JPH0214553B2 - - Google Patents
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- JPH0214553B2 JPH0214553B2 JP56142130A JP14213081A JPH0214553B2 JP H0214553 B2 JPH0214553 B2 JP H0214553B2 JP 56142130 A JP56142130 A JP 56142130A JP 14213081 A JP14213081 A JP 14213081A JP H0214553 B2 JPH0214553 B2 JP H0214553B2
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- Japan
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- geothermal
- steam
- geothermal fluid
- fluid
- total flow
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- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 21
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 19
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- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 8
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 4
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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
- F03G4/00—Devices for producing mechanical power from geothermal energy
- F03G4/074—Safety arrangements
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、地熱発電方法に関し、さらに詳し
くは、地中に貯溜されている地熱流体のエネルギ
をより有効に利用して発電を行なうようにした地
熱発電方法の改良に係るものである。
くは、地中に貯溜されている地熱流体のエネルギ
をより有効に利用して発電を行なうようにした地
熱発電方法の改良に係るものである。
有数の地熱資源国である我が国においては、貴
重な国産エネルギ源として種々の地燃発電方法が
提案され、開発が進められている。
重な国産エネルギ源として種々の地燃発電方法が
提案され、開発が進められている。
しかして、この従来での地熱発電方法にあつて
は、通常の場合、地熱流体の貯溜層が存在する地
中に鑿井して埋設された、いわゆる地熱生産井と
呼ばれる深井戸から、地熱流体を自身の圧力によ
り噴出させ、これをフラツシユさせ、所要の蒸気
量を得た後、気液分離器などで蒸気と気体とに分
離し、このうち蒸気のタービンに供給して発電を
行なうようにしている。ここで、フラツシユ時に
蒸気温度が低下するため地表に達した地熱流体を
直接タービンに導入し、気液混相状態のままで駆
動動力を得るようにした、いわゆるトータルフロ
ータビンがある。しかし、このような方法では、
坑低から抗口部に到る温度圧力低下を避け得な
い。
は、通常の場合、地熱流体の貯溜層が存在する地
中に鑿井して埋設された、いわゆる地熱生産井と
呼ばれる深井戸から、地熱流体を自身の圧力によ
り噴出させ、これをフラツシユさせ、所要の蒸気
量を得た後、気液分離器などで蒸気と気体とに分
離し、このうち蒸気のタービンに供給して発電を
行なうようにしている。ここで、フラツシユ時に
蒸気温度が低下するため地表に達した地熱流体を
直接タービンに導入し、気液混相状態のままで駆
動動力を得るようにした、いわゆるトータルフロ
ータビンがある。しかし、このような方法では、
坑低から抗口部に到る温度圧力低下を避け得な
い。
生産井では、地熱流体が坑底から地表に達する
までに、主として水頭の減少により熱水の一部が
フラツシユ蒸発し、この結果、潜熱が奪われるこ
とになつて温度低下をきたす。そのために、坑口
における蒸気温度は、地下に貯溜された状態での
地熱が保有している温度よりも遥かに低くなり、
決して地熱流体のもつ熱エネルギを有効に活用し
ているもとは言い難いものであつた。
までに、主として水頭の減少により熱水の一部が
フラツシユ蒸発し、この結果、潜熱が奪われるこ
とになつて温度低下をきたす。そのために、坑口
における蒸気温度は、地下に貯溜された状態での
地熱が保有している温度よりも遥かに低くなり、
決して地熱流体のもつ熱エネルギを有効に活用し
ているもとは言い難いものであつた。
これを防止するため、坑底にポンプ(深井戸ポ
ンプ)またはダウンホールポンプと称される)を
設置し、地熱流体を機械的に加圧し、坑口で噴出
する地熱流体圧力を高く保つ方法がある。この場
合、ポンプは、地中深く、高温雰囲気中に設置さ
れるので信頼性に乏しい。
ンプ)またはダウンホールポンプと称される)を
設置し、地熱流体を機械的に加圧し、坑口で噴出
する地熱流体圧力を高く保つ方法がある。この場
合、ポンプは、地中深く、高温雰囲気中に設置さ
れるので信頼性に乏しい。
そこで、本出願人は、先に特開昭54−67837号
公報によつて公開されている“地熱発電方法”を
提案した。この提案に係る地熱発電方法は、地熱
生産井にエアリフトポンプ手段を配して地熱流体
を強制的に坑口部へ汲み上げるようにし、空気の
気泡ポンプ効果により、地熱流体を加圧するもの
である。この方法は、生産する地熱流体に空気を
含むため、蒸気タービンを適用することができな
い。即ち、フラツシユ蒸気に空気を含むと、蒸気
タービン駆動後の蒸気は、復水器中で伝熱が低下
し、復水が困難となる。このため、低沸点作動媒
体と生産した地熱流体とを高圧状態のまま熱交換
し、ランキンサイクル発電を行なうようにしてい
る。
公報によつて公開されている“地熱発電方法”を
提案した。この提案に係る地熱発電方法は、地熱
生産井にエアリフトポンプ手段を配して地熱流体
を強制的に坑口部へ汲み上げるようにし、空気の
気泡ポンプ効果により、地熱流体を加圧するもの
である。この方法は、生産する地熱流体に空気を
含むため、蒸気タービンを適用することができな
い。即ち、フラツシユ蒸気に空気を含むと、蒸気
タービン駆動後の蒸気は、復水器中で伝熱が低下
し、復水が困難となる。このため、低沸点作動媒
体と生産した地熱流体とを高圧状態のまま熱交換
し、ランキンサイクル発電を行なうようにしてい
る。
しかしながら、前記のようなエアリフトポンプ
手段を用いた地熱発電方法においては、熱交換時
に地熱流体の温度が低下すると、地熱流体に含ま
れる空気が放出され、前記復水器における場合と
同様伝熱が低下する。また、地熱流体温度の下と
共に、地熱流体中に溶解している不純物(炭酸カ
ルシウム等)が析出し、熱交換器の伝熱面を汚
し、熱回収が低下し、実用に耐えない。
手段を用いた地熱発電方法においては、熱交換時
に地熱流体の温度が低下すると、地熱流体に含ま
れる空気が放出され、前記復水器における場合と
同様伝熱が低下する。また、地熱流体温度の下と
共に、地熱流体中に溶解している不純物(炭酸カ
ルシウム等)が析出し、熱交換器の伝熱面を汚
し、熱回収が低下し、実用に耐えない。
さらに、地熱水のエアリフトを行なう場合に
は、低沸点作動媒体を用いたランキンサイクル発
電を適用せざる得ないために、結果的に極めて複
雑なプラント構成になつて、簡単な構成であるエ
アリフト方式を採用すメリツトがなくなるもので
あつた。
は、低沸点作動媒体を用いたランキンサイクル発
電を適用せざる得ないために、結果的に極めて複
雑なプラント構成になつて、簡単な構成であるエ
アリフト方式を採用すメリツトがなくなるもので
あつた。
この発明は、前記した従来の問題点を解消する
ためになされたものであつて、地熱流体を生産井
内で加圧する手段として、トータルフロータービ
ンで分離された蒸気の一部をコンプレツサにより
圧縮し、この蒸気を地熱流体の加圧手段として生
産井内に導き、その気泡効果により地熱流体を加
圧させ、この加圧された地熱流体によりトータル
フロータービンを駆動させて発電作用を得るよう
にしたものである。
ためになされたものであつて、地熱流体を生産井
内で加圧する手段として、トータルフロータービ
ンで分離された蒸気の一部をコンプレツサにより
圧縮し、この蒸気を地熱流体の加圧手段として生
産井内に導き、その気泡効果により地熱流体を加
圧させ、この加圧された地熱流体によりトータル
フロータービンを駆動させて発電作用を得るよう
にしたものである。
この発明方法においては、トータルフローター
ビンで分離された蒸気の一部は、コンプレツサに
より圧縮されて生産井内に抽入されるが、この圧
縮された蒸気が、過熱蒸気となつているために、
生産井内で地熱流体中に抽入されると、気泡を形
成して気泡ポンプ作用を生じ、地熱流体を加圧す
ることができる。この過熱蒸気の気泡は、地熱流
体中への抽入により、この地熱流体と熱交換さ
れ、その温度が低下するにつれて液化され、地熱
流体が生産井の坑口に達するまでに、その一部、
もしくは全部が液化されるが、この気泡が存在す
る期間内にあつてはポンプ作用が継続されて、生
産井内での地熱流体の圧下低下が抑制され、生産
される地熱流体の坑口での温度、圧力を上昇でで
きる。また、その結果、トータルフロータービン
の仕事量、ひいては発電出力を効率的に増加でき
る。
ビンで分離された蒸気の一部は、コンプレツサに
より圧縮されて生産井内に抽入されるが、この圧
縮された蒸気が、過熱蒸気となつているために、
生産井内で地熱流体中に抽入されると、気泡を形
成して気泡ポンプ作用を生じ、地熱流体を加圧す
ることができる。この過熱蒸気の気泡は、地熱流
体中への抽入により、この地熱流体と熱交換さ
れ、その温度が低下するにつれて液化され、地熱
流体が生産井の坑口に達するまでに、その一部、
もしくは全部が液化されるが、この気泡が存在す
る期間内にあつてはポンプ作用が継続されて、生
産井内での地熱流体の圧下低下が抑制され、生産
される地熱流体の坑口での温度、圧力を上昇でで
きる。また、その結果、トータルフロータービン
の仕事量、ひいては発電出力を効率的に増加でき
る。
同時に、抽入する蒸気は地熱流体から分離され
た純水の蒸気であり、地熱流体中で液化すると、
地熱流体を稀釈するので、地熱流体に溶解してい
る不純物の濃度が低下する。
た純水の蒸気であり、地熱流体中で液化すると、
地熱流体を稀釈するので、地熱流体に溶解してい
る不純物の濃度が低下する。
従つて、地熱井内で気泡ポンプ効果による加圧
のため、地熱井中での不純物の析出を防ぐと共
に、生産した地熱流体も不純物濃度の低下によ
り、利用時にも不純物が生成し難くなる。
のため、地熱井中での不純物の析出を防ぐと共
に、生産した地熱流体も不純物濃度の低下によ
り、利用時にも不純物が生成し難くなる。
また、蒸気抽入量分だけ熱水量が増加するの
で、トータルフロータービンを使用すればその分
出力が増大し、抽入蒸気を圧縮するために消費さ
れた動力の一部が回収されることになる。
で、トータルフロータービンを使用すればその分
出力が増大し、抽入蒸気を圧縮するために消費さ
れた動力の一部が回収されることになる。
以下、この発明に係る地熱発電方法の実施例に
つき、第1図を参照して詳細に説明する。
つき、第1図を参照して詳細に説明する。
第1図aはこの発明の一実施例方法を適用した
地熱発電装置の態様を示すフローシート、同図b
は同上生産井部を拡大して示す断面図である。
地熱発電装置の態様を示すフローシート、同図b
は同上生産井部を拡大して示す断面図である。
すなわち、これらの第1図a,bに示す実施例
において、通常の場合、1000mを越える地中深く
に滞留形成されている地熱流体の貯溜層(図示省
略)に対しては、複数個所で個々の生産井1が増
設々置される。そして、これらの各生産井1は所
定内径の外管2と、これよりも小径の内管3とに
より二重に形成され、かつ地表部での両管上端部
を蓋板部4により閉塞させてあり、かつそれぞれ
の蓋板部4には、内管3に対応して坑口5を開口
させ、これらの各坑口5にバルブ6を備えた配管
7をそれぞれに接続させてある。
において、通常の場合、1000mを越える地中深く
に滞留形成されている地熱流体の貯溜層(図示省
略)に対しては、複数個所で個々の生産井1が増
設々置される。そして、これらの各生産井1は所
定内径の外管2と、これよりも小径の内管3とに
より二重に形成され、かつ地表部での両管上端部
を蓋板部4により閉塞させてあり、かつそれぞれ
の蓋板部4には、内管3に対応して坑口5を開口
させ、これらの各坑口5にバルブ6を備えた配管
7をそれぞれに接続させてある。
一方、前記各生産井1の内管3内中心部には、
それぞれ蒸気圧入管13が挿通、垂下されてお
り、これらの蒸気圧入管13にバルブ14を備え
た配管15をそれぞれ接続させ、かつ両配管15
を合流させた配管16を、後述するトータルフロ
ータービン8の蒸気取出し口10に、コンプレツ
サ17を介して接続させてある。
それぞれ蒸気圧入管13が挿通、垂下されてお
り、これらの蒸気圧入管13にバルブ14を備え
た配管15をそれぞれ接続させ、かつ両配管15
を合流させた配管16を、後述するトータルフロ
ータービン8の蒸気取出し口10に、コンプレツ
サ17を介して接続させてある。
そして、トータルフロータービン8より蒸気と
熱水とに分離された地熱流体のうち、蒸気は蒸気
取出し口10から取出され、その一部は途中、コ
ンプレツサ17により加圧された上で、蒸気圧入
管13に送給、抽入され、その下端開口部から内
管3内に吹き出される。仍つて、この結果、内管
3の下方内部を満している地熱流体は、吹き出さ
れる高圧蒸気の気泡ポンプ作用により加圧され、
かつその保有圧力によつて蒸発が抑制されると共
に、内管3内を上昇して汲み上げられ、前記のよ
うに坑口5から噴出されるのである。
熱水とに分離された地熱流体のうち、蒸気は蒸気
取出し口10から取出され、その一部は途中、コ
ンプレツサ17により加圧された上で、蒸気圧入
管13に送給、抽入され、その下端開口部から内
管3内に吹き出される。仍つて、この結果、内管
3の下方内部を満している地熱流体は、吹き出さ
れる高圧蒸気の気泡ポンプ作用により加圧され、
かつその保有圧力によつて蒸発が抑制されると共
に、内管3内を上昇して汲み上げられ、前記のよ
うに坑口5から噴出されるのである。
一方、前記各生産井1の近傍の地上に設置され
ている従来周知のトータルフロータービン8は、
入力側の二相流体取入れ口9と、出力側の蒸気取
出し口10とを有しており、二相流体取入れ口9
には、前記各配管7合流した配管11、ひいては
前記各坑口5を接続させ、かつトータルフロータ
ービン8と同軸に発電機12を軸結合してある。
ている従来周知のトータルフロータービン8は、
入力側の二相流体取入れ口9と、出力側の蒸気取
出し口10とを有しており、二相流体取入れ口9
には、前記各配管7合流した配管11、ひいては
前記各坑口5を接続させ、かつトータルフロータ
ービン8と同軸に発電機12を軸結合してある。
さらに、前記トータルフロータービン8の側に
は、別に配管18が接続されており、図示省略し
たが、この配管18によつてトータルフローター
ビン8で分離された熱水を、前記した地熱流体の
貯溜層に還流させるようにしたものである。
は、別に配管18が接続されており、図示省略し
たが、この配管18によつてトータルフローター
ビン8で分離された熱水を、前記した地熱流体の
貯溜層に還流させるようにしたものである。
以上の構成により生産井1から汲み上げられた
地熱流体は坑口5から噴出し、配管7,11を経
たのち、二相流体取入れ口9からトータルフロー
タービン8に供給され、このトータルフローター
ビン8、ひいては発電機12を回転駆動させて所
定の発電作用を得る。
地熱流体は坑口5から噴出し、配管7,11を経
たのち、二相流体取入れ口9からトータルフロー
タービン8に供給され、このトータルフローター
ビン8、ひいては発電機12を回転駆動させて所
定の発電作用を得る。
以上詳述したように、この発明においては、地
熱流体を生産井内で加圧し、坑口の温度、圧力を
上昇させ、この圧力された地熱流体をトータルフ
ロータービンに導いて駆動させる地発電方法にお
いて、トータルフロータービンで分離された蒸気
の一部をコンプレツサにより圧縮し、これを坑井
内に抽入することにより、地熱流体を加圧するこ
とにしたので、トータルフロータービンで分離さ
れ、コンプレツサで加圧された蒸気は、飽和温度
よりも高い過熱状態にあることから、この状態で
地熱流体中に抽入させることより、その気泡効果
によつて地熱流体を加圧、噴出させ得と共に、生
産井内での地熱流体の蒸発を抑制できて、坑口で
の地熱流体の液体比率が上がるので、トータルフ
ロータービンの出力が増加する。
熱流体を生産井内で加圧し、坑口の温度、圧力を
上昇させ、この圧力された地熱流体をトータルフ
ロータービンに導いて駆動させる地発電方法にお
いて、トータルフロータービンで分離された蒸気
の一部をコンプレツサにより圧縮し、これを坑井
内に抽入することにより、地熱流体を加圧するこ
とにしたので、トータルフロータービンで分離さ
れ、コンプレツサで加圧された蒸気は、飽和温度
よりも高い過熱状態にあることから、この状態で
地熱流体中に抽入させることより、その気泡効果
によつて地熱流体を加圧、噴出させ得と共に、生
産井内での地熱流体の蒸発を抑制できて、坑口で
の地熱流体の液体比率が上がるので、トータルフ
ロータービンの出力が増加する。
以上の如く、高圧蒸気を坑井内に抽入すること
にしたので、生産する地熱流体には空気が含まれ
ず、トータルフロータービンで分離した蒸気を蒸
気タービンに導いて発電することができる。ま
た、抽入蒸気は液化して熱水量が増加するので、
トータルフロータービンの出力が増加し、蒸気圧
縮に要した動力の一部が回収できる。
にしたので、生産する地熱流体には空気が含まれ
ず、トータルフロータービンで分離した蒸気を蒸
気タービンに導いて発電することができる。ま
た、抽入蒸気は液化して熱水量が増加するので、
トータルフロータービンの出力が増加し、蒸気圧
縮に要した動力の一部が回収できる。
第1図aはこの発明の一実施例方法を適用した
地熱発電装置の態様を示すフローシート、同図b
は同上生産井部分を拡大して示す断面図である。 1……生産井、5……坑口、8……トータルフ
ロータービン、9……二相流体の取入れ口、10
……蒸気の取出し口、12……発電機、17……
コンプレツサ、27……蒸気吹き出し口。
地熱発電装置の態様を示すフローシート、同図b
は同上生産井部分を拡大して示す断面図である。 1……生産井、5……坑口、8……トータルフ
ロータービン、9……二相流体の取入れ口、10
……蒸気の取出し口、12……発電機、17……
コンプレツサ、27……蒸気吹き出し口。
Claims (1)
- 1 地熱流体を生産井内で加圧手段により加圧し
て坑口から噴出させ、この加圧された地熱流体に
より、トータルフロータービンを駆動させて発電
を行なう地熱発電方法において、前記加圧手段と
して、前記トータルフロータービンにより分離さ
れた蒸気の一部をコンプレツサにより圧縮し、こ
の圧縮された高圧蒸気を生産井内に抽入し、その
気泡効果により地熱流体を加圧させることを特徴
とする地熱発電方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56142130A JPS5844278A (ja) | 1981-09-09 | 1981-09-09 | 地熱発電方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56142130A JPS5844278A (ja) | 1981-09-09 | 1981-09-09 | 地熱発電方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5844278A JPS5844278A (ja) | 1983-03-15 |
| JPH0214553B2 true JPH0214553B2 (ja) | 1990-04-09 |
Family
ID=15308065
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56142130A Granted JPS5844278A (ja) | 1981-09-09 | 1981-09-09 | 地熱発電方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5844278A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04128996U (ja) * | 1991-05-15 | 1992-11-25 | 株式会社三ケ島製作所 | 自転車用ペダル |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2454277A (en) * | 2007-11-03 | 2009-05-06 | Brendon O'toole | Geothermal convection power generation |
| DE102007057245A1 (de) * | 2007-11-28 | 2009-06-04 | E.Terras Ag | Anlage für die geothermische Energiegewinnung und Verfahren zu deren Betrieb |
| JP5173057B1 (ja) * | 2012-08-29 | 2013-03-27 | 新日鉄住金エンジニアリング株式会社 | 地熱井から蒸気を回収する多重管とシステム |
-
1981
- 1981-09-09 JP JP56142130A patent/JPS5844278A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04128996U (ja) * | 1991-05-15 | 1992-11-25 | 株式会社三ケ島製作所 | 自転車用ペダル |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5844278A (ja) | 1983-03-15 |
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