JPS5925092A - 地熱発電プラント - Google Patents

地熱発電プラント

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JPS5925092A
JPS5925092A JP57133810A JP13381082A JPS5925092A JP S5925092 A JPS5925092 A JP S5925092A JP 57133810 A JP57133810 A JP 57133810A JP 13381082 A JP13381082 A JP 13381082A JP S5925092 A JPS5925092 A JP S5925092A
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JP
Japan
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hot water
steam
turbine
heater
piping
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JP57133810A
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JPS6324156B2 (ja
Inventor
Sanae Kawazoe
川添 早苗
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Publication of JPS5925092A publication Critical patent/JPS5925092A/ja
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Granted legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03GSPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G7/00Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for
    • F03G7/04Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for using pressure differences or thermal differences occurring in nature
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/10Geothermal energy

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、地熱発電プラントに関する。
第1図は、一般のタービンおよびジェットコンデンサを
備えた地熱発電プラントの概略を示す。
第1図において、井戸1より噴出した地熱流体は、配管
2を経てセパレータ3で熱水と蒸気とに分離される。こ
の分離された地熱熱水は、それから、配管4を経て、還
元ポンプ5により、配管6を経て還元井7より地下へ還
元される。一方、セパレータ3で分離した蒸気は配管8
および配管9゜を経てタービンlOへ導入される。
タービンで仕事をした蒸気は、タービン排気部11を経
てコンデンサ12へ導入される。冷却水入口管13より
入った冷却水は、スプレィノズル14より散水され、蒸
気タービン10の排気と接触して凝縮する。
蒸気中に含まれる不凝結ガス(大部分のCO□と少量の
H2S、’O□およびN2)は、トレイ式のガス冷却部
15で冷却され、蒸気量を減じて不凝結ガス出口管16
より抽気ポンプ17によって配管18を経て抽出される
。このように蒸気を凝縮させ温度の上った冷却水(通常
温水と称す)はコンデンサ底部の温水槽19より温水出
口管2oを経て、温水ポンプ21により、配管22を経
て冷却塔23へ導びかれる。冷却塔23では、土部のス
プレィノズル24より温水を散水させ、空気と強制接触
させて冷却する。
冷却された冷却水は、冷却水槽25より配管26を経て
、冷却水ポンプ27により前述したコンデンサ12の冷
却水入口管13を通してスプレィノズル14により散水
される。
しかして、地熱蒸気中には通常数多以下の不凝結ガスを
含み、その主成分は大部分のCO2と少量のH2S、0
2およびN2であるが、これらの酸性ガスがコンデンサ
12内で冷却水に吸収される。一方、タービン車室内に
生成したドレンは、配管28を経てコンデンサ12へ導
ひかれている。
上述した従来法は、しかしながら、次のような欠点があ
った。
(a)  地熱蒸気中に同伴されて飛来したシリカや食
塩がタービンの静翼、動翼に付着し、短期間でタービン
出力の低下、運転停止の事態に到る。
特に前段(1段・2段)への付着が著しい。
(b)  タービンへ通ずる蒸気の純度をよくし、シリ
カや食塩の飛来を防ぐためには、高性能のセパレータ(
99,99%以上)が必要であるが、これらのセパレー
タと言えどもスタートアップ時、出力増加時、井戸切変
え時等の大巾な蒸気供給条件の変動に追随することは難
しい。従って、程度の差はあるが、タービン翼へのスケ
ールの生成は常に生じており、ひんばんなスケール除去
のための開放清掃を必要とする。
fc)  タービン買上へ生成したスケール(主成分は
シリカと食塩)は数ケ月経過すると、非常に強固なスケ
ールへ成長して除去が困難であり、従ってやすり等で除
去する際に、興をきずつける可能性がある。また、スケ
ール除去に要する日数だけ、スタートアンプが遅れ、そ
の間の費用の損失は美大である。
本発明は、このような従来の問題を解消するためになさ
れたもので、タービンへ付着したスケールを酸素を殆ん
ど溶解していない水で溶解洗浄することにより除去し、
タービン出力の低下を防止して長期間の連続運転を可能
ならしめることと、また酸素を殆んど溶解していない水
でタービン系内を洗浄することにより腐食を軽減するよ
うにすることを目的とする。
更に、詳述すれば、一般に、地熱蒸気中にはキャリオー
バーした熱水のミストが微量含まれており、これはター
ビン前に設置したミストセパレータで捕集分離している
が、 100%分離するのは困殿なので、極微量のミス
トはタービン内へ導入され、このミスト中に含まれてい
る食塩やシリカはタービン内でスケールとなって析出す
る。これらスケールは特に前段(1段および2段)のノ
ズルとブレードに著しく付着する傾向があり、放置する
と数ケ月で出力低下し、タービンを停止し開放してスケ
ールを除去しなければならな(なる。
そこで、本発明者は、タービン翼へのスケール付着を防
止することにより、タービンの出力アップおよび長期の
連続運転を可能にし、タービンの寿命を長(すべく鋭意
研究の結果、以下のよ5な知見を得た。
地熱発電所では、蒸気の純度が悪い場合は、まず最初に
主塞止弁および調速弁のスティッキングが生じ、その後
タービンX(動翼、静翼)へのスケールの付着のために
出力が低下し、ついに運転停止に到る。
タービンの高出力の連続運転を維持す゛るためには、セ
パレータの効率を向上させると共に、100チ除去する
こきが不可能なので、蒸気中の不純物(主としてシリカ
、食塩)がタービン翼上へ付着することを防がねばなら
ない。シリカは、付着生成時は軟らかいが、時間が経過
すると次第に硬質のスケールへ成長する。食塩は、シリ
カをバインダーとして付着するものと考えられる。そこ
で、食塩が水に溶解しやすいことを利用してスケールを
水で溶解洗浄する。その際、コンデンサ出口の温水の一
部を加熱器に導ひき、蒸気と直接接触させれば、温水中
に溶解していた酸素は大部分除去されるので、この脱酸
素した温水をタービン入口部に添加すれば、溶存酸素に
よるタービンの腐食も防止できる。
なお、加熱器においては、酸素のほかの溶解ガス、例え
ば硫化水素、炭酸ガスなども大部分除去される。   
・ 以上の説明から明らかになったように、本発明は、した
がって、地熱発電プラントにおいて、タービン翼へのス
ケール付着を防止するために、コンデンサ出口の温水を
加熱器に導ひき、蒸気と直接接触させて温水中の酸素を
除去する手段と、この脱酸素された熱水をタービiへ流
入する蒸気にタービン入口部で注入する手段とを具備し
たことを特徴とする。
以下図面を参照して本発明の一実施例について詳述する
第2図において、参照符号1〜28は第1図に示したそ
れらと同一の要素を示し、その構成も同じであるので、
その詳細な説明は省略する。
しかして、本発明によれば、第1図に示した従来の地熱
発電プラントにおいて、コンデンサ出口に設けた温水ポ
ンプ21出口より分岐した配管31により温水を加熱器
32の頂部に専(。一方、蒸気は、配管8より分岐した
配管33を経て加熱器32へ導く。この加熱器32で温
水と蒸気とは直接接触し、蒸気は配管34より系外へ放
出され、一方熱水は配管35を経てポンプ36によりタ
ービン入口付近の主蒸気管8ヘノズル等を使用して噴射
注入される。この噴射注入された温水は、したがって主
蒸気と共に配管9を経てタービン10へ導入される。
次に、加熱器32の構造を第3図に詳細に示す。
第3図において、配管31より流入した温水は受皿41
に、たまり、オーバフローした温水は支持体42VCよ
り受皿41の下方に設けられた多数の目皿43KIil
X次落下する。すなわち、ひとつの目皿43にたまった
温水はこの目皿の底板に設けた多数の穴44より落下し
て更に下方に設けた他の目皿43に落下する。この様に
して、次々と下方の目皿43を通過した温水は加熱器3
2の底に熱水37としてたまり、この熱水37が配管3
5を経てポンプ36によりタービン前の主蒸気管8へ注
入される。
器32内を上昇する。すなわち、蒸気の一部は支持体、
46を経て直接加熱器32上部へ流通する。
また、蒸気の他の一部は、目皿43間の空間で上方より
落下してきた温水と接触しながら上昇し、頂部では加熱
器32の中央を支持体46を経て直接流通してきた蒸気
と混合して、受皿41より落下した温水と接触した後、
配管34より糸外へ放出される。
以上述べた説明から明らかなように、本発明によれば、
コンデンサ出口の温水は加熱器内で蒸気により加熱され
、温水中に溶存していた酸素、硫化水素および炭酸ガス
などの不凝結ガスは蒸気相へ放散され、脱酸素された状
態の熱水になる。
こうして製造された熱水は、それから、タービン入口部
で主蒸気へ注入され、主蒸気と共にタービン内に流入し
、タービンの静翼や動翼に付着した食塩や7リカ等のス
ケール生成成分は洗い落される。食塩の水への溶解度は
大きいので、簡単に水に溶解する。第4図はシリカの溶
解度を示す。
したがって、本発明属よれば、常時、脱酸素されたきれ
いな水で、タービンが洗われることによりスケールの付
着が防止されるだけでなく、蒸気中に含まれて(る食塩
や硫化水素による材料の腐食が軽減される。
次に、実際の地熱発電プラントで実験した結果について
以下に示す。
実験したプラントは、55MWの電力を発生するタービ
ンで、入口蒸気は350 m3/H(6,68ata飽
和蒸気中の不凝結ガス量は1.3wt%、不凝結ガスの
ガス組成はCO275チ、H2S20%、N25%(い
ずれも重量%)である。コンデンサ出口の温水の物性は
、温度50℃、I)H6,5,溶解成分はH2S (0
,50)、CO□(19,4)、0゜(3,10)、5
04(98,0)、Na (78,0)、K(0,4)
、(J!(0,7)、 As(o、o)、Fe(z、1
)、Ca(0,9)、町軸→蛙、 Mg(0,04)、
Zn(0,03)、全シリカ(4,3)である。単位は
いずれもwt、PPmである。この温水10m8/hを
加熱器で20m3/h (6,68ataの飽和蒸気圧
)の蒸気で加熱したところ、160°Cの温水が得られ
たので、タービン入口に連続注入した。得られた温水中
の溶解ガス成分の濃度は、02(0,01)、C02(
0,01)、H2S(0,00)であった。その結果、
従来の方法では、蒸気純度を99.99%以上に維持し
なければ、3〜6ケ月後にはタービンの主塞止弁、静翼
および動翼にスケールが付着して、弁のスティッキング
やタービン入口圧力の上昇、タービンの振動などの現象
が生じて運転出来な(なっていたが、本発明方法による
と、スケールが連続的に水により洗浄されるため、スケ
ールの付着が起らず、安定な連続運転ができた。
また、1年間の運転後にタービンを開放点検したところ
、スケールの付着は全黙認められなかった。更に、従来
認められていた特にタービン後段の腐食も認められず、
本発明方法が実用可能な有用な方法であることがわかっ
た。
なお、本発明は地熱発電プラント及びこのプラントに付
帯した地熱蒸気の通過する諸機器類例えItf、スクラ
バー、ミストセパレータなどにも適用できるものである
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の地熱発電プラントを示す概略説明図、第
2図は本発明による地熱発電プラントの一例を示す概略
説明図、第3図は第2図中における加熱器の構造の一例
を示す断面図、第4図は無定形シリカの溶解度曲線を示
す図である。 10e0タービン、124争コンデンサ、20・・温水
出口管、21・・温水ポンプ、31・・温水配管、32
・・加熱器、33・・蒸気配管、35・・熱水配管、3
6・・ポンプ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. コンデンサ出口の温水を加熱器に導ひき、蒸気と直接接
    触させて温水中の酸素を除去する手段と、この脱酸素さ
    れた熱水をタービンへ流入する蒸気にタービン入口部で
    注入する手段とを具備したことを特徴とする地熱発電プ
    ラント。
JP57133810A 1982-08-02 1982-08-02 地熱発電プラント Granted JPS5925092A (ja)

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JP57133810A JPS5925092A (ja) 1982-08-02 1982-08-02 地熱発電プラント

Applications Claiming Priority (1)

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JP57133810A JPS5925092A (ja) 1982-08-02 1982-08-02 地熱発電プラント

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JPS5925092A true JPS5925092A (ja) 1984-02-08
JPS6324156B2 JPS6324156B2 (ja) 1988-05-19

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ID=15113564

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JP (1) JPS5925092A (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6421272U (ja) * 1987-07-28 1989-02-02
JPH02197693A (ja) * 1989-01-26 1990-08-06 Japan Metals & Chem Co Ltd 地熱発電用タービンのスケール除去方法
JP2001004786A (ja) * 1999-06-16 2001-01-12 Toshiba Corp ドレンタンク
JP2010179269A (ja) * 2009-02-09 2010-08-19 Tomoe Engineering Co Ltd 遠心分離装置
JP2018062868A (ja) * 2016-10-11 2018-04-19 ジャパン・ニュー・エナジー株式会社 気水分離装置、地熱発電装置及び地熱発電方法

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