JPS6179942A - 地熱発電方法および装置 - Google Patents
地熱発電方法および装置Info
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- JPS6179942A JPS6179942A JP59200961A JP20096184A JPS6179942A JP S6179942 A JPS6179942 A JP S6179942A JP 59200961 A JP59200961 A JP 59200961A JP 20096184 A JP20096184 A JP 20096184A JP S6179942 A JPS6179942 A JP S6179942A
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- JP
- Japan
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- heat
- power generation
- underground
- geothermal power
- geothermal
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Classifications
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24T—GEOTHERMAL COLLECTORS; GEOTHERMAL SYSTEMS
- F24T10/00—Geothermal collectors
- F24T10/20—Geothermal collectors using underground water as working fluid; using working fluid injected directly into the ground, e.g. using injection wells and recovery wells
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24T—GEOTHERMAL COLLECTORS; GEOTHERMAL SYSTEMS
- F24T10/00—Geothermal collectors
- F24T10/30—Geothermal collectors using underground reservoirs for accumulating working fluids or intermediate fluids
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24T—GEOTHERMAL COLLECTORS; GEOTHERMAL SYSTEMS
- F24T10/00—Geothermal collectors
- F24T10/40—Geothermal collectors operated without external energy sources, e.g. using thermosiphonic circulation or heat pipes
-
- 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)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
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- Sustainable Energy (AREA)
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- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Hydrology & Water Resources (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〕
この発明は、地中の熱エネルギを地上へ取り出しこれを
心気エネルギに変換する地熱発電方法Sよび装置に関す
るものである。
心気エネルギに変換する地熱発電方法Sよび装置に関す
るものである。
従来の地熱発電手段としては、地中の高温蒸気および熱
水を直接利用する地熱発電手段と、地中の乾燥高温岩体
に水を注入しこれによって高温になった蒸気S工び熱水
を利用する地熱発電手段とがある。
水を直接利用する地熱発電手段と、地中の乾燥高温岩体
に水を注入しこれによって高温になった蒸気S工び熱水
を利用する地熱発電手段とがある。
前者は、地中σ〕マグマ等により加熱された高温蒸気S
よび熱水を含む層に対して井戸を翔り、この層から地上
へ噴出してくる高温蒸気および熱水の熱エネルギを電気
エネルギに変換して発電″fるもので、主に温泉地帯で
実用比されている。
よび熱水を含む層に対して井戸を翔り、この層から地上
へ噴出してくる高温蒸気および熱水の熱エネルギを電気
エネルギに変換して発電″fるもので、主に温泉地帯で
実用比されている。
後者は、第2図に示しにもので、これについて説明する
と、まず、水は含んでいないが高温に加熱されている地
中の就床高温岩体【に対して注入井2および生産井3を
掘削し、注入井2の先4部から生産井3の先端部にかげ
て、爆破によって、乾深高は老体【に亀裂を生じさせる
。そして、ポンプ4によって配管5を通して注入井2に
水化圧送すると、水は注入井2の先端から乾燥高温岩体
【に形成された亀裂を通り、ここで高温に加島され、生
産井3を通って地上へ回収される。この回収された熱水
および高温蒸気?発電プラント6に送り、ここで熱エネ
ルギな取り出し1発電に行ない、この水を再び配管5を
通してポンプ4に送る。
と、まず、水は含んでいないが高温に加熱されている地
中の就床高温岩体【に対して注入井2および生産井3を
掘削し、注入井2の先4部から生産井3の先端部にかげ
て、爆破によって、乾深高は老体【に亀裂を生じさせる
。そして、ポンプ4によって配管5を通して注入井2に
水化圧送すると、水は注入井2の先端から乾燥高温岩体
【に形成された亀裂を通り、ここで高温に加島され、生
産井3を通って地上へ回収される。この回収された熱水
および高温蒸気?発電プラント6に送り、ここで熱エネ
ルギな取り出し1発電に行ない、この水を再び配管5を
通してポンプ4に送る。
このようにして地下の乾燥高温岩体lの熱エネルギを地
上に収り出すことができ、発’jtK使用することがで
きる。
上に収り出すことができ、発’jtK使用することがで
きる。
これらの従来の地熱発電手段は、前者にあっては、高温
蒸気Sよび熱水が多量に安定的に供給されることが必要
であり、シフeがって建設適地が限定されるという問題
点があった。!!た。地中から取り出した高温蒸気Hシ
び熱水はヒ素や亜1m酸等のM害vlJ質を含んでいる
ため、この廃水を処理する必要がある。その手段として
、この廃水を強制のに地中再注入する遣水システムを設
ける場合があるが、この手段は廃水?再注水する井戸を
別に必要とし、廃水を圧入する2めのポンプ等の動力設
備を必要とするため建設コストが高くなるという問題点
があった。
蒸気Sよび熱水が多量に安定的に供給されることが必要
であり、シフeがって建設適地が限定されるという問題
点があった。!!た。地中から取り出した高温蒸気Hシ
び熱水はヒ素や亜1m酸等のM害vlJ質を含んでいる
ため、この廃水を処理する必要がある。その手段として
、この廃水を強制のに地中再注入する遣水システムを設
ける場合があるが、この手段は廃水?再注水する井戸を
別に必要とし、廃水を圧入する2めのポンプ等の動力設
備を必要とするため建設コストが高くなるという問題点
があった。
一方、後者にあっては、注入井2の先端部と生産井3の
先端部との間に爆破によってうまく亀裂を形成させるこ
とが難しいという問題点があり、ま7S:、水を地下へ
注入し循環するために必要なポンプ等の設備が必要であ
り、このため膜製が大聖化しコスト高になるという問題
点があった。
先端部との間に爆破によってうまく亀裂を形成させるこ
とが難しいという問題点があり、ま7S:、水を地下へ
注入し循環するために必要なポンプ等の設備が必要であ
り、このため膜製が大聖化しコスト高になるという問題
点があった。
この発明は、上記の問題点を解決するための手段として
、第1の発明では、ヒートサイホンの−mY地中の地熱
貯留層に挿入し、他端から熱エネルギを取り出し、この
熱エネルギYtfiエネルギに変換するものであり、第
2の発明では、一端を地中の地熱貯留層に挿入したヒー
トサイホン?設け、このヒートサイホンの他端から熱エ
ネルギを収り出し発電機を作動させる蒸気サイクルを&
Jけ、この蒸気サイクルにエリ駆動される発It機を設
けた構成である。
、第1の発明では、ヒートサイホンの−mY地中の地熱
貯留層に挿入し、他端から熱エネルギを取り出し、この
熱エネルギYtfiエネルギに変換するものであり、第
2の発明では、一端を地中の地熱貯留層に挿入したヒー
トサイホン?設け、このヒートサイホンの他端から熱エ
ネルギを収り出し発電機を作動させる蒸気サイクルを&
Jけ、この蒸気サイクルにエリ駆動される発It機を設
けた構成である。
第1図は、この発明の一実施例を示す図である。
コ(’)図に′j6いて、符号11は地熱発電装置を示
し、地熱発電装[11は地熱取り出し装置12−と蒸気
サイクル【3と発電機14とn)ら構成され、地熱取り
出し装置【2はヒートサイホン15と吸熱フィン16と
放熱フィン17と断熱部材18とから構成されている。
し、地熱発電装[11は地熱取り出し装置12−と蒸気
サイクル【3と発電機14とn)ら構成され、地熱取り
出し装置【2はヒートサイホン15と吸熱フィン16と
放熱フィン17と断熱部材18とから構成されている。
ヒートサイホン15は1両端部が密閉されたパイプ状の
外殻L9と、この外殻【9の内部に密封された伝熱流体
(図示せず〕とから構成されている。ヒートティホン1
5の下端部L5a(一端)の外周面には吸熱フィン16
が連設され、ヒートサイホン15り上端部L5b(他端
〕の外周面には放熱フィン17が連設され、ヒートサイ
ホン15の中間部tSCの外周面には中空円筒状のll
!f?熱部材L8が嵌合して装置されている。一方、岩
mAには、地表から地中の熱水JIB(地熱貯留層]に
至るほぼ垂直の掘削坑Cが形成されている。ヒートサイ
ホン【5は、その下端部tSaを熱水層B中に位置させ
、その中間部tsca’堀削坑C掘削位置させて配設さ
れている。
外殻L9と、この外殻【9の内部に密封された伝熱流体
(図示せず〕とから構成されている。ヒートティホン1
5の下端部L5a(一端)の外周面には吸熱フィン16
が連設され、ヒートサイホン15り上端部L5b(他端
〕の外周面には放熱フィン17が連設され、ヒートサイ
ホン15の中間部tSCの外周面には中空円筒状のll
!f?熱部材L8が嵌合して装置されている。一方、岩
mAには、地表から地中の熱水JIB(地熱貯留層]に
至るほぼ垂直の掘削坑Cが形成されている。ヒートサイ
ホン【5は、その下端部tSaを熱水層B中に位置させ
、その中間部tsca’堀削坑C掘削位置させて配設さ
れている。
蒸気サイクルL3は、熱交換器20と、タービン2Lと
復水器22とポンプ23とからなり、この順に作動流体
が循環し蒸気サイクルL3を構成している。熱交換器2
0の内部には、前記ヒートサイホン15の上端部L5b
お工び放熱フィンE7が配設されている。タービン2L
の出力軸には発を機14の入力軸が連結されている。
復水器22とポンプ23とからなり、この順に作動流体
が循環し蒸気サイクルL3を構成している。熱交換器2
0の内部には、前記ヒートサイホン15の上端部L5b
お工び放熱フィンE7が配設されている。タービン2L
の出力軸には発を機14の入力軸が連結されている。
このような構成の地熱発′uL装(tLtり作用化説明
すると、高温の熱水j−Bσ〕熱は、ヒートサイホン【
5の下端部15aicgいて、吸熱フィンL6お裏び外
殻【9を通して伝熱媒体に伝えられる。
すると、高温の熱水j−Bσ〕熱は、ヒートサイホン【
5の下端部15aicgいて、吸熱フィンL6お裏び外
殻【9を通して伝熱媒体に伝えられる。
この熱によって伝熱媒体は沸騰し、その蒸気はヒートサ
イホン15内を上昇し、上端部15fiに到達する。こ
こにおいて、伝熱媒体の蒸気はその熱を放熱フィン17
お工び外殻19化通して熱交換器20内の蒸気サイクル
13の作動流体に伝える。
イホン15内を上昇し、上端部15fiに到達する。こ
こにおいて、伝熱媒体の蒸気はその熱を放熱フィン17
お工び外殻19化通して熱交換器20内の蒸気サイクル
13の作動流体に伝える。
そし【、伝熱媒体自体は冷瀬されて液fヒし、ヒートサ
イホン【5の外殻L9の内壁を伝って下降しヒートサイ
ホン【5の下端部tSaに至り、ここで再び加熱され沸
騰する。このような作用をくり返すことにより、熱水層
Bの熱を蒸気サイクル13の熱交換器20に伝える。ヱ
た、ヒートティホン[5の中間部L5Cには断熱部材1
8が外側に装着されているため、中間部15Cでの熱損
失を少な(することができる。
イホン【5の外殻L9の内壁を伝って下降しヒートサイ
ホン【5の下端部tSaに至り、ここで再び加熱され沸
騰する。このような作用をくり返すことにより、熱水層
Bの熱を蒸気サイクル13の熱交換器20に伝える。ヱ
た、ヒートティホン[5の中間部L5Cには断熱部材1
8が外側に装着されているため、中間部15Cでの熱損
失を少な(することができる。
蒸気サイクル13の作動流体は、熱交換器20において
、ヒートサイホン菖5の放熱フィン17および外殻L9
’a’通して熱?受けることにより。
、ヒートサイホン菖5の放熱フィン17および外殻L9
’a’通して熱?受けることにより。
過熱蒸気となってタービン21に送られる。この過熱蒸
気となった作動流体はタービン2Iで断熱膨張し熱エネ
ルギを機械エネルギに変換し、タービンの出力@ ’t
rOJ伝させる。これに工ってタービンの出力軸に運
、結され2発電機[4が作動し1機械エネルギが電気エ
ネルギに変換され、発電が行なわれる。タービン21で
断熱膨張しに作動流体は、復水器22に送られ、ここで
冷却され液化し、再びポンプ23によって熱交換器20
に送られ60このようなサイクルをくり返すことに工り
熱交換器20に伝えられ2熱エネルギはタービン2【で
機械エネルギに変換され、さらに発電機【4で電気エネ
ルギに変換され1発電が行なわれる。
気となった作動流体はタービン2Iで断熱膨張し熱エネ
ルギを機械エネルギに変換し、タービンの出力@ ’t
rOJ伝させる。これに工ってタービンの出力軸に運
、結され2発電機[4が作動し1機械エネルギが電気エ
ネルギに変換され、発電が行なわれる。タービン21で
断熱膨張しに作動流体は、復水器22に送られ、ここで
冷却され液化し、再びポンプ23によって熱交換器20
に送られ60このようなサイクルをくり返すことに工り
熱交換器20に伝えられ2熱エネルギはタービン2【で
機械エネルギに変換され、さらに発電機【4で電気エネ
ルギに変換され1発電が行なわれる。
尚、この実施例では、地□下の熱水層Bを熱源としてい
るが、地下の熱源は熱水層Bに限る必賛はな(、高温蒸
気の層でもよく、またこれ以外でもヒートサイホン15
の下gsfl115aの周囲が高温であり、熱を採喉で
きる状態であれば、熱水や蒸気がなくてもよい。
るが、地下の熱源は熱水層Bに限る必賛はな(、高温蒸
気の層でもよく、またこれ以外でもヒートサイホン15
の下gsfl115aの周囲が高温であり、熱を採喉で
きる状態であれば、熱水や蒸気がなくてもよい。
この発明によれば、ヒートサイホンの−gtaを地中の
地熱貯留1−へ挿入し、他端から熱エネルギを取り出し
、この熱エネルギ’rl!気エネルギに変換するように
したから、地下の地熱貯留層は熱水や高温蒸気の層に限
る必要はなく、高温状態でありささえすればよ<、シた
がって1発を設備の建設適地を広範凹に選ぶことができ
、建設リスクを低減でざるという効果を奏する。また、
このことから、従来の地熱発電設備とり葦用がOT罷で
1発電設層の熱回収効率を高めるのに役に立つ。また、
地中から有害物質を含んだ熱水や蒸気を嘔り出さないた
め、使用後の廃水を地中にもどす遣水システムを必要と
せず、したがって設備規模を小さくすることができ、建
設コストfK:低減でさるという幼果を奏する。ざらに
、地中の掘削工事としては、地中の地熱貯留層に対して
掘削坑を設けるだけでよ(、難工事を必要とせず、技術
的に容易であり。
地熱貯留1−へ挿入し、他端から熱エネルギを取り出し
、この熱エネルギ’rl!気エネルギに変換するように
したから、地下の地熱貯留層は熱水や高温蒸気の層に限
る必要はなく、高温状態でありささえすればよ<、シた
がって1発を設備の建設適地を広範凹に選ぶことができ
、建設リスクを低減でざるという効果を奏する。また、
このことから、従来の地熱発電設備とり葦用がOT罷で
1発電設層の熱回収効率を高めるのに役に立つ。また、
地中から有害物質を含んだ熱水や蒸気を嘔り出さないた
め、使用後の廃水を地中にもどす遣水システムを必要と
せず、したがって設備規模を小さくすることができ、建
設コストfK:低減でさるという幼果を奏する。ざらに
、地中の掘削工事としては、地中の地熱貯留層に対して
掘削坑を設けるだけでよ(、難工事を必要とせず、技術
的に容易であり。
また地中に水を注入したり、地中n)ら熱水?(み上げ
る必要がないため、そのための動刃設備が不要であると
いう効果を奏する。1z、ヒートサイホン自体は、掘削
坑に苅して挿抜がでさるため、他の掘削坑での再使用が
でき、したがって経済的であるという効果も萎する。
る必要がないため、そのための動刃設備が不要であると
いう効果を奏する。1z、ヒートサイホン自体は、掘削
坑に苅して挿抜がでさるため、他の掘削坑での再使用が
でき、したがって経済的であるという効果も萎する。
第1図は不発明の一実施例であるヒートサイホンを利用
した地熱発電装置を示す図であり、第2図は従来の地熱
発電装置を示す図である。 B・・・熱水層(地熱貯留層)、kl・・・地熱発4装
置。 【3・・・蒸気ブイタル、14・・・発電機、15・・
・ヒートサイホン、L5a・・・下gfa部(一端)、
1、5 b・・・上端部(他端)。
した地熱発電装置を示す図であり、第2図は従来の地熱
発電装置を示す図である。 B・・・熱水層(地熱貯留層)、kl・・・地熱発4装
置。 【3・・・蒸気ブイタル、14・・・発電機、15・・
・ヒートサイホン、L5a・・・下gfa部(一端)、
1、5 b・・・上端部(他端)。
Claims (2)
- (1)地中の熱エネルギを地上へ取り出しこれを利用し
て発電するに際し、ヒートサイホンの一端を地中の地熱
貯留層に挿入し、他端から熱エネルギを取り出し、この
熱エネルギを電気エネルギに交換することを特徴とする
地熱発電方法。 - (2)地中の熱エネルギを地上へ取り出しこれを利用し
て発電する地熱発電装置において、一端を地中の地熱貯
留層に挿入したヒートサイホンと、このヒートサイホン
の他端から熱エネルギを取り出し発電機を作動させる蒸
気サイクルと、この蒸気サイクルにより駆動される発電
機とを具備してなる地熱発電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59200961A JPS6179942A (ja) | 1984-09-26 | 1984-09-26 | 地熱発電方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59200961A JPS6179942A (ja) | 1984-09-26 | 1984-09-26 | 地熱発電方法および装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6179942A true JPS6179942A (ja) | 1986-04-23 |
Family
ID=16433186
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59200961A Pending JPS6179942A (ja) | 1984-09-26 | 1984-09-26 | 地熱発電方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6179942A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01259767A (ja) * | 1988-04-06 | 1989-10-17 | Fujikura Ltd | 地熱発電装置 |
| US5143150A (en) * | 1992-02-10 | 1992-09-01 | Johnston James M | Geothermal heat converter |
| WO2002035091A3 (en) * | 2000-10-20 | 2003-09-25 | Orra Corp | Method and apparatus for converting natural heat energy into another form of energy |
| KR20030096468A (ko) * | 2002-06-12 | 2003-12-31 | 이수현 | 지중열을 이용한 냉난방장치 |
| JP2007154863A (ja) * | 2005-12-07 | 2007-06-21 | Yoshiro Sato | 地球熱水発電装置 |
| JP2011524484A (ja) * | 2008-06-13 | 2011-09-01 | ジェイ. パレラ,マイケル | 掘削された坑井内から発電するために地熱を獲得するシステム及び方法 |
| KR101078647B1 (ko) | 2009-09-30 | 2011-11-01 | 삼성중공업 주식회사 | 해저 분출 열수를 이용한 발전 장치 |
| CZ303076B6 (cs) * | 2007-08-24 | 2012-03-21 | Fite, A. S. | Zarízení pro využití dulních del k výrobe špickové elektrické energie precerpávacími systémy |
| US8534069B2 (en) | 2008-08-05 | 2013-09-17 | Michael J. Parrella | Control system to manage and optimize a geothermal electric generation system from one or more wells that individually produce heat |
| JP2016070516A (ja) * | 2014-09-26 | 2016-05-09 | 鹿島建設株式会社 | マグマ発電システム、及び、マグマ発電システムの製造方法 |
| US9423158B2 (en) | 2008-08-05 | 2016-08-23 | Michael J. Parrella | System and method of maximizing heat transfer at the bottom of a well using heat conductive components and a predictive model |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56127143A (en) * | 1980-03-10 | 1981-10-05 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | Heat pipe type subterranean heat pickup apparatus |
-
1984
- 1984-09-26 JP JP59200961A patent/JPS6179942A/ja active Pending
Patent Citations (1)
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| JPS56127143A (en) * | 1980-03-10 | 1981-10-05 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | Heat pipe type subterranean heat pickup apparatus |
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| JP2007154863A (ja) * | 2005-12-07 | 2007-06-21 | Yoshiro Sato | 地球熱水発電装置 |
| CZ303076B6 (cs) * | 2007-08-24 | 2012-03-21 | Fite, A. S. | Zarízení pro využití dulních del k výrobe špickové elektrické energie precerpávacími systémy |
| US8616000B2 (en) | 2008-06-13 | 2013-12-31 | Michael J. Parrella | System and method of capturing geothermal heat from within a drilled well to generate electricity |
| JP2011524484A (ja) * | 2008-06-13 | 2011-09-01 | ジェイ. パレラ,マイケル | 掘削された坑井内から発電するために地熱を獲得するシステム及び方法 |
| US9404480B2 (en) | 2008-06-13 | 2016-08-02 | Pardev, Llc | System and method of capturing geothermal heat from within a drilled well to generate electricity |
| US8534069B2 (en) | 2008-08-05 | 2013-09-17 | Michael J. Parrella | Control system to manage and optimize a geothermal electric generation system from one or more wells that individually produce heat |
| US9423158B2 (en) | 2008-08-05 | 2016-08-23 | Michael J. Parrella | System and method of maximizing heat transfer at the bottom of a well using heat conductive components and a predictive model |
| KR101078647B1 (ko) | 2009-09-30 | 2011-11-01 | 삼성중공업 주식회사 | 해저 분출 열수를 이용한 발전 장치 |
| JP2016070516A (ja) * | 2014-09-26 | 2016-05-09 | 鹿島建設株式会社 | マグマ発電システム、及び、マグマ発電システムの製造方法 |
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