JPS6088878A - 地熱バイナリ−サイクルプラント - Google Patents
地熱バイナリ−サイクルプラントInfo
- Publication number
- JPS6088878A JPS6088878A JP58196041A JP19604183A JPS6088878A JP S6088878 A JPS6088878 A JP S6088878A JP 58196041 A JP58196041 A JP 58196041A JP 19604183 A JP19604183 A JP 19604183A JP S6088878 A JPS6088878 A JP S6088878A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- evaporator
- cooling water
- geothermal
- hot water
- plant
- 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.)
- Granted
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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)
- 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。
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〕
本発明は地熱バイナリ−サイクルプラントにかかわり、
特にプラントの緊急停止時のプラントの動作媒体の異常
加熱を防止できる地熱バイナリ−サイクルプラントに関
するものである。
特にプラントの緊急停止時のプラントの動作媒体の異常
加熱を防止できる地熱バイナリ−サイクルプラントに関
するものである。
地熱エネルギーを利用する発電方式の一つにバイナリ−
サイクルがある。これは地熱水の熱で低沸点媒体の蒸気
でタービンを駆動して発電するもので、地熱水の温度が
低くてそれを減圧沸騰（フラッシュ）させて得られる水
蒸気では発電することが不都合な場合などに用いられる
方式である。
サイクルがある。これは地熱水の熱で低沸点媒体の蒸気
でタービンを駆動して発電するもので、地熱水の温度が
低くてそれを減圧沸騰（フラッシュ）させて得られる水
蒸気では発電することが不都合な場合などに用いられる
方式である。
つまり、低沸点媒体を動作媒体とすることにより、従来
実用に供されて来た地熱蒸気サイクルでは利用しにくい
地熱源を利用可能にする方式である。
実用に供されて来た地熱蒸気サイクルでは利用しにくい
地熱源を利用可能にする方式である。
このバイナリ−サイクルでは、動作媒体として多くの低
沸点媒体が候補になり得るが、不燃性でかつ比較的安価
なため有力な候補とされているフロン類は高温で熱分解
をするという問題点を有している。
沸点媒体が候補になり得るが、不燃性でかつ比較的安価
なため有力な候補とされているフロン類は高温で熱分解
をするという問題点を有している。
バイナリ−サイクルプラントでは、通常運転時は動作媒
体の蒸気温度を所定の値に制御しているので、動作媒体
が問題となるような高温にまで異常に加熱されることは
ないが、電気負荷側の事故などでプラントが緊急停止を
した場合には動作媒体が異常加熱される可能性もある。
体の蒸気温度を所定の値に制御しているので、動作媒体
が問題となるような高温にまで異常に加熱されることは
ないが、電気負荷側の事故などでプラントが緊急停止を
した場合には動作媒体が異常加熱される可能性もある。
これを第１図により説明すると、図示していない地熱弁
より供給される地熱水は、−次配管系１を介して蒸発器
２に供給され蒸発器２で動作媒体を加熱し蒸発させ、さ
らに予熱器４で動作媒体を予熱した後、図示しない還元
井により地下へ還元される。動作媒体の蒸気が二次配管
系３を通ってタービン５を回転させ、タービン５と結合
された発電機６により発電が行われる。タービン５にエ
ネルギーを与えて圧ブハ温度の低下した動作媒体は、凝
縮器７に入り冷却水ポンプ８により冷却配管系９を介し
て供給される冷却水で冷やされ、凝縮して液体に戻り、
媒体ポンプ１０で加圧されて予熱器４に送られ、以降こ
の糸路を循環する。正常な運転状態下では、蒸発器２出
口の蒸気温度が所定の値となるよう、動作媒体や地熱水
の流量が制御されているので、動作媒体が異常な高温と
なることはない。
より供給される地熱水は、−次配管系１を介して蒸発器
２に供給され蒸発器２で動作媒体を加熱し蒸発させ、さ
らに予熱器４で動作媒体を予熱した後、図示しない還元
井により地下へ還元される。動作媒体の蒸気が二次配管
系３を通ってタービン５を回転させ、タービン５と結合
された発電機６により発電が行われる。タービン５にエ
ネルギーを与えて圧ブハ温度の低下した動作媒体は、凝
縮器７に入り冷却水ポンプ８により冷却配管系９を介し
て供給される冷却水で冷やされ、凝縮して液体に戻り、
媒体ポンプ１０で加圧されて予熱器４に送られ、以降こ
の糸路を循環する。正常な運転状態下では、蒸発器２出
口の蒸気温度が所定の値となるよう、動作媒体や地熱水
の流量が制御されているので、動作媒体が異常な高温と
なることはない。
しかし、電気負荷の事故などでプラントが緊急停止をす
る場合には、タービン５の入口に設けられている主蒸気
止め弁１１と蒸気加減弁１２が急速に全閉状態になり、
タービン５への動作媒体の供給を停止して、タービン５
を停止させる。この場合、蒸発器２の手前にある熱水し
ゃ新井１３も全閉になり、蒸発器２への地熱水の流入も
止まるが、すでに蒸発器２内に入っている地熱水の保有
し、ている残留熱で、蒸発器２内の動作媒体はしばらく
の間加熱され続ける。この時点で蒸発した動作媒体の蒸
気は、バイパス弁１４ａを有するタービンバイパス系統
１４を通って凝縮器７に逃げることができるが、タービ
ンバイパス系統１４の容量などの関係で、動作媒体の蒸
発量に見合った量の蒸気が凝縮器７に逃げられない場合
には、蒸発器２内の動作媒体の飽和温度が上昇すること
になり、動作媒体の熱分解が問題となる温度にまで到達
する危険性がある。
る場合には、タービン５の入口に設けられている主蒸気
止め弁１１と蒸気加減弁１２が急速に全閉状態になり、
タービン５への動作媒体の供給を停止して、タービン５
を停止させる。この場合、蒸発器２の手前にある熱水し
ゃ新井１３も全閉になり、蒸発器２への地熱水の流入も
止まるが、すでに蒸発器２内に入っている地熱水の保有
し、ている残留熱で、蒸発器２内の動作媒体はしばらく
の間加熱され続ける。この時点で蒸発した動作媒体の蒸
気は、バイパス弁１４ａを有するタービンバイパス系統
１４を通って凝縮器７に逃げることができるが、タービ
ンバイパス系統１４の容量などの関係で、動作媒体の蒸
発量に見合った量の蒸気が凝縮器７に逃げられない場合
には、蒸発器２内の動作媒体の飽和温度が上昇すること
になり、動作媒体の熱分解が問題となる温度にまで到達
する危険性がある。
本発明の目的とするところは、プラントの緊急停止時に
おいても地熱バイナリ−サイクルプラントの動作媒体の
熱分解を防止できる地熱バイナリ−サイクルプラントを
提供することである。
おいても地熱バイナリ−サイクルプラントの動作媒体の
熱分解を防止できる地熱バイナリ−サイクルプラントを
提供することである。
本発明は例えば冷却水ポンプの出口から蒸発器の地熱水
入口へ至る熱水冷却系統を設け、プラントの緊急停止時
に凝縮器冷却水の一部を蒸発器に供給することにより、
蒸発器内の地熱水の温度を動作媒体の熱分解が問題とな
らない温度にまで低下させるものである。
入口へ至る熱水冷却系統を設け、プラントの緊急停止時
に凝縮器冷却水の一部を蒸発器に供給することにより、
蒸発器内の地熱水の温度を動作媒体の熱分解が問題とな
らない温度にまで低下させるものである。
本発明の一実施例を第２図に示す、第１図の従来技術と
同じ機器は同じ番号で示している。
同じ機器は同じ番号で示している。
本発明では、冷却水ポンプ８の出口から蒸発器２の地熱
水入口に至る熱水冷却系統１５を設けている。熱水冷却
系統１５にある冷却水供給弁１６は常時全閉となってい
るので１本発明のプラントは従来技術のプラントとまっ
たく同様な機能のものとして運転される。タービン５が
停止しプラントトリップになった場合には、冷却水供給
弁１６を開くことにより、冷却水の一部が熱水冷却系統
１５を通して蒸発器２の地熱水中に混入する。地熱水の
温度が高いプラントにおいては、地熱水の飽和蒸気圧力
が冷却水ポンプ８の吐出圧よりも一般に高い。しかし地
熱水は、予熱器４を出た後は図示していないオーブンビ
ットに放流されるか、もしくはやはり図示していない還
元ポンプの吸込口に流入するわけで、いずれにしろ予熱
器４の下流の圧力は低下しているのであるから、熱水し
ゃ新井１３が全閉となって高温高圧の地熱水の流入が途
絶えれば、冷却水ポンプ８からの冷却水の注入は可能で
ある。
水入口に至る熱水冷却系統１５を設けている。熱水冷却
系統１５にある冷却水供給弁１６は常時全閉となってい
るので１本発明のプラントは従来技術のプラントとまっ
たく同様な機能のものとして運転される。タービン５が
停止しプラントトリップになった場合には、冷却水供給
弁１６を開くことにより、冷却水の一部が熱水冷却系統
１５を通して蒸発器２の地熱水中に混入する。地熱水の
温度が高いプラントにおいては、地熱水の飽和蒸気圧力
が冷却水ポンプ８の吐出圧よりも一般に高い。しかし地
熱水は、予熱器４を出た後は図示していないオーブンビ
ットに放流されるか、もしくはやはり図示していない還
元ポンプの吸込口に流入するわけで、いずれにしろ予熱
器４の下流の圧力は低下しているのであるから、熱水し
ゃ新井１３が全閉となって高温高圧の地熱水の流入が途
絶えれば、冷却水ポンプ８からの冷却水の注入は可能で
ある。
蒸発器２への冷却水の供給温度は、高温の地熱水から低
温の冷却水への急変で蒸発器２に過大な熱応力が発生し
たりしない速度で、なおかつ動作媒体のｌ晶度が異常に
高くならないような速度とする必要があり、冷却水供給
弁１６の開度を調節してそのような供給速度を得る。
温の冷却水への急変で蒸発器２に過大な熱応力が発生し
たりしない速度で、なおかつ動作媒体のｌ晶度が異常に
高くならないような速度とする必要があり、冷却水供給
弁１６の開度を調節してそのような供給速度を得る。
以上のような冷却水供給弁１６の操作により、本発明に
おいては、プラントトリップ直後たとえ動作媒体の温度
上昇があっても、それはわずかであり、冷却水が混入し
て来れば動作媒体の温度はすぐ所定の蒸発温度もしくは
希望する温度まで低下するので、熱分解が問題となるよ
うな異常な温度にまで上昇することはない。この効果が
現れた後、冷却水供給弁１６は必要に応じて全閉させ、
必要以上に蒸発器２内が低温になるのを防止するのは当
然のことである。
おいては、プラントトリップ直後たとえ動作媒体の温度
上昇があっても、それはわずかであり、冷却水が混入し
て来れば動作媒体の温度はすぐ所定の蒸発温度もしくは
希望する温度まで低下するので、熱分解が問題となるよ
うな異常な温度にまで上昇することはない。この効果が
現れた後、冷却水供給弁１６は必要に応じて全閉させ、
必要以上に蒸発器２内が低温になるのを防止するのは当
然のことである。
本発明は地熱バイナリ−サイクルプラントを対象として
説明したが、液体状の熱源を利用する同様なサイクル、
たとえば廃熱回収プラント等にもまったく同様に適用可
能であることは言うまでもない。また気体状の熱源であ
っても、その中に冷却水をスプレーするようなことが不
段合でなけれは、同様に可能である。
説明したが、液体状の熱源を利用する同様なサイクル、
たとえば廃熱回収プラント等にもまったく同様に適用可
能であることは言うまでもない。また気体状の熱源であ
っても、その中に冷却水をスプレーするようなことが不
段合でなけれは、同様に可能である。
以上の述べたように本発明は、従来技術のプラントにご
く簡単な配管系統とそれに関連するわずかの装置を設け
るだけで動作媒体の熱分解を防止することを可能とし、
分解生成物の発生に起因するプラント性能の低下、プラ
ント機器の腐食、動作媒体の補充というような諸問題を
未然に解決する。
く簡単な配管系統とそれに関連するわずかの装置を設け
るだけで動作媒体の熱分解を防止することを可能とし、
分解生成物の発生に起因するプラント性能の低下、プラ
ント機器の腐食、動作媒体の補充というような諸問題を
未然に解決する。
ところで、本発明が問題としているのは、プラントの緊
急停止時に蒸発器内の動作媒体蒸気がタービンバイパス
を通って凝縮器に逃げ切らない場合である。ここで、タ
ービンバイパスの容量が充分大きくて蒸発器内の動作媒
体蒸気が自由に凝縮器へ逃げられるプラントの場合には
タービンバイパスを通る蒸気はタービン排気よりも高エ
ンタルピであるから、凝縮器の容置がそのような場合に
そなえた余裕をもっていない限り、凝縮器内での凝縮が
タービンバイパスからの流入に追いつかず、凝縮器の内
圧が上昇することになる。凝縮器はプラントの機器の中
でも最も高価な部類に属するので、それに充分な余裕を
もたせることは通常不都合であるから、一般のプラント
ではこの内圧の上昇を考えねばならない。地熱バイナリ
−サイクルでは、一般、に動作媒体の蒸発圧力は１０〜
２０ ＫＰ ／ｄｇ、凝縮圧力は１〜３ ＫＦ！／ｃ７
ＩＩ＆であるから、タービンバイパスから同温・高圧の
蒸気の流入が始まると、凝縮器内圧力は２〜３倍に上昇
する可能性もある。そのためこのような場合に対処する
ために、凝縮器やタービン排気管の設計圧力は、タービ
ンバイパスからの蒸気の流入による圧力上昇がなければ
５にノ／ｃａ１１級で良いところを、ｌ０ＫＰ／ｆｆ１
．Ｖ級、場合によってはそれ以上としなければならない
。機器の設計圧力を高くすることは、機器の価格の、上
昇をもたらす。特にタービン排気管は圧力損失を少なく
するため大口径の配管となっており、設計圧力を上げる
ことによる機器代の上昇が大きい。もしこの圧力上昇分
のため凝縮器の設計に影響が及ぶようなら、機器代の上
昇は極めて大きなものとなる。
急停止時に蒸発器内の動作媒体蒸気がタービンバイパス
を通って凝縮器に逃げ切らない場合である。ここで、タ
ービンバイパスの容量が充分大きくて蒸発器内の動作媒
体蒸気が自由に凝縮器へ逃げられるプラントの場合には
タービンバイパスを通る蒸気はタービン排気よりも高エ
ンタルピであるから、凝縮器の容置がそのような場合に
そなえた余裕をもっていない限り、凝縮器内での凝縮が
タービンバイパスからの流入に追いつかず、凝縮器の内
圧が上昇することになる。凝縮器はプラントの機器の中
でも最も高価な部類に属するので、それに充分な余裕を
もたせることは通常不都合であるから、一般のプラント
ではこの内圧の上昇を考えねばならない。地熱バイナリ
−サイクルでは、一般、に動作媒体の蒸発圧力は１０〜
２０ ＫＰ ／ｄｇ、凝縮圧力は１〜３ ＫＦ！／ｃ７
ＩＩ＆であるから、タービンバイパスから同温・高圧の
蒸気の流入が始まると、凝縮器内圧力は２〜３倍に上昇
する可能性もある。そのためこのような場合に対処する
ために、凝縮器やタービン排気管の設計圧力は、タービ
ンバイパスからの蒸気の流入による圧力上昇がなければ
５にノ／ｃａ１１級で良いところを、ｌ０ＫＰ／ｆｆ１
．Ｖ級、場合によってはそれ以上としなければならない
。機器の設計圧力を高くすることは、機器の価格の、上
昇をもたらす。特にタービン排気管は圧力損失を少なく
するため大口径の配管となっており、設計圧力を上げる
ことによる機器代の上昇が大きい。もしこの圧力上昇分
のため凝縮器の設計に影響が及ぶようなら、機器代の上
昇は極めて大きなものとなる。
一方本発明は、熱水冷却系統として小口径の配管を１本
通し、簡単なインターロックで弁の開閉をする・だけで
あるから、プラントの圧力・温度条件によっては、ター
ビンバイパスの容量を凝縮器の容量以上に大きくするよ
り本発明の方が簡単な構成となる。
通し、簡単なインターロックで弁の開閉をする・だけで
あるから、プラントの圧力・温度条件によっては、ター
ビンバイパスの容量を凝縮器の容量以上に大きくするよ
り本発明の方が簡単な構成となる。
第１図は従来の地熱バイナリ−サイクルプラントの基本
的な系統図、第２図は本発明を適用した地熱バイナリ−
サイクルプラントの基本的な系統図である。 ２・・・蒸発器 ４・・・予熱器 ５・・・タービン ７・・・凝縮器 １５・・・熱水冷却系統 １６・・・冷却水供給弁
的な系統図、第２図は本発明を適用した地熱バイナリ−
サイクルプラントの基本的な系統図である。 ２・・・蒸発器 ４・・・予熱器 ５・・・タービン ７・・・凝縮器 １５・・・熱水冷却系統 １６・・・冷却水供給弁
Claims (1)
- 地熱流体を蒸発器に導き、その熱で動作媒体を蒸発させ
て原動機を駆動し、該原動機の排気は冷却水にて冷却す
る凝縮器へ通ずるように構成した地熱バイナリ−サイク
ルプラントにおいて、プラントの緊急停止時に冷却水を
上記蒸発器に供給することを特徴とする地熱バイナリ−
サイクルプラント。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58196041A JPS6088878A (ja) | 1983-10-21 | 1983-10-21 | 地熱バイナリ−サイクルプラント |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58196041A JPS6088878A (ja) | 1983-10-21 | 1983-10-21 | 地熱バイナリ−サイクルプラント |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6088878A true JPS6088878A (ja) | 1985-05-18 |
| JPH048631B2 JPH048631B2 (ja) | 1992-02-17 |
Family
ID=16351206
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58196041A Granted JPS6088878A (ja) | 1983-10-21 | 1983-10-21 | 地熱バイナリ−サイクルプラント |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6088878A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5400598A (en) * | 1993-05-10 | 1995-03-28 | Ormat Industries Ltd. | Method and apparatus for producing power from two-phase geothermal fluid |
| KR101332085B1 (ko) * | 2008-10-27 | 2013-11-22 | 이시우 | 하천구역을 활용한 바이너리 지열발전시스템 및 방법 |
-
1983
- 1983-10-21 JP JP58196041A patent/JPS6088878A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5400598A (en) * | 1993-05-10 | 1995-03-28 | Ormat Industries Ltd. | Method and apparatus for producing power from two-phase geothermal fluid |
| KR101332085B1 (ko) * | 2008-10-27 | 2013-11-22 | 이시우 | 하천구역을 활용한 바이너리 지열발전시스템 및 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH048631B2 (ja) | 1992-02-17 |
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