JPS5853197B2 - 地熱タ−ビン設備 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、汽水混合の地熱蒸気から分離された高圧蒸気
およびその残りの熱水をフラッシュして得られた低圧蒸
気を動力として回収するいわゆる多段フラッシュ形の地
熱タービン設備に関する。

この種の地熱タービンは一般に第１図に示されているよ
うに混圧タービンとして構成されている。

すなわち第１図において１は地熱井戸、２は汽水混合の
地熱蒸気配管、３は汽水分離器、４，５はそれぞれ汽水
分離器３からの高圧蒸気配管、熱水配管、６は熱水のフ
ラッシュタンク、７はフラッシュタンク６からの低圧蒸
気配管、８はフラッシュタンク６のドレン配管で、これ
は場合によっては更に次段のフラッシュタンクに導かれ
る。

９は高圧タービン部ＨＴと低圧タービン部ＮＴとが一体
に構成されている混圧タービンで、その高圧蒸気人口１
０には前記高圧蒸気配管４が、低圧蒸気人口１１には前
記低圧蒸気配管７がそれぞれ接続されている。

１２．１３はそれぞれ高圧蒸気人口弁、低圧蒸気人口弁
である。

１４は混圧タービン９からの排気蒸気を凝縮する復水器
、１５，１６はそれぞれその復水配管、復水ポンプであ
る。

１７は復水器１４へ冷却水を供給する冷却水配管で、こ
の場合復水器１４はジェットコンデンサとして構成され
ている。

１８は復水器１４のガス抽出配管で、１９は蒸気エゼク
タ式あるいは水リングポンプのような機械式ガス抽出器
である。

なお２０は混圧タービン９に連結された負荷たとえば発
電機である。

このように構成された地熱タービン設備の動作について
説明するに、地熱井戸１から汲み上げられた汽水温合の
地熱蒸気は汽水分離器３で高圧蒸気と熱水とに分離され
、高圧蒸気は配管４を通して混圧タービン９の高圧ター
ビン部ＨＴに導入され、一方熱水はフラッシュタンク６
でフラッシュされ、それによって得られた低圧のフラッ
シュ蒸気は配管７を通して混圧タービン９の低圧タービ
ン部ＮＴに導入される。

これらの両蒸気は混圧タービン９内で膨張して仕事をし
た後、復水器１４に導かれ、こＳで凝縮された後、復水
ポンプ１６によって排出される。

しかじか＼る混圧タービン形式の地熱タービンの場合次
のような欠点を有している。

すなわち汽水分離器３からの高圧蒸気は地熱の性状とし
てほぼ飽和蒸気であり、タービン出口の蒸気の湿り度が
高く、また多量の不凝縮ガスを含んでいる。

従つて低圧段におけるタービン翼のエロージョンやガス
抽出器１９の経済的な容量などの都合上、復水器１４の
真空度を高くすることができない。

方熱水のフラッシュ蒸気は汽水分離器からの高圧蒸気よ
りもエントロピが高く、従ってこのフラッシュ蒸気自身
はタービン出口においても湿り度が小さくかつ不凝縮ガ
スの含有量も僅かである。

しかし上述のように復水器１４の真空度は専ら高圧蒸気
の状態に応じて低く決められているので、この低圧蒸気
は十分にエネルギ変換されないま＼無駄に捨てられてい
た。

本発明はか＼る問題に鑑み発明されたもので、汽水混合
の地熱蒸気から分離された高圧蒸気およびその残りの熱
水をフラッシュして得られた低圧蒸気を、互いに独立し
て構成された高圧タービンおよび低圧タービンにそれぞ
れ導き、高圧タービンからの排気蒸気を低真空の復水器
に導き、低圧タービンからの排気蒸気を高真空の復水器
に導き、この場合低圧タービン側の復水器の冷却水系統
を高圧タービン側の復水器の冷却水系統とを互いに直列
に接続したことを特徴とするものである。

以下第２図に示す実施例に基づいて本発明の詳細な説明
するに、第２図において第１図のものと同一ないし相当
部分には第１図と同一符号が付されている。

高圧蒸気が供給される高圧タービン３０および低圧蒸気
が供給される低圧タービン４０は本発明に基づいて少く
ともその蒸気室が互いに独立して構成されており、更に
本発明に基づいて高圧タービン３０は低真空の復水器３
１に、低圧タービン４０は高真空の復水器４１にそれぞ
れ接続されている。

この場合両復水器３１．４１はそれぞれジェットコンデ
ンサとして構成されている。

３２゜４２はそれぞれの復水配管、３３，４３はそれぞ
れの復水ポンプ、３４．４４はそれぞれの冷却水配管で
、これらは本発明に基づいて直列に接続されている。

なお３５．４５はそれぞれのガス抽出配管、３６４６は
それぞれのガス抽出器である。

ν 上述の如く構成された本発明に基づく地熱タービン設備
の場合、汽水分離器３からの高圧蒸気は高圧蒸気配管４
、入口弁１２および入口１０を介して高圧タービン３０
に入り、こ５で膨張して仕事をした後、低真空の復水器
３１に導かれて復水される。

この場合、汽水分離器３からの高圧蒸気ははジ飽和蒸気
であると共に、多量の不凝縮ガスを含んでいる。

従って高圧タービン３０の低圧段における翼のエロージ
ョンを防止するためおよびガス抽出器３６の経済的容量
の都合のため、復水器３１の真空度は第１図に示す従来
の復水器１４の場合と同様に低く、すなわち悪く設定さ
れている（たとえば０．１１ ａｔａ）。

一方熱水フラッシュタンク６からのフラッシュ蒸気は低
圧蒸気配管７、入口弁１３および入口１１を介して低圧
タービン４０に入り、こ＼で膨張して仕事をした後、高
真空の復水器４１に導かれて復水される。

この場合熱水フラッシュタンク６からのフラッシュ蒸気
はエントロピが高くかつ不凝縮ガスの含有量が僅かであ
る。

従って復水器４０の真空圧はこの蒸気状態に相応して高
圧タービン３０側の復水器３１の真空圧よりも高く設定
されている（たとえば０．０８ ａｔａ）。

この場合、高真空の復水器４１の冷却水配管４１と低真
空の復水器３１の冷却水配管３４とは互いに直列に接続
されており、冷却水はまず配管４４を通して低圧タービ
ン４０側の復水器４１に送られ、こ＼で加熱された冷却
水は低圧タービン４０の排気蒸気の復水と共に復水ポン
プ４３で昇圧されて高圧タービン３０側の復水器３１に
配管４２．３４を介して送られる。

このようにして第１図に示す従来の地熱タービン設備の
場合と同程度の冷却水流量で良好に、低圧タービン４０
側の復水器４１には高真空が、高圧タービン３０側の復
水器３１には低真空が得られる。

また高圧タービン３０と低圧タービン４０はたとえばダ
ブルフロー形タービンとして共通のケーシングで構成で
き、更に復水器３１と４１もいわゆる多段復水器として
一体に構成できる。

また低圧タービン３０の排気蒸気の不凝縮ガスの含有量
は僅かであるので、そのガス抽出器４６の所要動力はき
わめて小さいもので良い。

特にこのガス抽出器４６の吐出口を高圧タービン３０側
の復水器３１のガス抽出器３６の吸込口に連通ずれば、
ガス抽出器４６は高圧タービン３０側の復水器３１の内
圧まで昇圧すれば良いので、その所要動力はより小さく
て済む。

このようにして従来の地熱タービン設備に対しての設備
費の増大は非常に低く抑えることができる。

またこの設備費の増大は低圧蒸気のエネルギ変換効率の
改善によって十分に補償されるので問題にならない。

以上の如く本発明の地熱タービン設備によれば、最少の
設備費および運転費によって、地熱井戸からの高圧蒸気
と熱水のフラッシュ蒸気とを別々の蒸気室のタービンに
導き、更にフラッシュ蒸気が供給される低圧タービンの
復水器の真空度を、高圧蒸気が供給される高圧タービン
の復水器の真空度よりも高くすることができ、それによ
って地熱タービン設備の全プラントのエネルギ変換効率
を高めることができ、出力を４〜５％増大することがで
きる。

なお第２図の実施例の場合、汽水混合の地熱蒸気をまず
汽水分離器３で汽水分離しているが、たとえば熱水が多
量に出てくる地熱井戸の場合には汽水分離器の代りにフ
ラッシュタンクを設けることもできる。

更に復水器３１，４１を直接接触式のジェットコンデン
サの代りに表面接触式復水器によることも勿論できる。

更に低圧タービン４０側の復水配管４２にある復水（昇
圧）ポンプ４３は場合によっては省略できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の地熱タービン設備の配管系統図、第２図
は本発明に基づく地熱タービン設備の一実施例の配管系
統図である。 １：地熱井戸、３：汽水分離器、４：高圧蒸気配管、６
：熱水フラッシュタンク、７：低圧蒸気配管、３０：高
圧タービン、４０：低圧タービン、３１．４１：復水器
、３２，４２：復水配管、３３．４３：復水（昇圧）ポ
ンプ、３４ 、４４ ：冷却水配管、３６，４６：ガス
抽出器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 汽水混合の地熱蒸気から分離された高圧蒸気および
   その残りの熱水をフラッシュして得られた低圧蒸気を互
   いに独立して構成された高圧タービンおよび低圧タービ
   ンにそれぞれ導き、高圧タービンからの排気蒸気を低真
   空の復水器に導き、低圧タービンからの排気蒸気を高真
   空の復水器に導き、低圧タービス側の復水器の冷却水系
   統と高圧タービン側の復水器の冷却水系統とを互いに直
   列に接続したことを特徴とする地熱タービン設備。 ２、特許請求の範囲第１項に記載の地熱タービン設備に
   おいて、低圧タービン側の復水器のガス抽出器の吐出口
   が高圧タービン側の復水器のガス抽出器の吸込口に連通
   されていることを特徴とする地熱タービン設備。