作動媒
体はすべて蒸発する。蒸発した作動媒体は凝縮器(6)
で液化し、蒸発器(2)へ戻されて蒸発する。
【0004】このようにして系内の圧力が上昇し、装置
の設計圧力に達すると安全弁(図示せず)が作動するに
至る。安全弁は異常高圧が生じたときに作動媒体を外気
に開放して異常高圧により装置が破壊するのを防ぐため
のものであるが、安全弁が作動することによって作動媒
体が損失する。また、設計圧力を蒸発器(2)の熱源流
体入口温度における飽和圧力よりも高く設定しておけ
ば、上述のような場合に安全弁が作動することは避けら
れるが、しかし、それではコストが嵩むこととなる。
【0005】そこで、本発明の技術的課題は、冷却熱源
の供給が停止したときでも安全弁が作動してしまわない
ようにすることである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、スクリュータ
ービンを用いたバイナリー発電システムにおいて、冷却
熱源の供給が停止した場合に、蒸発器内の作動媒体液面
を下げることによって、装置内圧力が上昇して安全弁が
作動するのを防止するようにしたものである。
【0007】請求項2の発明は、請求項1の発明におい
て、熱源流体との熱交換によって作動媒体を蒸発させる
蒸発器、作動媒体蒸気の供給を受けて発電機を駆動する
スクリュータービン、作動媒体蒸気を冷却して凝縮させ
る凝縮器、および、作動媒体を循環させる作動媒体循環
ポンプを接続してなる閉ループ内で作動媒体を循環させ
るようにした主系統と、主系統のスクリュータービン出
口側に設置した油分離タンク、油タンク、及び、油ポン
プよりなり、油ポンプから潤滑油をスクリュータービン
入口付近の作動媒体蒸気中に噴射するようにした油系統
とを具備したバイナリー発電システムにおいて、主系統
の凝縮器出口部分と油系統の油タンクとをバルブ付きの
配管で接続したことを特徴とする。
【0008】請求項3の発明は、請求項2の発明におい
て、前記バルブを開けることにより、主系統の凝縮器出
口部分から油系統の油タンクへ作動媒体を移動させて主
系統の作動媒体液面を下げるようにしたことを特徴とす
る。
【0009】請求項4の発明は、請求項2の発明におい
て、スクリュータービンの入口側に緊急遮断弁を設置
し、緊急遮断弁の上流側と凝縮器の入口側とを接続する
バイパス配管と、緊急遮断弁の上流側に設置した圧力セ
ンサーと、バイパス配管に設置され、圧力センサーから
の制御信号に応答して開く圧力調節弁とを備えたことを
特徴とする。
【0010】
【発明の実施の形態】図1に示すように、バイナリー発
電システムを主系統(A)と油系統(B)とで構成す
る。
【0011】主系統(A)は、蒸発器(2)と、スクリ
ュータービン(4)と、凝縮器(6)と、作動媒体循環
ポンプ(8)を閉ループに接続してなり、この閉ループ
内で作動媒体を循環させる。作動媒体は蒸発器(2)の
作動媒体通路(2a)を流れる間に熱源流体通路(2
b)を流れる熱源流体から熱を奪って蒸発し、発生した
蒸気がスクリュータービン(4)に供給される。スクリ
ュータービン(4)に供給された作動媒体の蒸気は膨張
仕事をしてスクリュータービン(4)の出力軸を回転さ
せ、これにより発電機(10)を駆動させる。スクリュ
ータービン(4)から排出された作動媒体の蒸気は凝縮
器(6)で冷却される。凝縮器(6)は一種の熱交換器
であって、たとえばプレート式熱交換器の場合、伝熱プ
レートを介して隣り合った流体通路(6a,6b)のう
ちの作動媒体通路(6a)にスクリュータービン(4)
から排出された作動媒体蒸気が供給され、冷却水通路
(6b)に冷却水ポンプ(7)からの冷却水が供給さ
れ、伝熱プレートを介して熱交換をする結果、作動媒体
蒸気が冷却水に熱を奪われて凝縮する。凝縮液は作動媒
体循環ポンプ(8)で再び蒸発器(2)に送られる。
【0012】また、主系統(A)のスクリュータービン
(4)の上流側に緊急遮断弁(20)を設置するととも
に、スクリュータービン(4)をバイパスするバイパス
配管(22)を設ける。バイパス配管(22)は緊急遮
断弁(20)の上流側と凝縮器(6)入口側とを接続
し、圧力センサー(24)からの制御信号に応答して開
く圧力調節弁(26)を備えている。圧力センサー(2
4)は緊急遮断弁(20)の上流側に設置し、設定値を
越える圧力を検知したとき圧力調節弁(26)に制御信
号を出力するようにセットする。
【0013】油系統(B)は、主系統(A)のスクリュ
ータービン(4)の出口側に設置した油分離タンク(1
2)と、油タンクと(14)、油ポンプ(16)とによ
って構成されている。油ポンプ(16)から潤滑油が圧
送され、スクリュータービン(4)の入口付近で作動媒
体蒸気中に噴射される。作動媒体蒸気中に混入した潤滑
油はスクリュータービン(4)の各部の潤滑を行い、作
動媒体蒸気と共に排出されて油分離タンク(12)で作
動媒体蒸気から分離され、油タンク(14)に戻され
る。
【0014】凝縮器(6)の作動媒体通路(6a)の出
口に、油タンク(14)に通じる配管(30)を設け
る。この配管(30)はバルブ(28)を備えており、
バルブ(28)を開けることにより作動媒体を油タンク
(14)に移動させる。
【0015】上記構成における作用について述べるなら
ば、圧力調節弁(26)が開くと、蒸発器(2)と凝縮
器(6)はバイパス配管(22)を通じて連通するた
め、蒸発器(2)と凝縮器(6)は同じ圧力になる。ま
た、蒸発器(2)と凝縮器(6)を同一レベルに設置し
てある場合、装置の停止状態では、蒸発器(2)、凝縮
器(6)の下部に作動媒体液が溜まる。蒸発器(2)の
熱源流体通路(2b)に熱源流体が継続して流れている
と、蒸発器(2)の作動媒体通路(2a)内の作動媒体
はすべて蒸発する。ここで、配管(30)のバルブ(2
8)が開いていると、作動媒体が油タンク(14)に流
入する。これにより、主系統(A)の作動媒体液面が下
がり、蒸発器(2)内での作動媒体の蒸発が防止され
る。したがって、主系統(A)の圧力上昇による安全弁
の作動といった事態に至ることはない。なお、油タンク
(14)内に流入した作動媒体は、バルブ(28)を閉
じてシステムを再起動したとき、油分離タンク(12)
で潤滑油から分離されて主系統(A)内に戻る。
【0016】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、凝縮器
(6)の作動媒体出口に配管(30)を設け、トラブル
が発生して電源が落ちた時この配管(30)に取り付け
たバルブ(28)を開け、作動媒体を油タンク(14)
に移動させて主系統の作動媒体液面を下げることによ
り、蒸発器(2)内での作動媒体の蒸発を防止するよう
にしたものであるため、系内圧力上昇による安全弁作動
を防止するという所期の技術的課題を解決することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施の形態を示すバイナリー発電システムの系
統図である。
【図2】従来の技術を示すバイナリー発電システムの系
統図である。
【符号の説明】
A 主系統 2 蒸発器 2a 作動媒体通路 2b 熱源流体通路 4 スクリュータービン 6 凝縮器 6a 作動媒体通路 6b 冷却水通路 7 冷却水ポンプ 8 作動媒体循環ポンプ 10 発電機 20 緊急遮断弁 22 バイパス配管 24 圧力センサー 26 圧力調節弁 B 油系統 12 油分離タンク 14 油タンク 16 油ポンプ 28 バルブ 30 配管

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 スクリュータービンを用いたバイナリー
    発電システムにおいて、冷却熱源が停止し場合に、蒸発
    器内の作動媒体液面を下げることによって、装置内圧力
    が上昇して安全弁が作動するのを防止するようにしたこ
    とを特徴とするバイナリー発電システム。
  2. 【請求項2】 熱源流体との熱交換によって作動媒体を
    蒸発させる蒸発器、作動媒体蒸気の供給を受けて発電機
    を駆動するスクリュータービン、作動媒体蒸気を冷却し
    て凝縮させる凝縮器、および、作動媒体を循環させる作
    動媒体循環ポンプを接続してなる閉ループ内で作動媒体
    を循環させるようにした主系統と、主系統のスクリュー
    タービン出口側に設置した油分離タンク、油タンク、及
    び、油ポンプよりなり、油ポンプから潤滑油をスクリュ
    ータービン入口付近の作動媒体蒸気中に噴射するように
    した油系統とを具備したバイナリー発電システムにおい
    て、主系統の凝縮器出口部分と油系統の油タンクとをバ
    ルブ付きの配管で接続したことを特徴とする請求項1の
    バイナリー発電システム。
  3. 【請求項3】 前記バルブを開けることにより、主系統
    の凝縮器出口部分から油系統の油タンクへ作動媒体を移
    動させて主系統の作動媒体液面を下げるようにしたこと
    を特徴とする請求項2のバイナリー発電システム。
  4. 【請求項4】 スクリュータービンの入口側に緊急遮断
    弁を設置し、緊急遮断弁の上流側と凝縮器の入口側とを
    接続するバイパス配管と、緊急遮断弁の上流側に設置し
    た圧力センサーと、バイパス配管に設置され、圧力セン
    サーからの制御信号に応答して開く圧力調節弁とを備え
    た請求項2のバイナリー発電システム。
JP26647497A 1997-09-30 1997-09-30 バイナリー発電システム Withdrawn JPH11107709A (ja)

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004346839A (ja) * 2003-05-22 2004-12-09 Ebara Corp タービン発電機
JP2012127231A (ja) * 2010-12-14 2012-07-05 Kobe Steel Ltd ランキンサイクルシステムおよび発電システム
JP2012225177A (ja) * 2011-04-15 2012-11-15 Kobe Steel Ltd 発電装置
JP2013057264A (ja) * 2011-09-07 2013-03-28 Kobe Steel Ltd 発電装置
JP2014231820A (ja) * 2013-05-30 2014-12-11 株式会社神戸製鋼所 バイナリー駆動装置
CN111636937A (zh) * 2020-06-22 2020-09-08 中国长江动力集团有限公司 液位自动调节的orc发电装置及其调节方法

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Effective date: 20041207