JPS6040787A - 地熱発電システム - Google Patents
地熱発電システムInfo
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- JPS6040787A JPS6040787A JP58149018A JP14901883A JPS6040787A JP S6040787 A JPS6040787 A JP S6040787A JP 58149018 A JP58149018 A JP 58149018A JP 14901883 A JP14901883 A JP 14901883A JP S6040787 A JPS6040787 A JP S6040787A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F7/00—Methods or arrangements for processing data by operating upon the order or content of the data handled
- G06F7/38—Methods or arrangements for performing computations using exclusively denominational number representation, e.g. using binary, ternary, decimal representation
- G06F7/48—Methods or arrangements for performing computations using exclusively denominational number representation, e.g. using binary, ternary, decimal representation using non-contact-making devices, e.g. tube, solid state device; using unspecified devices
- G06F7/57—Arithmetic logic units [ALU], i.e. arrangements or devices for performing two or more of the operations covered by groups G06F7/483 – G06F7/556 or for performing logical operations
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (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】
肢４しｒ万一
この発明は、地熱エネルギーを有効に利用する地熱発電
システムに関する。
システムに関する。
従来技術
わが国のエネルギー長期供給に役立てるため、各種エネ
ルギー源開発の一環として、地熱エネルギーを利用する
地熱発電の研究開発が行なわれている。
ルギー源開発の一環として、地熱エネルギーを利用する
地熱発電の研究開発が行なわれている。
ところで、従来から開発されている各種地熱発電システ
ムは、自噴能力のある地熱蒸気井を対象としており、生
産井から自噴する蒸気と熱水の気水混合流体のうち、蒸
気のみを利用してタービン発電機を駆動して発電する地
熱蒸気発電システムが主流であった。
ムは、自噴能力のある地熱蒸気井を対象としており、生
産井から自噴する蒸気と熱水の気水混合流体のうち、蒸
気のみを利用してタービン発電機を駆動して発電する地
熱蒸気発電システムが主流であった。
この場合、気水混合流体から分離された熱水は、未利用
のまま還元井を通して地下に還元されでいた。したがっ
て、噴出する気水混合流体の持つ全エネルギーに対する
利用効率は、熱水の持つエネルギー分だけ落ちることに
なる。
のまま還元井を通して地下に還元されでいた。したがっ
て、噴出する気水混合流体の持つ全エネルギーに対する
利用効率は、熱水の持つエネルギー分だけ落ちることに
なる。
そこで、この地熱熱水のエネルギーをも発電に利用して
、地熱発電システム全体としての効果を高めるために、
バイナリサイクルによる地熱熱水利用の発電プラントの
開発が進められている。
、地熱発電システム全体としての効果を高めるために、
バイナリサイクルによる地熱熱水利用の発電プラントの
開発が進められている。
このバイナリサイクル発電プラントでは、専用の生産井
あるいは地熱蒸気発電プラント用の生産井から自噴する
気水混合流体から分離した熱水のエネルギーを利用して
、二次作動流体としての低沸点媒体（例えばフロン、イ
ソブタン等）を密閉サイクル内で気化させ、気化した高
圧の媒体蒸気によってタービン発電機を駆動して発電す
るようになっている。
あるいは地熱蒸気発電プラント用の生産井から自噴する
気水混合流体から分離した熱水のエネルギーを利用して
、二次作動流体としての低沸点媒体（例えばフロン、イ
ソブタン等）を密閉サイクル内で気化させ、気化した高
圧の媒体蒸気によってタービン発電機を駆動して発電す
るようになっている。
このような地熱熱水を利用する発電システムとしてのバ
イナリサイクル発電プラントは、既に１０００ Ｋ Ｗ
級のパイロットプラントによって実証されている。
イナリサイクル発電プラントは、既に１０００ Ｋ Ｗ
級のパイロットプラントによって実証されている。
しかしながら、これを実用化するには、少なくともＩＯ
ＭＷ級のバイナリサイクル発電プラントを蒸気発電プラ
ントに併設する必要があり、そのためには、今まで捨て
られていた例えば１３０℃級の熱水が１４００ ｔ ／
Ｈ必要になる。ところが、この量は５０ＭＷｉの既設
蒸気発電プラントにおいても確実に確保できる量ではな
い。
ＭＷ級のバイナリサイクル発電プラントを蒸気発電プラ
ントに併設する必要があり、そのためには、今まで捨て
られていた例えば１３０℃級の熱水が１４００ ｔ ／
Ｈ必要になる。ところが、この量は５０ＭＷｉの既設
蒸気発電プラントにおいても確実に確保できる量ではな
い。
なぜなら、噴出する気水温合流体のうちの熱水分が少な
い地区では勿論であるが、熱水分が多い地区でも、排熱
水の有効利用として地元への還元を図るために、熱水の
多目的利用等が計画されているためである。
い地区では勿論であるが、熱水分が多い地区でも、排熱
水の有効利用として地元への還元を図るために、熱水の
多目的利用等が計画されているためである。
したがって、５０ＭＷ級の地熱蒸気発電プラントに併設
するバ・ｒナリサイクル発電プラン１−は、１０ＭＷ以
下の小さなものになってしまい、経済性及び代替エネル
ギーの一環としての位置づけが薄れ、地熱開発のデベロ
ッパや電力会社の開発意欲が小さくなってしまう。
するバ・ｒナリサイクル発電プラン１−は、１０ＭＷ以
下の小さなものになってしまい、経済性及び代替エネル
ギーの一環としての位置づけが薄れ、地熱開発のデベロ
ッパや電力会社の開発意欲が小さくなってしまう。
且−剪
この発明は、上記のような問題を解決し、地熱蒸気発電
プラン１へから必要な熱水量の一部を供給するだけで充
分大出力のバイナリサイクル発電プラントを併設できる
ようにして、地熱エネルギー利用効率の高い地熱発電シ
ステムを提供することを目的とする。
プラン１へから必要な熱水量の一部を供給するだけで充
分大出力のバイナリサイクル発電プラントを併設できる
ようにして、地熱エネルギー利用効率の高い地熱発電シ
ステムを提供することを目的とする。
なお、既設の地熱発電所地区には、蒸気生産井として掘
削したが、掘削時に自噴能力のないものや自噴はするが
噴出量の少ないもの（この明細書中でこれを「失敗弁Ｊ
と称す）や、生産井として利用していたが噴出量が著し
く減少したもの（この明細中でこれをｒ減衰弁」と称す
）が必ず数本ある。こｉシらの井戸の坑底熱水温度は調
査の結果およそ２００〜２４０℃（平均２２０℃）の範
囲にあり、井戸内の水位は地下２００ｍ付近にあること
が分かったので、これをバイナリサイクル発電プラント
への熱水供給源として活用することを目的とする。
削したが、掘削時に自噴能力のないものや自噴はするが
噴出量の少ないもの（この明細書中でこれを「失敗弁Ｊ
と称す）や、生産井として利用していたが噴出量が著し
く減少したもの（この明細中でこれをｒ減衰弁」と称す
）が必ず数本ある。こｉシらの井戸の坑底熱水温度は調
査の結果およそ２００〜２４０℃（平均２２０℃）の範
囲にあり、井戸内の水位は地下２００ｍ付近にあること
が分かったので、これをバイナリサイクル発電プラント
への熱水供給源として活用することを目的とする。
眉−コ又
そこで、この発明による地熱発電システ１１は、地熱蒸
気井から噴出する気水温合流体から気水分離器により分
離された蒸気によってタービン発電機を駆動して発電す
る地熱蒸気発電プラントと。
気井から噴出する気水温合流体から気水分離器により分
離された蒸気によってタービン発電機を駆動して発電す
る地熱蒸気発電プラントと。
気水分離器によって分離された熱水の一部を失敗弁や減
衰弁に供給し、その失敗弁や減衰弁内に設置した坑井内
ポンプによって熱水を地上に汲み上げるようにし、その
汲み上げた熱水のエネルギーによって低沸点媒体を気化
させ、気化した高圧の媒体蒸気によってタービン発電機
を駆動して発電するバイナリサイクル発電プラン１−と
からなるシステムである。
衰弁に供給し、その失敗弁や減衰弁内に設置した坑井内
ポンプによって熱水を地上に汲み上げるようにし、その
汲み上げた熱水のエネルギーによって低沸点媒体を気化
させ、気化した高圧の媒体蒸気によってタービン発電機
を駆動して発電するバイナリサイクル発電プラン１−と
からなるシステムである。
去−席一倒一
以下、添付図面を参照してこの発明の詳細な説明する。
第１図は、この発明による地熱発電システムの基本実施
例を示す模式的配管図であり、地熱蒸気発電プラント１
とバイナリサイクル発電プラント２とを組合せているが
、これらの各プラントの溝成泊体は既に開発されている
ものと同様である。
例を示す模式的配管図であり、地熱蒸気発電プラント１
とバイナリサイクル発電プラント２とを組合せているが
、これらの各プラントの溝成泊体は既に開発されている
ものと同様である。
しかし、地熱蒸気Ｊ（”３から噴出する気水混合流体か
ら気水分離器４によって分離され、還元井５を通して地
下に還元される熱水の一部を、失敗弁や減衰弁６に配管
７を通して供給し、第２図にも拡スして示すように、こ
の失敗弁や減衰弁６内に設置した坑井内ポンプ８しこよ
って、外部から注入した熱水と井戸内の熱水との混合熱
水を地−ヒに汲み上げ、配管９を通してバイナリサイク
ル発電プラント２に供給する手段を設けた点に特徴を有
する。
ら気水分離器４によって分離され、還元井５を通して地
下に還元される熱水の一部を、失敗弁や減衰弁６に配管
７を通して供給し、第２図にも拡スして示すように、こ
の失敗弁や減衰弁６内に設置した坑井内ポンプ８しこよ
って、外部から注入した熱水と井戸内の熱水との混合熱
水を地−ヒに汲み上げ、配管９を通してバイナリサイク
ル発電プラント２に供給する手段を設けた点に特徴を有
する。
なお、１０はバイナリサイクル発電プラント２を経た熱
水を地下に還元するための還元井、１１は地熱蒸気井６
からの噴出音を緩和するためのサイレンザである。
水を地下に還元するための還元井、１１は地熱蒸気井６
からの噴出音を緩和するためのサイレンザである。
地熱蒸気発電プラント１は、気水分離器４によって分離
された蒸気製供給され、タービン発電機１２の蒸気ター
ビン１２ａを駆動して発電機１２ｂを回転させて発電し
、その電力を変圧器１３を介して出力する。
された蒸気製供給され、タービン発電機１２の蒸気ター
ビン１２ａを駆動して発電機１２ｂを回転させて発電し
、その電力を変圧器１３を介して出力する。
蒸気タービン１２ａから排出された蒸気は、復水器１４
に入って復水された後温水槽１５に■を留され、温水ポ
ンプ１６によって汲み上げられて冷却塔１７に供給され
、貯水池１８から取水ポンプ１日によって汲み」１げら
１１て冷却塔１７の冷却水槽１７．に供給された水と共
に、冷却水ポンプ２０によって再び復水器１４に循環さ
れる。
に入って復水された後温水槽１５に■を留され、温水ポ
ンプ１６によって汲み上げられて冷却塔１７に供給され
、貯水池１８から取水ポンプ１日によって汲み」１げら
１１て冷却塔１７の冷却水槽１７．に供給された水と共
に、冷却水ポンプ２０によって再び復水器１４に循環さ
れる。
復水器１４で復水しなかった蒸気は、真空ポンプ２１に
よって冷却塔１７に送らＪし、一部は蒸発し残りは復水
する。
よって冷却塔１７に送らＪし、一部は蒸発し残りは復水
する。
一方、バイナリサイクル発電プラント２は、坑井内ポン
プ８によって失敗井や減衰弁６から汲み上げられ、配管
９を通して供給される熱水を、蒸発器２２及び予熱器２
′５を通過させた後還元井１０に排出する。
プ８によって失敗井や減衰弁６から汲み上げられ、配管
９を通して供給される熱水を、蒸発器２２及び予熱器２
′５を通過させた後還元井１０に排出する。
蒸発器２２では、ホントウェルタンク２４に貯溜され、
フィルドポンプ２５によって予熱器２３を通して循環さ
れる二次作動流体である低沸点媒体（例えばフロン１１
４）を、熱水のもつ熱エネルギーとの熱交換作用によっ
て気化させる。
フィルドポンプ２５によって予熱器２３を通して循環さ
れる二次作動流体である低沸点媒体（例えばフロン１１
４）を、熱水のもつ熱エネルギーとの熱交換作用によっ
て気化させる。
それによって発生する高圧の媒体蒸気によって、タービ
ン発電機２６の媒体タービン２６ａを駆動して発電機２
Ｅ、ｂを回転させて発電し、その電力を変圧器２７を介
して出力する。
ン発電機２６の媒体タービン２６ａを駆動して発電機２
Ｅ、ｂを回転させて発電し、その電力を変圧器２７を介
して出力する。
媒体タービン２Ｅｉａから排出された媒体蒸気は、凝縮
器２８を経て凝縮液化されて、ホントウェルタンク２４
に戻される。２日はスプレー水ポンプである。
器２８を経て凝縮液化されて、ホントウェルタンク２４
に戻される。２日はスプレー水ポンプである。
この低沸点媒体の循環経路は、密閉サイクルとなってお
り、媒体を補給する必要はない。
り、媒体を補給する必要はない。
ここで、第２図に示すように、配管７を通して失敗井や
減衰弁６に例えば１３０℃の熱水が３３３ｔ／Ｈ供給さ
れ、失敗井や減衰弁６の坑底から２２０℃の熱水が２６
７ ｔ ／ Ｈ汲み上げ可能であるとすると、坑井内ポ
ンプ８によって汲み上げられて、配管９を通してバイナ
リサイクル発電プラン１−２に供給される熱水は、１７
０℃で６００ｔ／Ｈとなる。
減衰弁６に例えば１３０℃の熱水が３３３ｔ／Ｈ供給さ
れ、失敗井や減衰弁６の坑底から２２０℃の熱水が２６
７ ｔ ／ Ｈ汲み上げ可能であるとすると、坑井内ポ
ンプ８によって汲み上げられて、配管９を通してバイナ
リサイクル発電プラン１−２に供給される熱水は、１７
０℃で６００ｔ／Ｈとなる。
これは、１３０℃の熱水１４００ ｔ ／ ｌ−１が与
える熱エネルギーに相当する熱エネルギーを与えること
ができるので、ＩＯＭＷ級の発電出力を得ることが可能
である。
える熱エネルギーに相当する熱エネルギーを与えること
ができるので、ＩＯＭＷ級の発電出力を得ることが可能
である。
したがって、地熱蒸気発電プラント１側からの１３０℃
級の熱水供給量を３００ 、ｔ ／ Ｈ台に押えること
ができるため、５０ＭＷ級の蒸気発電プラントにおいて
は、気水混合流体中の熱水分が少ない場合や、熱水の多
目的利用を図る場合でも充分供給可能になる。
級の熱水供給量を３００ 、ｔ ／ Ｈ台に押えること
ができるため、５０ＭＷ級の蒸気発電プラントにおいて
は、気水混合流体中の熱水分が少ない場合や、熱水の多
目的利用を図る場合でも充分供給可能になる。
なお、第１図の実施例では、気水分１ｉ器４から排出さ
れる熱水の一部を失敗井や減衰弁６に供給し、残りを全
て地下に還元しているが、排熱水が多い場合には、これ
を他の目的に利用することもできるのは勿論である。
れる熱水の一部を失敗井や減衰弁６に供給し、残りを全
て地下に還元しているが、排熱水が多い場合には、これ
を他の目的に利用することもできるのは勿論である。
羞−米
以上の説明から明らかなように、この発明による地熱発
電システムは、地熱蒸気発電プラントに充分経済性のあ
る大出力のバイナリサイクル発電プラントを併設でき、
失敗井や減衰弁の未利用の熱水を活用することにより、
必要な熱水の供給量を容易に確保することができるので
、全体として地熱エネルギーの利用効率が高い地熱発電
所の建設が可能になる。
電システムは、地熱蒸気発電プラントに充分経済性のあ
る大出力のバイナリサイクル発電プラントを併設でき、
失敗井や減衰弁の未利用の熱水を活用することにより、
必要な熱水の供給量を容易に確保することができるので
、全体として地熱エネルギーの利用効率が高い地熱発電
所の建設が可能になる。
さらに、この発明によれば次のような多くの利点がある
。
。
（１）失敗井や減衰弁内に設置する坑井内ポンプの耐熱
性は、本来坑底温度（２００〜２４０°Ｃ）そのものに
支配されるが、蒸気発電プラン１〜側からの排熱水（１
３０°（ニ）を注入することにより、井戸内の平均温度
が下るため、ポンプの耐熱温度を引き下げることができ
、ポンプの耐用年数が延びる。
性は、本来坑底温度（２００〜２４０°Ｃ）そのものに
支配されるが、蒸気発電プラン１〜側からの排熱水（１
３０°（ニ）を注入することにより、井戸内の平均温度
が下るため、ポンプの耐熱温度を引き下げることができ
、ポンプの耐用年数が延びる。
（２）坑井内ポンプによって井戸内から熱水を汲み」二
げる場合、一般には汲み上げ開始と同時に井戸内の水位
が第２図に示す最初の水位ｒ、。から井戸の特性に支配
される水位の低゛下（ドローダウン）があって下るため
、汲み上げにくくなったが、蒸気発電プラント側からの
排熱水を注入することにより、この水位の下りを防止す
ることができるので、能力の小さい井戸でも利用するこ
とができる。
げる場合、一般には汲み上げ開始と同時に井戸内の水位
が第２図に示す最初の水位ｒ、。から井戸の特性に支配
される水位の低゛下（ドローダウン）があって下るため
、汲み上げにくくなったが、蒸気発電プラント側からの
排熱水を注入することにより、この水位の下りを防止す
ることができるので、能力の小さい井戸でも利用するこ
とができる。
（３）蒸気発電プラント側からの排熱水を直接バイナリ
サイクル発電プラントに供給する場合に比べて、熱水の
温度を高めることができ（例えば１３０℃→１７０℃）
、単位時間当りの供給皿を少なくできる（例えば１４０
０ ｔ ／ Ｈ→６００ｔ／１１）ので、バイナリサイ
クル発電プラントの予熱器、蒸発器等の熱交換器の伝熱
面積を小さくすることができる。
サイクル発電プラントに供給する場合に比べて、熱水の
温度を高めることができ（例えば１３０℃→１７０℃）
、単位時間当りの供給皿を少なくできる（例えば１４０
０ ｔ ／ Ｈ→６００ｔ／１１）ので、バイナリサイ
クル発電プラントの予熱器、蒸発器等の熱交換器の伝熱
面積を小さくすることができる。
（４）失敗井や減衰弁から熱水を汲み上げ先後、蒸気発
電プラント側からの排熱水と混合してバイナリサイクル
発電プラントに供給する場合には混合槽を必要とするが
、この発明によればそのような混合槽を必要としない。
電プラント側からの排熱水と混合してバイナリサイクル
発電プラントに供給する場合には混合槽を必要とするが
、この発明によればそのような混合槽を必要としない。
第１図はこの発明による地熱発電システムの基本実施例
を示す模式的な配管図、第２図は同じくその坑井内ポン
プ設置部の拡大図である。 １・・・地熱蒸気発電プラント ２・・バイナリサイクル発電プラント ３・・・地熱蒸気井 ４・・・気水分離器５・還元井
６・・・失敗井や減衰弁 ８・・・坑井内ポンプ １０・・・還元井１２．２Ｆ）
・・・タービン発電機
を示す模式的な配管図、第２図は同じくその坑井内ポン
プ設置部の拡大図である。 １・・・地熱蒸気発電プラント ２・・バイナリサイクル発電プラント ３・・・地熱蒸気井 ４・・・気水分離器５・還元井
６・・・失敗井や減衰弁 ８・・・坑井内ポンプ １０・・・還元井１２．２Ｆ）
・・・タービン発電機
Claims (1)
- １ 地熱蒸気井から噴出する気水混合流体を蒸気と熱水
に分離する気水分離器と、この気水分離器によって分離
された蒸気によってタービン発電機を駆動して発電する
地熱蒸気発電ブラントと、前記気水分離器によって分離
された熱水の一部を失敗井や減衰弁に供給し、該失敗井
や減衰弁内に設置した坑井内ポンプによって熱水を地上
に汲み上げる熱水汲上手段と、該手段によって汲みＬげ
られた熱水のエネルギーによって低沸点媒体を密閉サイ
クル内で気化させ、気化した高圧の媒体蒸気によってタ
ービン発電機を駆動して発電するバイナリサイクル発電
プラントとからなる地熱発電システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58149018A JPS6040787A (ja) | 1983-08-15 | 1983-08-15 | 地熱発電システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58149018A JPS6040787A (ja) | 1983-08-15 | 1983-08-15 | 地熱発電システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6040787A true JPS6040787A (ja) | 1985-03-04 |
| JPS647227B2 JPS647227B2 (ja) | 1989-02-08 |
Family
ID=15465867
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58149018A Granted JPS6040787A (ja) | 1983-08-15 | 1983-08-15 | 地熱発電システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6040787A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11239702A (ja) * | 1998-02-25 | 1999-09-07 | Mitsubishi Materials Corp | 地熱熱水からの懸濁物質回収方法、装置およびこれを用いた地熱発電設備 |
| CN102518416A (zh) * | 2011-12-15 | 2012-06-27 | 中国海洋石油总公司 | 一种稠油热采用水处理方法及系统 |
| JP2014156843A (ja) * | 2013-02-18 | 2014-08-28 | Ohbayashi Corp | 地熱発電システム |
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|---|---|
| JPS647227B2 (ja) | 1989-02-08 |
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