JPH021987B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH021987B2 JPH021987B2 JP58047855A JP4785583A JPH021987B2 JP H021987 B2 JPH021987 B2 JP H021987B2 JP 58047855 A JP58047855 A JP 58047855A JP 4785583 A JP4785583 A JP 4785583A JP H021987 B2 JPH021987 B2 JP H021987B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hot water
- phase flow
- geothermal
- steam
- turbine
- 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.)
- Expired - Lifetime
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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】
本発明は地熱二相流、即ち蒸気と熱水との混合
流体を蒸気と熱水とに分離して輸送する方法に関
し、更に詳しくは地熱井の近傍において回転分離
式二相流タービンに前記地熱二相流を供給してこ
れを蒸気と熱水とに分離すると共に、昇圧された
熱水と蒸気とを消費地、例えば発電所まで輸送す
る方法を提供するものである。
流体を蒸気と熱水とに分離して輸送する方法に関
し、更に詳しくは地熱井の近傍において回転分離
式二相流タービンに前記地熱二相流を供給してこ
れを蒸気と熱水とに分離すると共に、昇圧された
熱水と蒸気とを消費地、例えば発電所まで輸送す
る方法を提供するものである。
地熱の利用方法としては、地熱二相流を発電の
エネルギとして使用する方法が提案されている。
エネルギとして使用する方法が提案されている。
この地熱発電の問題点としては、地熱井の近く
に発電所が設けられておらず、かなり離れた場所
に地熱二相流を輸送する必要がある。
に発電所が設けられておらず、かなり離れた場所
に地熱二相流を輸送する必要がある。
従来、地熱二相流を輸送する方法としては二つ
の方法が採用されている。その第１の方法は、(1)
地熱井の場所においてセパレータを使用して地熱
二相流を蒸気と熱水とに分離し、熱水は地下に還
元し蒸気のみを発電所に輸送する方法即ちシング
ルフラツシユ法あるいは、(2)セパレータによつて
蒸気と熱水とに分離し、この熱水をフラツシユさ
せて蒸気を発生させ、残りの熱水は地下に還元す
る方法、即ちダブルフラツシユ法である。
の方法が採用されている。その第１の方法は、(1)
地熱井の場所においてセパレータを使用して地熱
二相流を蒸気と熱水とに分離し、熱水は地下に還
元し蒸気のみを発電所に輸送する方法即ちシング
ルフラツシユ法あるいは、(2)セパレータによつて
蒸気と熱水とに分離し、この熱水をフラツシユさ
せて蒸気を発生させ、残りの熱水は地下に還元す
る方法、即ちダブルフラツシユ法である。
第２の方法としては発電所まで地熱二相流を輸
送し、発電所において地熱二相流を蒸気と熱水と
に分離する方法である。
送し、発電所において地熱二相流を蒸気と熱水と
に分離する方法である。
第１の(1)方法は、通常は高圧蒸気のみを利用す
る方法であるので、熱回収効率が悪いという問題
点がある。そして(2)の方法は高圧と低圧の二種類
の蒸気を発電所まで輸送するものであり、その場
合に低圧の蒸気の輸送には輸送管が著しく太くな
る欠点がある。
る方法であるので、熱回収効率が悪いという問題
点がある。そして(2)の方法は高圧と低圧の二種類
の蒸気を発電所まで輸送するものであり、その場
合に低圧の蒸気の輸送には輸送管が著しく太くな
る欠点がある。
一方、第２の方法は発電所に長距離輸送する二
相流配管が必要であり、この二相流配管は抗口圧
力の制約から起伏を避けて配管する必要があり、
一般に山岳地に立地すすることの多い地熱発電所
の場合二相流配管が長くなる。
相流配管が必要であり、この二相流配管は抗口圧
力の制約から起伏を避けて配管する必要があり、
一般に山岳地に立地すすることの多い地熱発電所
の場合二相流配管が長くなる。
配管は地熱発電所の建設における建設コストの
占める割合の大きいものであつて、10〜20％ある
いはそれ以上の場合があり、この配管コストを低
下することは非常に重要なことである。
占める割合の大きいものであつて、10〜20％ある
いはそれ以上の場合があり、この配管コストを低
下することは非常に重要なことである。
前記第１、第２の方法においては、地熱二相流
を分離する手段として通常サイクロンセパレータ
を使用しているが、この装置は大型となり、また
一定蒸気圧を得るため等エンタルビー膨脹による
減圧を行ない、エネルギーの無駄が発生するとい
う欠点がある。
を分離する手段として通常サイクロンセパレータ
を使用しているが、この装置は大型となり、また
一定蒸気圧を得るため等エンタルビー膨脹による
減圧を行ない、エネルギーの無駄が発生するとい
う欠点がある。
本発明は、前記従来の地熱二相流の輸送方法の
有する欠点を解消することを目的とするものであ
つて、その目的を達成するための本発明の構成
は、地熱井の近傍に回転分離器を内蔵した回転分
離式二相流タービンを配置し、前記地熱井から生
産された蒸気と熱水との混合流体を、前記回転分
離器内に導入して、該回転分離器を駆動するとと
もに蒸気と熱水とを分離し、かつ遠心力により熱
水を加圧し、該加圧された熱水と前記蒸気とを
夫々独立した配管によつて消費地まで輸送するこ
とを特徴とする地熱二相流の分離輸送方法であ
る。
有する欠点を解消することを目的とするものであ
つて、その目的を達成するための本発明の構成
は、地熱井の近傍に回転分離器を内蔵した回転分
離式二相流タービンを配置し、前記地熱井から生
産された蒸気と熱水との混合流体を、前記回転分
離器内に導入して、該回転分離器を駆動するとと
もに蒸気と熱水とを分離し、かつ遠心力により熱
水を加圧し、該加圧された熱水と前記蒸気とを
夫々独立した配管によつて消費地まで輸送するこ
とを特徴とする地熱二相流の分離輸送方法であ
る。
本発明者等は、地熱二相流の持つエネルギーを
有効に利用するために二相流タービンを開発し、
多くの改善を行なつた。このタービンは、構造が
簡単である上にロータの回転中に蒸気と熱水とを
効率的に分離する特性がある。更に、このタービ
ンを経由して分離された熱水は、タービンのロー
タの遠心力の作用によつて排出口においてかなり
昇圧されている。
有効に利用するために二相流タービンを開発し、
多くの改善を行なつた。このタービンは、構造が
簡単である上にロータの回転中に蒸気と熱水とを
効率的に分離する特性がある。更に、このタービ
ンを経由して分離された熱水は、タービンのロー
タの遠心力の作用によつて排出口においてかなり
昇圧されている。
本発明においては、特に地熱二相流の分離・輸
送手段として回転分離式二相流タービンを使用し
た点に特徴があり、その詳細は下記する実施例に
よつて説明する。
送手段として回転分離式二相流タービンを使用し
た点に特徴があり、その詳細は下記する実施例に
よつて説明する。
次に図面を参照して本発明の実施例を説明す
る。
る。
第１図は本発明の実施例に係る装置の概略図で
あつて、地熱井１，２，３にはそれぞれ配管４を
経由して回転分離式二相流タービン５，６及び７
がそれぞれ設けられている。
あつて、地熱井１，２，３にはそれぞれ配管４を
経由して回転分離式二相流タービン５，６及び７
がそれぞれ設けられている。
この回転分離式二相流タービンは後述する構造
を有しており、地熱二相流を蒸気と熱水とに分離
する機能があり、蒸気は配管８で、また熱水は配
管９を経由して発電所１０に輸送される。
を有しており、地熱二相流を蒸気と熱水とに分離
する機能があり、蒸気は配管８で、また熱水は配
管９を経由して発電所１０に輸送される。
第２図Ａは二相流タービンの概略構造を示す断
面図、第２図Ｂは回転分離器部分の断面図であ
る。
面図、第２図Ｂは回転分離器部分の断面図であ
る。
回転分離式二相流タービン５は、ケーシング２
０の内部に回転分離器２１（ロータ）を軸２２に
よつて回転自在に支持し、ノズル２３より地熱二
相流Ｈを前記回転分離器２１に向かつて噴出し、
この回転分離器２１を駆動すると共にこの回転分
離器２１の円筒壁２４の内部には地熱二相流Ｈの
熱水Ｗが付着し、蒸気Ｓは分離して排出口２５よ
り排出される。一方熱水Ｗは、この熱水中に先端
部が浸漬されたデイフユーザ２６によつて掬い上
げられてケーシング２０より外に排出される。
０の内部に回転分離器２１（ロータ）を軸２２に
よつて回転自在に支持し、ノズル２３より地熱二
相流Ｈを前記回転分離器２１に向かつて噴出し、
この回転分離器２１を駆動すると共にこの回転分
離器２１の円筒壁２４の内部には地熱二相流Ｈの
熱水Ｗが付着し、蒸気Ｓは分離して排出口２５よ
り排出される。一方熱水Ｗは、この熱水中に先端
部が浸漬されたデイフユーザ２６によつて掬い上
げられてケーシング２０より外に排出される。
この二相流タービン５の構造に関しては、本発
明では限定しないが、二相流タービンの基本的な
構造としては特願昭57−23201号公報では提案さ
れている。
明では限定しないが、二相流タービンの基本的な
構造としては特願昭57−23201号公報では提案さ
れている。
本発明は前記のように回転分離式二相流タービ
ンの蒸気と熱水との分離機能を有効に利用し、地
熱井の近傍においてこの回転分離式二相流タービ
ンに地熱二相流を供給して蒸気部分と熱水の部分
の二相に分離し、それぞれを消費地である発電所
に供給するように構成した点に特徴がある。
ンの蒸気と熱水との分離機能を有効に利用し、地
熱井の近傍においてこの回転分離式二相流タービ
ンに地熱二相流を供給して蒸気部分と熱水の部分
の二相に分離し、それぞれを消費地である発電所
に供給するように構成した点に特徴がある。
この二相流タービンは第２図に示すように、地
熱二相流Ｈを回転分離器２４に噴射することによ
つてこの回転分離器２４を高速で回転し、その間
に蒸気Ｓと熱水Ｗとに分離するが、この分離中に
は熱水Ｗに強い遠心力が作用しているので熱水Ｗ
の圧力が回転分離器２４の回転に応じて上昇す
る。
熱二相流Ｈを回転分離器２４に噴射することによ
つてこの回転分離器２４を高速で回転し、その間
に蒸気Ｓと熱水Ｗとに分離するが、この分離中に
は熱水Ｗに強い遠心力が作用しているので熱水Ｗ
の圧力が回転分離器２４の回転に応じて上昇す
る。
この熱水Ｗの圧力上昇は多段タービンポンプを
使用した場合に相当するものであつて3000トンの
熱水Ｗを水柱150ｍ輸送する際には、約2000馬力
で駆動されるタービンポンプを使用する必要があ
る。
使用した場合に相当するものであつて3000トンの
熱水Ｗを水柱150ｍ輸送する際には、約2000馬力
で駆動されるタービンポンプを使用する必要があ
る。
然し、本発明においては一定蒸気圧にまで減圧
する際のエネルギーを利用して回転分離式二相流
タービンのロータである回転分離器２４によつて
熱水Ｗを加圧するので、前記のように多段タービ
ンポンプを必要とすることなく、熱水Ｗを高圧に
昇圧することができる。
する際のエネルギーを利用して回転分離式二相流
タービンのロータである回転分離器２４によつて
熱水Ｗを加圧するので、前記のように多段タービ
ンポンプを必要とすることなく、熱水Ｗを高圧に
昇圧することができる。
本発明は、前記のように二相流タービン使用し
て二相流を蒸気と熱水とに分離して移送するの
で、次の如き作用効果を奏することができる。
て二相流を蒸気と熱水とに分離して移送するの
で、次の如き作用効果を奏することができる。
(イ) 熱水あるいは二相流を輸送する場合には熱水
の重量がある点と、圧力が低いという点とに鑑
み、輸送配管の傾斜を十分考慮して配管する必
要があり、そのため必要以上に長い配管を必要
としたが、本発明においては回転分離式二相流
タービン中において熱水を十分に加圧するの
で、配管上のヘツド差を考慮する必要がなく、
地形の起伏に関係なく可能になり、従つて配管
の長さを最短にすることができる。
の重量がある点と、圧力が低いという点とに鑑
み、輸送配管の傾斜を十分考慮して配管する必
要があり、そのため必要以上に長い配管を必要
としたが、本発明においては回転分離式二相流
タービン中において熱水を十分に加圧するの
で、配管上のヘツド差を考慮する必要がなく、
地形の起伏に関係なく可能になり、従つて配管
の長さを最短にすることができる。
(ロ) 熱水Ｗが回転分離式タービン５の回転分離器
２１（ロータ）によつて昇圧されて高圧となつ
ているので、配管内を高速で流動させることが
でき、従つて従来の輸送方法の場合の配管内の
熱水の流速より遥かに流速を高めることが可能
であり、その配管の径を小径とすることができ
る。このことは重要であつて、配管の径を小径
とすると共に、前記(イ)の効果によつて配管の長
さを短縮することができるので、配管コストを
かなり低下することが可能である。
２１（ロータ）によつて昇圧されて高圧となつ
ているので、配管内を高速で流動させることが
でき、従つて従来の輸送方法の場合の配管内の
熱水の流速より遥かに流速を高めることが可能
であり、その配管の径を小径とすることができ
る。このことは重要であつて、配管の径を小径
とすると共に、前記(イ)の効果によつて配管の長
さを短縮することができるので、配管コストを
かなり低下することが可能である。
(ハ) 地熱井の近傍に回転分離式二相流タービンを
設置して、この地熱二相流によつてタービンを
駆動して熱水を昇圧して輸送するので、タービ
ン自体がポンプの機能を有しており、従つて地
熱井の近傍には熱水輸送用のポンプやこのポン
プを制御する各種の装置を必要とない。
設置して、この地熱二相流によつてタービンを
駆動して熱水を昇圧して輸送するので、タービ
ン自体がポンプの機能を有しており、従つて地
熱井の近傍には熱水輸送用のポンプやこのポン
プを制御する各種の装置を必要とない。
(ニ) 回転分離式二相流タービンは、サイクロンセ
パレータに比較して地熱二相流の処理量で比較
した場合には遥かに処理能力があるので、小型
化できるので、地熱井における設備を小型化す
ることが可能である。
パレータに比較して地熱二相流の処理量で比較
した場合には遥かに処理能力があるので、小型
化できるので、地熱井における設備を小型化す
ることが可能である。
第１図は本発明に係る地熱二相流の分離・輸送
装置を示す概略図、第２図は二相流タービンの概
略図である。 １，２，３……地熱井、５，６，７……回転分
離式タービン、８……蒸気配管、９……熱水配
管、２０……ケーシング、２１……回転分離器、
２２……軸、２３……ノズル、２４……円周壁、
２５……排出口、２６……デイフユーザー。
装置を示す概略図、第２図は二相流タービンの概
略図である。 １，２，３……地熱井、５，６，７……回転分
離式タービン、８……蒸気配管、９……熱水配
管、２０……ケーシング、２１……回転分離器、
２２……軸、２３……ノズル、２４……円周壁、
２５……排出口、２６……デイフユーザー。
Claims (1)
- １ 地熱井の近傍に回転分離器を内蔵した回転分
離式二相流タービンを配置し、前記地熱井から生
産された蒸気と熱水との混合流体を、前記回転分
離器内に導入して、該回転分離器を駆動するとと
もに蒸気と熱水とを分離し、かつ遠心力により熱
水を加圧し、該加圧された熱水と前記蒸気とを
夫々独立した配管によつて消費地まで輸送するこ
とを特徴とする地熱二相流の輸送方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58047855A JPS59173571A (ja) | 1983-03-24 | 1983-03-24 | 地熱二相流の輸送方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58047855A JPS59173571A (ja) | 1983-03-24 | 1983-03-24 | 地熱二相流の輸送方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59173571A JPS59173571A (ja) | 1984-10-01 |
| JPH021987B2 true JPH021987B2 (ja) | 1990-01-16 |
Family
ID=12786980
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58047855A Granted JPS59173571A (ja) | 1983-03-24 | 1983-03-24 | 地熱二相流の輸送方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59173571A (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5848732B2 (ja) * | 1976-01-29 | 1983-10-31 | 三菱重工業株式会社 | 電力発生方法およびその装置 |
| JPS5815702A (ja) * | 1981-07-21 | 1983-01-29 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | 熱水貯蔵発電装置 |
-
1983
- 1983-03-24 JP JP58047855A patent/JPS59173571A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59173571A (ja) | 1984-10-01 |
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