JPS61244880A - 低温地熱発電システム - Google Patents
低温地熱発電システムInfo
- Publication number
- JPS61244880A JPS61244880A JP8684485A JP8684485A JPS61244880A JP S61244880 A JPS61244880 A JP S61244880A JP 8684485 A JP8684485 A JP 8684485A JP 8684485 A JP8684485 A JP 8684485A JP S61244880 A JPS61244880 A JP S61244880A
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- Japan
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- temperature
- turbine
- geothermal
- carbon dioxide
- low temperature
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- Pending
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- 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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、低温の地熱で電力を発生させる低温地熱発電
システムに関するものである６〔従来の技術〕 地熱流体の温度があまり高くない場合や、地熱流体が化
学的に強い酸性であるため蒸気タービンのケーシングや
羽根の材料として耐蝕性の十分なものが得られず信頼性
に問題がある場合などに作動媒体を使ったバイナリ−サ
イクル発電が採用される。このバイナリ−サイ）ル発電
では、地熱流体の熱エネルギーを作動媒体に伝えて蒸発
せしめ、その作動媒体の蒸気によりタービンを駆動しこ
れに連結した発電機により電力を発生させているが、そ
の作動媒体としては、間接接触型のフロン系の媒体を使
ったものと直接接触型の二酸化炭素を使ったものとに大
別される。フロン系としては、Ｒ１１（Ｃ１（ｉｃｔＦ
）、Ｒ１２（ＣＨｚｈ） 、Ｒ１１３（ＣｚＣ１ｓＦ３
） 、Ｒ１１４（Ｃ１ＣＩＫＦ４） 、Ｒ１１５（Ｃｚ
ＣＩＦｓ）、Ｒ１２４（ｃ！ＨＣＩＦ４）、イソブタン
（Ｃ４Ｈ１１１）及びアンモニア（Ｎｌｈ）などがある
。これらは、熱水入口温度とその流量が同じでも、臨界
圧力・温度が異なるため最大出力に差がある。
システムに関するものである６〔従来の技術〕 地熱流体の温度があまり高くない場合や、地熱流体が化
学的に強い酸性であるため蒸気タービンのケーシングや
羽根の材料として耐蝕性の十分なものが得られず信頼性
に問題がある場合などに作動媒体を使ったバイナリ−サ
イクル発電が採用される。このバイナリ−サイ）ル発電
では、地熱流体の熱エネルギーを作動媒体に伝えて蒸発
せしめ、その作動媒体の蒸気によりタービンを駆動しこ
れに連結した発電機により電力を発生させているが、そ
の作動媒体としては、間接接触型のフロン系の媒体を使
ったものと直接接触型の二酸化炭素を使ったものとに大
別される。フロン系としては、Ｒ１１（Ｃ１（ｉｃｔＦ
）、Ｒ１２（ＣＨｚｈ） 、Ｒ１１３（ＣｚＣ１ｓＦ３
） 、Ｒ１１４（Ｃ１ＣＩＫＦ４） 、Ｒ１１５（Ｃｚ
ＣＩＦｓ）、Ｒ１２４（ｃ！ＨＣＩＦ４）、イソブタン
（Ｃ４Ｈ１１１）及びアンモニア（Ｎｌｈ）などがある
。これらは、熱水入口温度とその流量が同じでも、臨界
圧力・温度が異なるため最大出力に差がある。
しかし、従来の発電では地熱の温度はいずれも１５０℃
以上であり、８０℃程度の地熱蒸気では発電効率が悪い
ため、現状では発電用の蒸気の対象としては考慮されて
いない。フロン系では、入口温度が１００℃でも３７％
程度の低い最大出力比しか確保できない。
以上であり、８０℃程度の地熱蒸気では発電効率が悪い
ため、現状では発電用の蒸気の対象としては考慮されて
いない。フロン系では、入口温度が１００℃でも３７％
程度の低い最大出力比しか確保できない。
他方ＣＯ３を媒体として用いる発電システムでは、地下
エネルギーを吸収した地熱流体にＣＯ，を直接接触させ
て熱交換し、高圧ＣＯ２ガスにしてタービンを駆動する
システムが提案されているが、ここでは、ＣＯ，を媒体
として用いた場合の地熱流体の最大利用効率が追求され
ていない。
エネルギーを吸収した地熱流体にＣＯ，を直接接触させ
て熱交換し、高圧ＣＯ２ガスにしてタービンを駆動する
システムが提案されているが、ここでは、ＣＯ，を媒体
として用いた場合の地熱流体の最大利用効率が追求され
ていない。
本発明は、上記の考察に基づくものであって、ＣＯ２を
媒体として用い低、温の地熱流体でも高い発電効率で電
力を発生することができる低温地熱発電システムの提供
を目的とするものである。
媒体として用い低、温の地熱流体でも高い発電効率で電
力を発生することができる低温地熱発電システムの提供
を目的とするものである。
そのために本発明の低温地熱発電システムは、低温の地
熱流体の熱エネルギーを利用してタービンを駆動しター
ビンに連結した発電機により電力を発生させる低温地熱
発電システムであって、二酸化炭素を媒体として用い、
低温の地熱流体により間接接触で二酸化炭素を昇温、昇
圧してタービンを駆動することを特徴とするものである
。
熱流体の熱エネルギーを利用してタービンを駆動しター
ビンに連結した発電機により電力を発生させる低温地熱
発電システムであって、二酸化炭素を媒体として用い、
低温の地熱流体により間接接触で二酸化炭素を昇温、昇
圧してタービンを駆動することを特徴とするものである
。
本発明の低温地熱発電システムでは、臨界温度３５℃、
７０ｋｇ／−の特性と安定した二酸化炭素の性状を活用
し、二酸化炭素を媒体として用いることによって、５０
〜８０℃程度の低温の地熱流体で昇温、昇圧してタービ
ンを駆動する。また、熱交換を行った後の地熱流体は、
温泉その他の活用システムに利用する。
７０ｋｇ／−の特性と安定した二酸化炭素の性状を活用
し、二酸化炭素を媒体として用いることによって、５０
〜８０℃程度の低温の地熱流体で昇温、昇圧してタービ
ンを駆動する。また、熱交換を行った後の地熱流体は、
温泉その他の活用システムに利用する。
以下、図面を参照しつつ実施例を説明する。
第１図は本発明の低温地熱発電システムの１実施例を示
す図であり、１は地熱生産井、２は予熱・蒸発器、３は
タービン、４は発電機、５は圧縮ポンプ、６はコンデン
サ、７は媒体ポンプを示す。
す図であり、１は地熱生産井、２は予熱・蒸発器、３は
タービン、４は発電機、５は圧縮ポンプ、６はコンデン
サ、７は媒体ポンプを示す。
第１図において、媒体としてＣＯ！を用い、このＣＯｔ
を媒体ポンプ７により予熱・蒸発器２に供給する。また
この予熱・蒸発器２には、地熱生産井１から抽出された
６５〜８０℃程度の低温の地熱流体を供給する。そして
、この予熱・蒸発器２において６５〜８０℃程度の低温
の地熱流体と媒体のＣＯ，との熱交換を行う。媒体のＣ
Ｏｔは、臨界温度３５℃、７０ｋｇ／ｃｄであり、これ
を６５℃、１３０ｋｇ ／−に昇温、昇圧しても熱分解
することなく安定性がある。そこで、この臨界温度３５
℃、７０ｋｇ／ｃ＋Ｊの特性と安定したＣＯ８の性状を
活用して、媒体のＣＯｔを６５℃、１３０ｋｇ ／ｃｄ
に昇温、昇圧してタービン３に供給する。これによりタ
ービン３を駆動し発電機４により電力を発生する。予熱
・蒸発器２から排出される低温の地熱流体は、温泉その
他の熱水利用システムに導く。また、タービン稼動後の
ＣＯ２は、圧縮ポンプ５によって冷却、圧縮して液化し
コンデンサ６に返却する。そして、この媒体のＣＯｔは
コンデンサ６から再び媒体ポンプ７により予熱・蒸発器
２に供給され循環する。
を媒体ポンプ７により予熱・蒸発器２に供給する。また
この予熱・蒸発器２には、地熱生産井１から抽出された
６５〜８０℃程度の低温の地熱流体を供給する。そして
、この予熱・蒸発器２において６５〜８０℃程度の低温
の地熱流体と媒体のＣＯ，との熱交換を行う。媒体のＣ
Ｏｔは、臨界温度３５℃、７０ｋｇ／ｃｄであり、これ
を６５℃、１３０ｋｇ ／−に昇温、昇圧しても熱分解
することなく安定性がある。そこで、この臨界温度３５
℃、７０ｋｇ／ｃ＋Ｊの特性と安定したＣＯ８の性状を
活用して、媒体のＣＯｔを６５℃、１３０ｋｇ ／ｃｄ
に昇温、昇圧してタービン３に供給する。これによりタ
ービン３を駆動し発電機４により電力を発生する。予熱
・蒸発器２から排出される低温の地熱流体は、温泉その
他の熱水利用システムに導く。また、タービン稼動後の
ＣＯ２は、圧縮ポンプ５によって冷却、圧縮して液化し
コンデンサ６に返却する。そして、この媒体のＣＯｔは
コンデンサ６から再び媒体ポンプ７により予熱・蒸発器
２に供給され循環する。
第２図は本発明に係るシステムのサイクルを説明するた
めの熱力学線図である。第２図において、縦軸は温度Ｔ
１横軸はエンタルピｈ （ｋｃａｌ／ｋｇ）、１１と１
３は媒体としてＣＯ８を使った場合における地熱流体の
温度変化線とＣＯ□の飽和蒸気線、１２と１４は媒体と
してフロン系を使った場合における地熱流体の温度変化
線とフロン系の飽和蒸気線を示す。
めの熱力学線図である。第２図において、縦軸は温度Ｔ
１横軸はエンタルピｈ （ｋｃａｌ／ｋｇ）、１１と１
３は媒体としてＣＯ８を使った場合における地熱流体の
温度変化線とＣＯ□の飽和蒸気線、１２と１４は媒体と
してフロン系を使った場合における地熱流体の温度変化
線とフロン系の飽和蒸気線を示す。
媒体としてフロン系を使った場合、媒体は、ａからｂま
でポンプで昇圧され、その後■′から■まで温度変化す
る地熱流体で加熱されエンタルピが増加してｂ−ｃ’−
ｃ’まで予熱・蒸発する。そして、タービンでＣ＃から
ｄまで膨張して仕事（タービンを駆動）し、ｄ−ｅ−ａ
まで冷却・凝縮されて初めの状態に戻る。これに対して
媒体としてＣＯ２を使った場合、媒体は、ａからｂまで
ポンプで昇圧された後、■から■まで温度変化する地熱
流体で加熱されエンタルピが増加してｂからＣまで予熱
・蒸発する。従って、地熱流体の出口温度が同じｔ、で
ある場合、ＣＯ□を媒体とするときの地熱流体の入口温
度ｔ２は、フロン系を媒体とするときの地熱流体の入口
温度む、よりも大幅に低くなり、１．−１．に対し１．
−１．と使用できる温度範囲及び地熱流体の放出熱量に
対する最大出力（１＋ １＋に対するｃ ’−ｄ、
ｔ、−ｔ、に対するｃ −ｄ ）比は非常に優れた結果
が得られる。
でポンプで昇圧され、その後■′から■まで温度変化す
る地熱流体で加熱されエンタルピが増加してｂ−ｃ’−
ｃ’まで予熱・蒸発する。そして、タービンでＣ＃から
ｄまで膨張して仕事（タービンを駆動）し、ｄ−ｅ−ａ
まで冷却・凝縮されて初めの状態に戻る。これに対して
媒体としてＣＯ２を使った場合、媒体は、ａからｂまで
ポンプで昇圧された後、■から■まで温度変化する地熱
流体で加熱されエンタルピが増加してｂからＣまで予熱
・蒸発する。従って、地熱流体の出口温度が同じｔ、で
ある場合、ＣＯ□を媒体とするときの地熱流体の入口温
度ｔ２は、フロン系を媒体とするときの地熱流体の入口
温度む、よりも大幅に低くなり、１．−１．に対し１．
−１．と使用できる温度範囲及び地熱流体の放出熱量に
対する最大出力（１＋ １＋に対するｃ ’−ｄ、
ｔ、−ｔ、に対するｃ −ｄ ）比は非常に優れた結果
が得られる。
以上に説明したように、媒体としてＣＯ２を用い昇温、
昇圧値を６５℃、１３０ｋｇ ／ｃｄ程度にしてタービ
ンを駆動すると、そのための地熱流体の温度も６５〜８
０℃程度でも十分活用できる。さらには、媒体のＣＯ□
の臨界温度３５℃よりも高い地熱流体であれば５０℃の
地熱流体であっても、臨界状態を越えて媒体を昇温、昇
圧させることができるので、タービンを駆動することが
できる。従って、低温の地熱流体の生産される温泉地に
おいても、地熱発電を行うことができ、多目的利用に供
することにより、地熱流体の総合利用効率を上げること
ができる。
昇圧値を６５℃、１３０ｋｇ ／ｃｄ程度にしてタービ
ンを駆動すると、そのための地熱流体の温度も６５〜８
０℃程度でも十分活用できる。さらには、媒体のＣＯ□
の臨界温度３５℃よりも高い地熱流体であれば５０℃の
地熱流体であっても、臨界状態を越えて媒体を昇温、昇
圧させることができるので、タービンを駆動することが
できる。従って、低温の地熱流体の生産される温泉地に
おいても、地熱発電を行うことができ、多目的利用に供
することにより、地熱流体の総合利用効率を上げること
ができる。
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、臨界
温度３５℃、７０ｋｇ ／−の二酸化炭素を６５℃、１
３０ｋｇ ／ｃｎに昇温、昇圧してタービンを駆動する
ため、６５〜８０℃程度の低温の地熱流体でも有効な発
電ができ、高い出力比を得ることができる。従って、温
泉として用いる直前の低温熱水をも発電用に使うことが
できる。また、二酸化炭素は、臨界温度３５℃、７０ｋ
ｇ／ｃ＋Ｊから６５℃、１３０ｋｇ ／−に昇温、昇圧
しても安定性があるので、熱分解による障害も生じない
。
温度３５℃、７０ｋｇ ／−の二酸化炭素を６５℃、１
３０ｋｇ ／ｃｎに昇温、昇圧してタービンを駆動する
ため、６５〜８０℃程度の低温の地熱流体でも有効な発
電ができ、高い出力比を得ることができる。従って、温
泉として用いる直前の低温熱水をも発電用に使うことが
できる。また、二酸化炭素は、臨界温度３５℃、７０ｋ
ｇ／ｃ＋Ｊから６５℃、１３０ｋｇ ／−に昇温、昇圧
しても安定性があるので、熱分解による障害も生じない
。
第１図は本発明の低温地熱発電システムの１実施例を示
す図、第２図は本発明に係るシステムのサイクルを説明
するための熱力学線図である。 １・・・地熱生産井、２・・・予熱・蒸発器、３・・・
タービン、４・・・発電機、５・・・圧縮ポンプ、６・
・・コンデンサ、７・・・媒体ポンプ。
す図、第２図は本発明に係るシステムのサイクルを説明
するための熱力学線図である。 １・・・地熱生産井、２・・・予熱・蒸発器、３・・・
タービン、４・・・発電機、５・・・圧縮ポンプ、６・
・・コンデンサ、７・・・媒体ポンプ。
Claims (2)
- （１）低温の地熱流体の熱エネルギーを利用してタービ
ンを駆動しタービンに連結した発電機により電力を発生
させる低温地熱発電システムであって、二酸化炭素を媒
体として用い、低温の地熱流体により間接接触で二酸化
炭素を昇温、昇圧してタービンを駆動することを特徴と
する低温地熱発電システム。 - （２）二酸化炭素を６５℃、１３０ｋｇ／ｃｍ＾２まで
昇温、昇圧することを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の低温地熱発電システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8684485A JPS61244880A (ja) | 1985-04-23 | 1985-04-23 | 低温地熱発電システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8684485A JPS61244880A (ja) | 1985-04-23 | 1985-04-23 | 低温地熱発電システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61244880A true JPS61244880A (ja) | 1986-10-31 |
Family
ID=13898117
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8684485A Pending JPS61244880A (ja) | 1985-04-23 | 1985-04-23 | 低温地熱発電システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61244880A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016098192A1 (ja) * | 2014-12-17 | 2016-06-23 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 地熱発電システム |
| RU177203U1 (ru) * | 2017-06-22 | 2018-02-13 | Расим Наилович Ахмадиев | Устройство для эксплуатации геотермальной скважины |
| NO20220724A1 (en) * | 2022-06-24 | 2023-12-25 | Olav Medhus | System for production of renewable energy |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5133242A (ja) * | 1974-09-17 | 1976-03-22 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Fukuryubainarisaikurudoryokupuranto |
| JPS56148690A (en) * | 1980-03-21 | 1981-11-18 | Santi Giunio Guido | Geothermal energy conversion system |
-
1985
- 1985-04-23 JP JP8684485A patent/JPS61244880A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5133242A (ja) * | 1974-09-17 | 1976-03-22 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Fukuryubainarisaikurudoryokupuranto |
| JPS56148690A (en) * | 1980-03-21 | 1981-11-18 | Santi Giunio Guido | Geothermal energy conversion system |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016098192A1 (ja) * | 2014-12-17 | 2016-06-23 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 地熱発電システム |
| RU177203U1 (ru) * | 2017-06-22 | 2018-02-13 | Расим Наилович Ахмадиев | Устройство для эксплуатации геотермальной скважины |
| NO20220724A1 (en) * | 2022-06-24 | 2023-12-25 | Olav Medhus | System for production of renewable energy |
| NO348829B1 (en) * | 2022-06-24 | 2025-06-16 | Olav Medhus | System for production of renewable energy |
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