JPS59110809A - 地熱発電装置 - Google Patents
地熱発電装置Info
- Publication number
- JPS59110809A JPS59110809A JP57219274A JP21927482A JPS59110809A JP S59110809 A JPS59110809 A JP S59110809A JP 57219274 A JP57219274 A JP 57219274A JP 21927482 A JP21927482 A JP 21927482A JP S59110809 A JPS59110809 A JP S59110809A
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- JP
- Japan
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- turbine
- pressure
- back pressure
- geothermal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03G—SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03G7/00—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for
- F03G7/04—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for using pressure differences or thermal differences occurring in nature
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/10—Geothermal energy
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Control Of Turbines (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は地熱蒸気をエネルギー源とする発電装置に係り
、特に地熱蒸気井の蒸気圧力の経年変化に対する発電装
置の効果的な運用を図れるようにした地熱発電装置に関
する。
、特に地熱蒸気井の蒸気圧力の経年変化に対する発電装
置の効果的な運用を図れるようにした地熱発電装置に関
する。
地熱蒸気井は常に安定した圧力の蒸気を発生するとは限
らず、地層の構造、地下水の条件によっては採掘当初は
高い蒸気圧力が得られる本のの、経年的に圧力が降下し
、ある程度の噴気量を出した後で圧力が低いレベルＫＷ
ｒち着くという特性をもつものがある。例えば採掘当初
は１０ ａｔａ程度で地熱蒸気としては比較的高い蒸気
圧力を維持するが、地層の構造および日々の蒸気状態変
化を解析することにより、そのままの噴気状態を継続す
ると、２〜３年後には５ ａｔａ程度の低い圧力で安定
することが想定される場合がある。このような場合に計
画される地熱発電装置としては、従来は長期的な展望か
ら、低い圧力に安定した状態で設計条件を定め、これに
見合った蒸気タービン及びこれに連結した発電機を設置
していた。
らず、地層の構造、地下水の条件によっては採掘当初は
高い蒸気圧力が得られる本のの、経年的に圧力が降下し
、ある程度の噴気量を出した後で圧力が低いレベルＫＷ
ｒち着くという特性をもつものがある。例えば採掘当初
は１０ ａｔａ程度で地熱蒸気としては比較的高い蒸気
圧力を維持するが、地層の構造および日々の蒸気状態変
化を解析することにより、そのままの噴気状態を継続す
ると、２〜３年後には５ ａｔａ程度の低い圧力で安定
することが想定される場合がある。このような場合に計
画される地熱発電装置としては、従来は長期的な展望か
ら、低い圧力に安定した状態で設計条件を定め、これに
見合った蒸気タービン及びこれに連結した発電機を設置
していた。
蒸気タービンがのみ込むことの出来る蒸気の容積流量Ｖ
は蒸気中のガス分の量と経年的変化を無視すれば、重量
流量を０１蒸気の比容積をＶとすれば Ｖ＝ＯＸマ である。いま低い蒸気圧力条件で設計された蒸気タービ
ンに当初の高い圧力の蒸気を流入させるとすれば、比容
積マが小さくなる分だけ、より多くの重量流量Ｇをのみ
込ませることができること、さらに利用できる熱落差も
圧力が高い分大きくなることとあいまって高い出力を得
ることができる。
は蒸気中のガス分の量と経年的変化を無視すれば、重量
流量を０１蒸気の比容積をＶとすれば Ｖ＝ＯＸマ である。いま低い蒸気圧力条件で設計された蒸気タービ
ンに当初の高い圧力の蒸気を流入させるとすれば、比容
積マが小さくなる分だけ、より多くの重量流量Ｇをのみ
込ませることができること、さらに利用できる熱落差も
圧力が高い分大きくなることとあいまって高い出力を得
ることができる。
しかし、この為には蒸気タービンによって駆動される発
電機の容量はその分大きく製造しなければならず、２〜
３年後に低い圧力でより小さい容量しか出せなくなった
時には、その時点から将来にわたって無駄な設備となっ
てしまう。一方、将来の低い圧力条件に対応して製造さ
れたより小さな容量の発電機に合わせて蒸気タービンに
のみ込む蒸気量を絞って運転することは、地熱蒸気の有
効利用の見地から得策とは言えず、この設備にも無駄が
伴なうことになる１゜ 〔発明の目的〕 本発明は採掘当初から２〜３年経過までと、それ以降低
い圧力蒸気条件での安定した長期間との何れにおいても
効率的な運用を図ることが可能ガ地熱発電装置を提供す
ることを目的とする。
電機の容量はその分大きく製造しなければならず、２〜
３年後に低い圧力でより小さい容量しか出せなくなった
時には、その時点から将来にわたって無駄な設備となっ
てしまう。一方、将来の低い圧力条件に対応して製造さ
れたより小さな容量の発電機に合わせて蒸気タービンに
のみ込む蒸気量を絞って運転することは、地熱蒸気の有
効利用の見地から得策とは言えず、この設備にも無駄が
伴なうことになる１゜ 〔発明の目的〕 本発明は採掘当初から２〜３年経過までと、それ以降低
い圧力蒸気条件での安定した長期間との何れにおいても
効率的な運用を図ることが可能ガ地熱発電装置を提供す
ることを目的とする。
本発明においては、地熱蒸気源から蒸気の供給を受ける
背圧式タービン及びこれに連結された発電機と、前記背
圧式タービンの背気を主蒸気とする復水式タービン及び
これに連結された発電機と、前記地熱蒸気源から背圧式
タービンをバイパスして前記復水式タービンへ蒸気を供
給するバイパス設備と、前記背圧式タービンの背気を大
気へ開放する放出弁とを具備することによシ、蒸気圧力
の高いときは背圧式タービンと復水式タービンとを使用
し、蒸気圧力の低いときは復水式タービンのみを使用で
きるようＫし、効率的な運用を図ることを可能にするも
のである。
背圧式タービン及びこれに連結された発電機と、前記背
圧式タービンの背気を主蒸気とする復水式タービン及び
これに連結された発電機と、前記地熱蒸気源から背圧式
タービンをバイパスして前記復水式タービンへ蒸気を供
給するバイパス設備と、前記背圧式タービンの背気を大
気へ開放する放出弁とを具備することによシ、蒸気圧力
の高いときは背圧式タービンと復水式タービンとを使用
し、蒸気圧力の低いときは復水式タービンのみを使用で
きるようＫし、効率的な運用を図ることを可能にするも
のである。
以下、本発明の一実施例について、第１図を参照して説
明するっ 地熱井（１）から出た蒸気または熱水はセパレータまた
はフラッシャ−等の蒸気発生器（２）により蒸気と水と
に分離され、蒸気は複数台の背圧式タービン（３） 、
（３） （第１図においては図の簡略化のため２台の
み記しである）に入れる。背圧式タービン（３）。
明するっ 地熱井（１）から出た蒸気または熱水はセパレータまた
はフラッシャ−等の蒸気発生器（２）により蒸気と水と
に分離され、蒸気は複数台の背圧式タービン（３） 、
（３） （第１図においては図の簡略化のため２台の
み記しである）に入れる。背圧式タービン（３）。
（３）はそれぞれ発電機＋４１ 、 ＋４１を連結する
。背圧式タービン（３） 、 （３）の背気ライン（５
）は１台の復水式タービン（６）の主蒸気となるように
配管を接続する。復水式タービン（６）は発電機（力を
駆動し、またその排気は復水器（８）へ排出させる。復
水式タービン（６）の出力は調速機（９）からの制御信
号を蒸気加減弁ＯＩに入れることにより、系統電力網（
図示せず）と一致した周波数一定のもとに制御されるよ
うにする。
。背圧式タービン（３） 、 （３）の背気ライン（５
）は１台の復水式タービン（６）の主蒸気となるように
配管を接続する。復水式タービン（６）は発電機（力を
駆動し、またその排気は復水器（８）へ排出させる。復
水式タービン（６）の出力は調速機（９）からの制御信
号を蒸気加減弁ＯＩに入れることにより、系統電力網（
図示せず）と一致した周波数一定のもとに制御されるよ
うにする。
一方、背圧式タービン（３）、（３）においては、庁気
ライン（５）の圧力を検出する背気圧カー整装置α２１
、 （１２＋の制御信号によシ、蒸気加減弁０υ、０
１）を開閉して背圧式タービン（３１、（３）ののみ込
み蒸気量を調節し、もって背気ライン（５）の圧力を一
定に制御するようＫする。ガお発電機（４） 、 （４
１は系統電力網（図示せず）に接続さね、周波数は系統
側で決められた一定値で運転されるようにする９さらに
、蒸気発生器（２）から背圧式タービン（３１、（３）
をバイパスして背気ライン（５）へと蒸気を流すバイパ
スライン０３）があシ、背気ライン（５）の圧力を検出
する圧力コントローラＱ４１からの制御信号によシ開閉
するバイパス弁（１５＋を設置する。また背気ライン（
５）にはその背気ライン（５）の圧力に従って、蒸気を
大気へ開放する放出弁１１６１を設置する。各背圧式タ
ービン（３） 、 ＋３１のそれぞれの入口には主蒸気
止め弁ａｎ 、 （＋７１を設け、それぞれの出口およ
びバイパスラインＱ３１の出口には逆止弁（１８＋ 、
ｏｎ 、 （１１１＋１を設ける。しかして背圧式タ
ービン（３） 、 （３）は地熱井（１）発掘当初の高
い圧力の蒸気を主蒸気とし、将来安定すると想定される
低い圧力を背気圧として設計製作し、一方、復水式ター
ビン（６）はこの低い圧力の蒸気を主蒸気として設計製
作する。また、背圧式タービン（３） 、 （３）及び
これに連結された発電機＋４１ 、 （４１を可搬式と
し、地熱蒸気源の後段である蒸気発生器（２）と背圧式
タービン（３１、（３）入口間に第１のフランジ継手０
９を設け、前記背圧式タービン＋３１ 、 （３）出口
と復水式タービン（６）入口間に第２の７ランジ継手（
イ）を設ける。
ライン（５）の圧力を検出する背気圧カー整装置α２１
、 （１２＋の制御信号によシ、蒸気加減弁０υ、０
１）を開閉して背圧式タービン（３１、（３）ののみ込
み蒸気量を調節し、もって背気ライン（５）の圧力を一
定に制御するようＫする。ガお発電機（４） 、 （４
１は系統電力網（図示せず）に接続さね、周波数は系統
側で決められた一定値で運転されるようにする９さらに
、蒸気発生器（２）から背圧式タービン（３１、（３）
をバイパスして背気ライン（５）へと蒸気を流すバイパ
スライン０３）があシ、背気ライン（５）の圧力を検出
する圧力コントローラＱ４１からの制御信号によシ開閉
するバイパス弁（１５＋を設置する。また背気ライン（
５）にはその背気ライン（５）の圧力に従って、蒸気を
大気へ開放する放出弁１１６１を設置する。各背圧式タ
ービン（３） 、 ＋３１のそれぞれの入口には主蒸気
止め弁ａｎ 、 （＋７１を設け、それぞれの出口およ
びバイパスラインＱ３１の出口には逆止弁（１８＋ 、
ｏｎ 、 （１１１＋１を設ける。しかして背圧式タ
ービン（３） 、 （３）は地熱井（１）発掘当初の高
い圧力の蒸気を主蒸気とし、将来安定すると想定される
低い圧力を背気圧として設計製作し、一方、復水式ター
ビン（６）はこの低い圧力の蒸気を主蒸気として設計製
作する。また、背圧式タービン（３） 、 （３）及び
これに連結された発電機＋４１ 、 （４１を可搬式と
し、地熱蒸気源の後段である蒸気発生器（２）と背圧式
タービン（３１、（３）入口間に第１のフランジ継手０
９を設け、前記背圧式タービン＋３１ 、 （３）出口
と復水式タービン（６）入口間に第２の７ランジ継手（
イ）を設ける。
次に作用について説明する。
第２図は背気ライン（５）の圧力変化に対する蒸気加減
弁ａυ、Ｑυ、バイパス弁０最および放出弁０６）のそ
れぞれの動きを示したものである。
弁ａυ、Ｑυ、バイパス弁０最および放出弁０６）のそ
れぞれの動きを示したものである。
蒸気加減弁０１）、θｌ）は背気ライン（５）の圧力の
変化に対し、その開度を曲線Ａに従って圧力紙で開、圧
力高で閉となるように変え、背気ライン（５）の圧力を
所定の範囲内に保つ。何らかの理由で背圧式タービン＋
３） 、 （３）の１台もしくは全部でない数台がトリ
ップした時には、背気圧力の低下に従って残シの背圧式
タービンがその分のみ込み蒸気量を増やして背気ライン
ｆ５１の圧力を所定の範囲内に保つが、それでもなお圧
力が下降する場合（特に全台トリップの時）には、バイ
パス弁（１５１がその開度を曲線ＢＫ従って増し、背気
ライン（５）の圧力低下を補々う。これにより復水式タ
ービン（６）の連続運転が妨げられることが危い。一方
、何らかの理由で復水式タービン（６）がトリップした
場合には、背気ライン（５）の圧力、上昇に伴ない蒸気
加減弁（ｎ）ｔ（ｔυがのみ込み量を減らすが、さらに
圧力が上昇する場合には放出弁（１，６）がその開度を
曲線Ｃに従って増し、大気へ背気を放出して背気ライン
（５）の圧力上昇を抑制する。このため背圧式タービン
（３１、（３１の連続運転が妨げられることがない。し
かして２〜３年経過し、蒸気発生器（２）から供給され
る主蒸気圧力が次第に低下してきた場合には、背圧式タ
ービン（３１、＋３１ （’）主蒸気上メ弁Ｏｎ 、
Ｏｎｆ閉鎖り、−？ｒ、ソノ背圧式タービンｆ３） 、
ｆ３＋の運転を停止し、バイパス弁ａ９を全開して供
給蒸気の全量を復水式タービン（６）に入れ、復水式タ
ービン（６）のみを運転する。こうして使用しなく力っ
た背圧式タービン＋３） 、 （３）およびその発電機
ｆｉｌ 、 ＋４１は可搬式としであるから、取シ外し
、同種の他の地熱発電装置の一部として用いる。又、背
圧式タービン＋３） 、 ｆ３’ｌを撤去した後には、
バイパスライン（＋３１４ ｗり外し、第１のフランジ
継手四部と第２の７ランジ継手（イ）部との間を直接蒸
気管（図示せず）で接続し直すことができる。
変化に対し、その開度を曲線Ａに従って圧力紙で開、圧
力高で閉となるように変え、背気ライン（５）の圧力を
所定の範囲内に保つ。何らかの理由で背圧式タービン＋
３） 、 （３）の１台もしくは全部でない数台がトリ
ップした時には、背気圧力の低下に従って残シの背圧式
タービンがその分のみ込み蒸気量を増やして背気ライン
ｆ５１の圧力を所定の範囲内に保つが、それでもなお圧
力が下降する場合（特に全台トリップの時）には、バイ
パス弁（１５１がその開度を曲線ＢＫ従って増し、背気
ライン（５）の圧力低下を補々う。これにより復水式タ
ービン（６）の連続運転が妨げられることが危い。一方
、何らかの理由で復水式タービン（６）がトリップした
場合には、背気ライン（５）の圧力、上昇に伴ない蒸気
加減弁（ｎ）ｔ（ｔυがのみ込み量を減らすが、さらに
圧力が上昇する場合には放出弁（１，６）がその開度を
曲線Ｃに従って増し、大気へ背気を放出して背気ライン
（５）の圧力上昇を抑制する。このため背圧式タービン
（３１、（３１の連続運転が妨げられることがない。し
かして２〜３年経過し、蒸気発生器（２）から供給され
る主蒸気圧力が次第に低下してきた場合には、背圧式タ
ービン（３１、＋３１ （’）主蒸気上メ弁Ｏｎ 、
Ｏｎｆ閉鎖り、−？ｒ、ソノ背圧式タービンｆ３） 、
ｆ３＋の運転を停止し、バイパス弁ａ９を全開して供
給蒸気の全量を復水式タービン（６）に入れ、復水式タ
ービン（６）のみを運転する。こうして使用しなく力っ
た背圧式タービン＋３） 、 （３）およびその発電機
ｆｉｌ 、 ＋４１は可搬式としであるから、取シ外し
、同種の他の地熱発電装置の一部として用いる。又、背
圧式タービン＋３） 、 ｆ３’ｌを撤去した後には、
バイパスライン（＋３１４ ｗり外し、第１のフランジ
継手四部と第２の７ランジ継手（イ）部との間を直接蒸
気管（図示せず）で接続し直すことができる。
こうすれば、バイパスラインα３およびそれに付属した
圧力コントローラａ荀、バイパス弁（＋５１および逆止
弁０槌も他に転用できて経済的である。
圧力コントローラａ荀、バイパス弁（＋５１および逆止
弁０槌も他に転用できて経済的である。
伺、本発明は上記し、かつ図面に示した実施例のみに限
定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で、
種々変形して実施できることは勿論である。
定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で、
種々変形して実施できることは勿論である。
以上説明したように本発明によれば、地熱井発掘当初の
蒸気圧力の高い期間には、背圧式タービンと復水式ター
ビンとの組合せで、供給される蒸気を有効に利用して大
きな圧力を侍、さらに数年して低い主蒸気圧力に安定し
てから以後は復水式タービンにて大きな容積流量の蒸気
を利用することが可能となり、いずれの期間においても
効率的な運用を図ることが可能力地熱発電装置を提供す
ることができる。
蒸気圧力の高い期間には、背圧式タービンと復水式ター
ビンとの組合せで、供給される蒸気を有効に利用して大
きな圧力を侍、さらに数年して低い主蒸気圧力に安定し
てから以後は復水式タービンにて大きな容積流量の蒸気
を利用することが可能となり、いずれの期間においても
効率的な運用を図ることが可能力地熱発電装置を提供す
ることができる。
第１図は本発明の地熱発電装置の一実施例を示す系統図
、第２図は第１図の各蒸気弁の開度と背気圧力との関係
を示す曲線図である。 １・・・地熱蒸気源の一部である地熱井２・・・地熱蒸
気源の一部である蒸気発生器３・・・背圧式タービン
４・・・発電機５・・・背気ライン ６・・・復水
式タービン７・・・発電機 ８・・・復水器１
３・・・バイパス設備の一部であるバイパスライン１４
・・・バイパス設備の一部である圧力コントローラ１５
・・・バイパス設備の一部であるバイパス弁１６・・・
放出弁 １９・・・第１のフランジ継手２０・
・・第２のフランジ継手 代理人 弁理士 井 上 −男
、第２図は第１図の各蒸気弁の開度と背気圧力との関係
を示す曲線図である。 １・・・地熱蒸気源の一部である地熱井２・・・地熱蒸
気源の一部である蒸気発生器３・・・背圧式タービン
４・・・発電機５・・・背気ライン ６・・・復水
式タービン７・・・発電機 ８・・・復水器１
３・・・バイパス設備の一部であるバイパスライン１４
・・・バイパス設備の一部である圧力コントローラ１５
・・・バイパス設備の一部であるバイパス弁１６・・・
放出弁 １９・・・第１のフランジ継手２０・
・・第２のフランジ継手 代理人 弁理士 井 上 −男
Claims (2)
- （１）地熱蒸気源から蒸気の供給を受ける背圧式タービ
ン及びこれに連結された発ｍ機と、前記背圧式タービン
の背気を主蒸気とする復水式タービン及びこれに連結さ
れた発電機と、前記地熱蒸気源から背圧式タービンをバ
イパスして前記後水式タービンへ蒸気を供給するバイパ
ス設備と、前記背圧式タービンの背気な大気へ開放する
放出弁とを具備したことを特徴とする地熱発電装置。 - （２）背圧式タービン及びこれに連結された発電機を可
搬式とし、地熱蒸気源と背圧式タービン入口間に第１の
フランジ継手を設け、前記背圧式タービン出口と復水式
タービン入口間に第２の７ランジ継手を設けたことを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の地熱発電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57219274A JPS59110809A (ja) | 1982-12-16 | 1982-12-16 | 地熱発電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57219274A JPS59110809A (ja) | 1982-12-16 | 1982-12-16 | 地熱発電装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59110809A true JPS59110809A (ja) | 1984-06-26 |
Family
ID=16732950
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57219274A Pending JPS59110809A (ja) | 1982-12-16 | 1982-12-16 | 地熱発電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59110809A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0861216A (ja) * | 1994-08-18 | 1996-03-08 | Japan Metals & Chem Co Ltd | 多段地熱発電方法 |
| JP2016070225A (ja) * | 2014-09-30 | 2016-05-09 | 富士電機株式会社 | 蒸気タービン設備 |
-
1982
- 1982-12-16 JP JP57219274A patent/JPS59110809A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0861216A (ja) * | 1994-08-18 | 1996-03-08 | Japan Metals & Chem Co Ltd | 多段地熱発電方法 |
| JP2016070225A (ja) * | 2014-09-30 | 2016-05-09 | 富士電機株式会社 | 蒸気タービン設備 |
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