JPH025765A - 地熱発電方法 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は地熱、特に地熱水の持つエネルギーを有効に利
用するようにした地熱発電方法に関するものである。

〔従来の技術〕

一般に、地熱水を利用して発電する場合、二段フラッシ
ュ方式により蒸気タービンを駆動する方法が採用されて
いる。即ち、地熱井から生産された熱水を第１のフラッ
シャ−に導入してここで高圧蒸気と熱水に分離し、高圧
蒸気は蒸気タービンの高圧側へ供給すると共に、熱水は
第２のフランシャーに導入し、ここで低圧蒸気と低温熱
水とに分離し、この低圧蒸気を前記した蒸気タービンの
低圧側へ供給することによって発電機を作動させるため
の蒸気タービンを駆動するものである。

一方、地熱井から生産された熱水を間接接触式熱交換器
に導き、低沸点媒体と熱交換を行い、この間接接触式熱
交換器で気化した低沸点媒体を発電機を作動させるため
の低沸点媒体タービンに供給して駆動する地熱発電方式
も知られている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら前記従来の地熱発電方法によれば次の問題
がある。即ち、二段フラッシュ方式においては、特に第
２のフラッシャ−において減圧蒸発を行うため、エネル
ギーロスが大きく、かつ、大量の低圧蒸気を処理するた
めに蒸気タービンが大型化し、低効率とならざるを得な
いものである。

また、低沸点媒体を利用した発電（バイナリ−発電）方
法においては、間接接触により熱交換を行っている関係
で、熱交換効率が低下し、そのため高効率の地熱発電方
法とすることができないものであった。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は前記従来の地熱発電における問題を解決するた
めになされたものであって、地熱水を回転分離式二相流
タービンで蒸気と熱水とに分離し、蒸気を蒸気タービン
に供給し、この蒸気タービンを駆動すると共に、熱水を
直接接触式熱交換器へ供給して低沸点媒体を気化して、
この低沸点媒体蒸気を低沸点媒体タービンに供給して低
沸点媒体タービンを駆動し、この蒸気タービン及び低沸
点媒体タービンの両者で発電機を作動させ、更に好まし
くは直接接触式熱交換器からの熱水を液体タービンに供
給して動力を回収するようにした地熱発電方法である。

〔作　用〕

か−る地熱発電方法によれば、回転分離式二相流タービ
ンで分離された蒸気は直接蒸気タービンに供給されると
共に、熱水は遠心力によって加圧されて直接接触式熱交
換器へ導かれ、こ−で低沸点媒体と直接接触して熱交換
し、発生した低沸点媒体の蒸気で低沸点媒体タービンを
駆動する。

従って、熱水より分離した蒸気と低沸点媒体より分離し
た蒸気により二種類のタービンを作動して発電機を駆動
して熱エネルギーを電気エネルギーとして回収している
。

また、直接接触式熱交換器より排出された比較的低温の
熱水は、好ましくは、液体タービンに供給され、これで
動力回収が行なわれる。

〔実　施　例〕

以下、図面に基づき本発明による地熱発電方法の実施例
を説明する。

地中１には地熱井２（地熱井ケーシング）が設けられ、
この地熱井２の坑底部（地熱井ケーシングの下端部）に
坑底ポンプ３が設けられ、この坑底ポンプ３の駆動軸４
は地表面５の上方にまで延設されている。

地上には、例えば特開昭５８−１５７０２号公報の第２
図に示されているような回転分離式二相流タービン６が
設けられ、前記坑底ポンプ３の駆動軸４をギヤボックス
７等の動力伝達手段を介して駆動するように構成されて
いる。

８は、ポンプケーシング９内と回転分離式二相流タービ
ン６を連通ずる連結管で、その途中にポンプ等の液体タ
ービン１０が設けられ、この液体タービン１０はギヤボ
ックス７ａと連結され、坑底ポンプ３の補助駆動力とし
て使用されるようになっている。

前記回転分離式二相流タービン６で分離された蒸気Ｓは
蒸気ライン１１を通って蒸気タービン１１に供給され、
発電機１２を作動させた後、クーリングタワー１３を付
設したコンデンサ１４で復水し、復水ライン２□を経て
還元井１５に戻される。

一方、回転分離式二相流タービン６で分離された熱水Ｈ
ｗは、例えば１５０°Ｃ、２０Ｋｇ　／　ｃ＋ｆｌの如
き状態で第１熱水ライン！、を経て直接接触式熱交換器
１６に供給される。この直接接触式熱交換器１６内には
、例えばブタン、イソブタンの如き低沸点媒体Ｆがノズ
ル１７で供給され、この低沸点媒体Ｆと前記熱水Ｈ９と
が熱交換される。

そしてこの熱交換により９０″Ｃ程度に温度が降下した
熱水Ｈ９は、第２の熱水ライン！４を経て後述する低沸
点媒体Ｆを移送するポンプ１８を駆動するポンプの如き
液体タービン１９に送られ、こ＼で動力回収が行なわれ
、更にフラッシャ２゜により減圧され、例えば２〜３Ｋ
ｇ／ｃｆ＋の圧力で、５０°Ｃ程度の低温、低圧の熱水
となって還元井１５に戻される。

直接接触式熱交換器１６内で熱水Ｈ８中に溶融した低沸
点媒体Ｆはフラッシャ２０において熱水Ｈ，と分離した
復液ライン１５を経て低沸点媒体タービン２１の後流側
へ戻される。そして直接接触式熱交換器１６内で気化し
た低沸点媒体ＦＧは媒体ライン！６を通って前記した低
沸点媒体タービン２１を駆動し、この低沸点媒体タービ
ン２１により発電機１２を作動させる。

そしてこの蒸気となった低沸点媒体Ｆ６は、クーリング
タワー２２を付設したコンデンサ２３で凝縮され、低沸
点媒体Ｆとなってレシーバ２４に貯えられ、ポンプ１８
により直接接触式熱交換器１６内に供給されるようにな
っている。

前記構成において、地熱水は、坑底ポンプ３により飽和
圧力以上に加圧され、ポンプケーシング９内を地上まで
導かれ、液体タービン１０により飽和圧力程度まで圧力
降下されて連結管８を経て回転分離式二相流タービン６
に導かれ、図示しないノズルから回転分離器内に噴出し
てこの回転分離器を回転させる。この回転分離器の回転
に伴なって地熱水は蒸気Ｓと熱水Ｈ８に分離され、前記
のように蒸気Ｓは蒸気ライン２゜を通って蒸気タービン
１１へ、また、熱水Ｈ８は第１の熱水ライン２．を通っ
て直接接触式熱交換器１６へ導かれるようになっている
。

回転分離式二相流タービン６への地熱水の供給は前記の
ように坑底ポンプ３により飽和圧力以上に加圧すること
が必要な場合もあるが、地熱井２から噴出して来る蒸気
を含む熱水を直接導入することもできる。

〔発明の効果］ 以上の説明から明らかなように、本発明による地熱発電
方法によれば、回転分離式二相流タービンにより分離し
た蒸気を直接蒸気タービンへ導いてこれを駆動して発電
機を作動させると共に、熱水を低沸点媒体と直接接触さ
せることにより熱交換させ、この低沸点媒体の蒸気で低
沸点媒体タービンを駆動させて発電機を作動するように
した−め、発電装置として小型でかつ熱効率の良い発電
を行うことができると言う効果がある。

【図面の簡単な説明】

図は本発明による地熱発電方法の実施例を説明する系統
図である。 ■・・・地中　　　　　　２・・・地熱井３・・・坑底
ポンプ ６・・・回転分離式二相流タービン ７・・・ギヤボックス　　８・・・連結管９・・・ポン
プケーシング １０、１９・・・液体タービン１１ １２・・・発電機　　　　　１３ １４．２３・・・コンデンサ　　１５ １６・・・直接接触式熱交換器 １８・・・ポンプ　　　　　２０ ２１・・・低沸点媒体タービン １１・・・蒸気ライン　　　２□ １３・・・第１の熱水ライン！。 ！、・・・復液ライン　　　ｉ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 地熱水を回転分離式二相流タービンで蒸気と熱水に分離
   し、蒸気を蒸気タービンに供給して蒸気タービンを駆動
   すると共に、熱水を直接接触式熱交換器へ供給し、該直
   接接触式熱交換器で低沸点媒体を気化させ、該気化した
   低沸点媒体を低沸点媒体タービンに供給して該低沸点媒
   体タービンを駆動し、前記蒸気タービン及び前記低沸点
   媒体タービンにより発電機を作動させて動力回収するよ
   うにしたことを特徴とする地熱発電方法。