JPS6285105A - 地熱蒸気タ−ビン設備 - 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】 〔発明の属する技術分野〕 不 本発明は、地熱井からの非凝縮性ガスと蒸気と熱水とか
らなる混合流体を気水分離器に導いて分離した蒸気を蒸
気タービンに送気して動力を得る地熱蒸気タービン設備
に関する。

〔従来技術とその問題点〕

地点蒸気タービン設備における復水タービンに不 は、従来地熱井からの＃凝縮性ガスと蒸気と熱水との混
合θ：を体を気水分離器に導いて分離した蒸気せて蒸気
を発生させ、これを復水タービンの中圧部りこ送気し、
いわゆる混圧タービンとして復水タービンを爪拗してい
る。以下第３図を用いて従来技術について説明する。

第３図は従来の地熱蒸気タービン発電所における復水タ
ービン設備の系統図である。図において地熱井１からの
不凝縮性ガスと蒸気と熱水とからなる混合流体は管路１
１を経て地熱井からの高圧状態の第１の気水分離器２−
こ導かれ、気水分離器２において不凝縮性ガスを含む蒸
気と熱水とに分離される。分離された高圧の飽和蒸気は
、管路１２を経て蒸気タービン１の高圧タービン３ａに
送気される。−１第１の気水分離器２にて蒸気を分離し
た後の熱水２ａは管路１３の絞り弁１３Ｈにより圧力が
低下されて第２の気水分離器４に導かれる。このため熱
水は低圧状態になり、督で蒸気を発生させ第２の気水分
離器４にて蒸気と熱水とに分離される。分離された低圧
の飽和蒸気は蒸気タービン３の低圧タービン３ｂに管路
１４を経て、高圧タービン３ａの背気と合流して送気さ
れる。すなわち蒸気タービン３は混圧タービンとして駆
動され、低圧タービン３ｂの背気は復水器４に導かれる
。復水器５に導かれた背気は図示しない冷却水供給源か
らの冷却水の復水器への通流ｌこより冷却。

不 凝縮して復水となり、また復水器５内の非凝縮性ガスを
抽出する図示しない蒸気エゼクタの作用とともに所定の
真空度を保っている。したがって蒸気タービンを通流す
る蒸気は真空まで膨張して蒸気タービンに動力を発生さ
せ、該蒸気タービンに結合される発電機７によって発電
される。

しかしながら、このような構成では高圧タービンに供給
される蒸気は飽和蒸気であるため、その背気はなお湿り
度を有し、さらに第２の気水分離器で分離した蒸気も飽
和蒸気のため湿り度を有している。したがって低圧ター
ビン３ｂｊこはいずれＥこしろ湿り度の大きい蒸気が送
気されるので、低圧段における湿り損失が大きいという
欠点があった。

〔発明の目的〕

本発明は、前述のような点に鑑み地熱井から得られる飽
和蒸気湿り度を、極力少なくして蒸気タービンの低圧タ
ービンに供給できる地熱蒸気タービン設備を提供するこ
とを目的とする。

〔発明の要旨〕

上記の目的は１本発明によれば、第１の気水分に前記熱
交換器の低温側流路を介して送流される高圧タービンの
背気を、前記第２の気水分離器で前記熱水から分離され
た蒸気に混入して低圧タービンへ供給するようにｆＩＩ
４成することによって達成される。

〔発明の実施例〕

以下図面に基づいて本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明を適用した実施例の地熱蒸気タービン設
備の系統図である。なお第１図および後述する第２図に
おいて第３図の従来例の説明図と同一部品には同じ符号
を付している。第１図１こおいて地熱井１．第１の気水
分離器２．高圧タービン３ａと低圧タービン３ｂとから
なる蒸気タービン３、第２の気水分離器４．復水器５．
管路１１　、１２　。

１３　、１４等の構成ならびに作用は従来技術と同じな
ので説明を省略する。本実施例においては熱交換器８を
配設し、第１の気水分離器２と熱交換器８の高温側流路
８ａとを管路２ＣＢこより、また高温側流路８ａと第２
の気水分離器４とを管路１３に接続して管路２１により
接続している。また蒸気タービン３の高圧タービン３ａ
の排気口と熱交換器８０）低温側流路８ｂとを管路ｎに
より、また低温側流路８ｂと第２の気水分離器４とを管
路１４に合流する管路ｎにより接続している。

熱交換器８はヒートパイプを利用した液−気熱美 交換機であり、高温側流路８ａと低温側流路８ｂとは隔
壁８Ｃにて区切られている。　モして浦壁８Ｃを貫通し
て高温側流路８ａと低温側流路８ｂとにまたがって複数
のヒートパイプ８ｄが配設されている。ヒートパイプ８
ｄは周知のようをこ内部に封入された作動液が伝熱によ
り蒸発、凝縮して高温側と低温側との間を循環して熱交
換を行なうものである。なお蒸気や熱水等に曝されるヒ
ートパイプの材質は、これに耐えるもの、例えばステン
レスが使用されている。

このような構成により、前述のように第１の気介 水分離器２番こて分離された非凝縮性ガスを含む飽和蒸
気は蒸気タービン３の高圧タービン；（ａに送気され仕
事をした後、その背気は管路ｎを通って熱交換器８の低
温側流路８ｂｌこ流入する。そしてこの背気は熱交換機
８の高温側流路８ａを通流する第１の気水分離器２で分
離された高温の熱水と熱交換して加熱され管路乙を流れ
る。そして第２の気水分離器４で分離された蒸気と合流
して管路ス３ おを経て蒸気タービン３の低圧タービン３ｂに送気され
、その背気は復水器５にて真空まで膨張をしてタービン
に仕事をさせる。

なお、高温側θｉｆ、路８ａを通流する熱水は管路２１
を経て管路１３を流れる熱水と合流し第２の気水分離器
４にて蒸気と熱水とに分離される。

この結果、高圧タービン３ａから排出する湿り度のある
背気を熱交換器８により加熱して湿り度を低下させ、場
合により過熱蒸気となり、低圧タービン３ｂｊこ送気す
る第２の気水分離器からの飽和蒸気に混入することによ
り全体として湿り度を低下させて低圧タービン３ｂに送
気されるので、特に低圧段で生じていた太きい湿り損失
を低減し。

タービン効率を向上させている。

第２図は本発明の異なる実施例による地熱蒸気タービン
設備の系統図であり、図において高圧タービン３ａの背
気を第２の気水分離器４からの蒸気に混入し、その混合
蒸気を熱交換器８の低温側流路８ｂに管路２４を通して
通流させ、高温側流路８ａを通流する高温の熱水と熱交
換し、前述と同様に前記混合蒸気の湿り度を低下させて
湿り損失を低減し、タービン効率を向上させている。

なお本実施例では熱交換器としてヒートパイプ式のもの
について説明したが、管と管板とからなる熱交換器を使
用してもよい。また地熱蒸気タービンとしては一般に復
水タービンが使用されるので本実施例では復水タービン
について説明したが。

本発明はこれに限られるものでなく、混圧式の背圧ター
ビンにも適用してよい。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように５本発明によれば第１の
気水分離器で蒸気と分離された熱水を熱交換器の高温側
流路を通流させ、この熱交換器の低温側流路を通流して
前記熱水との熱交換により加熱された高圧タービンの背
気を、第２の気水分離器で熱水から分離される蒸気に混
入して低圧タービン１こ供給するようにしたことにより
、低圧タービンに送流される蒸気は湿り度が低減し、あ
るいは過熱蒸気になるので、低圧タービンにおける湿り
損失を低減させ、タービン効率を向上させるという効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例による地熱蒸気タービン設備の
系統図、第２図は本発明の異なる実施例による地熱蒸気
タービン設備の系統図、第３図は従来の地熱蒸気タービ
ン設備の系統図である。 ｌ：地熱井、２：第１の気水分離器、３：蒸気タービン
、３ａ：高圧タービン、３ｂ：低圧タービン、４：第２
の気水分離器、８：熱交換器、８ａ：高温側流路、８ｂ
＝低温側流路、８ｃ：隔壁、８ｄ：ヒートパイプ、２０
，２１，２２゜２３．２４：管路。 ３蔭、気タービン 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）地熱井から得られる不凝縮性ガスと蒸気と熱水とか
   らなる混合流体を高圧状態の第１の気水分離器に導いて
   分離した蒸気を蒸気タービンの高圧タービンに、また前
   記第１の気水分離器にて蒸気と分離された熱水を低圧状
   態の第２の気水分離器に導いて分離させた蒸気を前記蒸
   気タービンの低圧タービンに、それぞれ導いて動力を得
   るように構成された地熱蒸気タービン設備において、前
   記第１の気水分離器で蒸気と分離された熱水を熱交換器
   の高温側流路を経由して前記第２の気水分離器に導くと
   ともに前記熱交換機の低温側流路を介して送流される前
   記高圧タービンの背気を、前記第２の気水分離器で前記
   熱水から分離される蒸気に混入して前記低圧タービンへ
   供給するように構成したことを特徴とする地熱蒸気ター
   ビン設備。 ２）特許請求の範囲第１項記載の地熱蒸気タービン設備
   において、熱交換器は複数本のヒートパイプを並列に配
   設してあるケーシング内を隔壁で高温側流路と低温側流
   路とに画成してあることを特徴とする地熱蒸気タービン
   設備。