(57)【要約】【課題】ＲＰＳ法に適合し得る有効適切な地熱発電システムを実現する。【解決手段】生産井１からの蒸気および熱水をセパレータ３において蒸気と熱水に分離し、分離した蒸気によってタービン４を駆動して発電を行い、発電後の蒸気を冷却して復水してセパレータにおいて分離した熱水とともに還元井２から地下に還元する地熱発電システムであって、タービン通過後の蒸気の復水を密閉式復水器２０において冷却水コイル２１により間接冷却することにより行い、その復水の全量を地下に還元する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
生産井からの蒸気および熱水をセパレータにおいて蒸気と熱水に分離し、分離した蒸気によってタービンを駆動して発電を行い、発電後の蒸気を冷却して復水して前記セパレータにおいて分離した熱水とともに還元井から地下に還元する地熱発電システムであって、
タービン通過後の蒸気の復水を密閉式復水器において冷却水コイルにより間接冷却することにより行い、その復水の全量を地下に還元することを特徴とする地熱発電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は化石燃料に代わる新エネルギーとして地熱を利用して発電を行う地熱発電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
最も基本的かつ一般的な地熱発電システムの概要を図２に示す。これは生産井１から取り出した熱水と蒸気とをセパレータ３により分離し、分離した蒸気によりタービン４を駆動して発電機５により発電を行い、発電後の蒸気を復水器６において冷却水により冷却して復水し、セパレータ３からの熱水とともに還元井２から地中に還元するものである。
【０００３】
また、発電機を低沸点の熱媒体（アンモニアやイソブタン等）によって駆動するともにその加熱源として地熱エネルギーを利用するいわゆるバイナリー発電方式による地熱発電システムも実用化されており、その一例を図３に示す。
これは、低沸点の熱媒体（図３ではアンモニア）を蒸発器８において地熱蒸気により加熱して蒸気化し、その熱媒蒸気によってタービン４を駆動して発電を行い、発電後の熱媒蒸気を復水器６において冷却塔７からの冷却水により復水（図３に示す例ではアンモニア蒸気からアンモニア水への復水）し、復水した熱媒体を循環ポンプ９により循環させるとともに、蒸発器８の前段のプレヒーター１０で熱水により予熱するようにしたものである。
【０００４】
さらに、特許文献１には地熱発電システムと水素製造システムとを有機的に組み合わせた地熱発電・水素製造システムについての提案がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−３３７０６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、図２に示す従来一般の地熱発電システムでは、地熱蒸気により直接的にタービン４を駆動し、駆動後の蒸気を復水器６において冷却水により直接冷却して復水するようにしていることから、復水の際に地熱蒸気の一部が大気中に放散されてしまうことが不可避である。
そのため、このシステムでは生産井１から採取した地熱蒸気の一部が無駄に消費されてしまってその全てを還元井２から地下に還元することは不可能であり、そのためこのシステムはいわゆるＲＰＳ法（電気事業者による新エネルギー等の利用に関する特別措置法）に対応した発電システムとは認められないものである。
【０００７】
また、特許文献１に示されている地熱発電・水素製造システムも、地熱発電システム自体は上記の一般的なシステムと同様のものであるので地熱蒸気の一部が復水の際に放散されてしまうものであるし、熱水の一部を電気分解により消費するものであるから、当然に地熱蒸気および熱水１００％還元することは不可能であってＲＰＳ法に適合し得るものではない。
【０００８】
一方、図３に示すバイナリー発電方式による地熱発電システムは、地熱蒸気と熱水により熱媒体を間接的に加熱するだけでその全てを還元することが可能であり、したがってこれはＲＰＳ法に対応し得るものであってその点では極めて有効なものである。
しかし、このようなバイナリー発電方式による地熱発電システムは、地熱蒸気を直接的に利用する場合に比べてシステム全体がかなり複雑化し、必然的に高コストとなるので広く普及するに至っていない。
また、この種のバイナリー発電方式では、低沸点の熱媒体としてアンモニアやイソブタン等を使用するのであるが、アンモニアは万一の漏洩の際には異臭を放つのでその取り扱いには万全を期する必要があるし、イソブタンは発火性が強い危険物であるので消防法等の規制を受けるものでもあり、そのような熱媒体を使用せざるを得ないことからしてもこのようなバイナリー発電方式は必ずしも有効であるとはいえないものである。
【０００９】
上記事情に鑑み、本発明の目的は、低沸点の熱媒体を使用するバイナリー発電方式によらずともＲＰＳ法に適合し得る有効適切な地熱発電システムを実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、生産井からの蒸気および熱水をセパレータにおいて蒸気と熱水に分離し、分離した蒸気によってタービンを駆動して発電を行い、発電後の蒸気を冷却して復水して前記セパレータにおいて分離した熱水とともに還元井から地下に還元する地熱発電システムであって、タービン通過後の蒸気の復水を密閉式復水器において冷却水コイルにより間接冷却することにより行い、その復水の全量を地下に還元することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の地熱発電システムでは、地熱蒸気によりタービンを直接駆動するので、従来のバイナリー発電方式のように低沸点の熱媒体を使用する必要がないばかりでなく、タービン駆動後の地熱蒸気を密閉式復水器において冷却水コイルにより間接的に冷却するので，従来のように地熱蒸気の一部が復水に際して大気中に放散してしまうことがなく、したがってその全てを地下に還元することが可能であってＲＰＳ法に適合し得る地熱発電システムとすることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態である地熱発電システムの概要を示す系統図である。
【図２】従来一般の地熱発電システムの概要を示す系統図である。
【図３】従来のバイナリー発電方式の地熱発電システムの概要を示す系統図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１は本発明の実施形態である地熱発電システムの概要を示す系統図である。
本実施形態のシステムでは、生産井１からの蒸気および熱水をセパレータ３により蒸気と熱水とに分離し、分離した熱水をシールピット１５に戻して還元井２から地下に還元するとともに、セパレータ３において分離した蒸気によりタービン４を駆動して減速機１６を介して発電機５により発電を行い、発電後の蒸気を復水して熱水とともにシールピット１５から還元井２を通して地下に還元することを基本とするものである。
【００１４】
以上の基本的なサイクルは基本的には図２に示した従来一般のシステムと同様であるが、本実施形態ではタービン駆動後の蒸気の復水を密閉式復水器２０において冷却水コイル２１により間接的に冷却することで行うこととしている。
すなわち、本実施形態における密閉式復水器２０は、冷却塔７により冷却されつつ冷却水ポンプ２２により強制循環される冷却水が供給される冷却水コイル２１を内蔵しており、その冷却水コイル２１によって蒸気を間接的に冷却して復水させるとともに、蒸気との熱交換により昇温した冷却水を冷却塔７により大気との熱交換により冷却して循環使用するように構成されている。
なお、密閉式復水器２０からは不凝縮性ガスを真空ポンプ２３により抽気し、また冷却塔７では冷却水の大気中への飛沫損失も生じるが、そのような不凝縮性ガスの抽気や冷却水の飛沫損失は地熱蒸気や熱水それ自体を無駄に放散するものではない。
【００１５】
本実施形態のシステムでは、密閉式復水器２０において冷却水コイル２１による間接的な冷却によって蒸気の全てを復水させ、その全量を復水ポンプ１７によってシールピット１５に送って熱水とともに還元井２から地下に還元させるものであり、したがって生産井１からの蒸気と熱水の全量を還元することが可能であるから、図３に示したバイナリー発電方式による地熱発電システムと同様にＲＰＳ法に充分に適合し得るものである。
そして、本実施形態のシステムは地熱蒸気によりタービン４を直接駆動するものであって、その構成は実質的に図２に示した従来一般のシステムにおける復水器６を密閉式復水器２０に変更したものであり、したがって図３に示したバイナリー発電方式の地熱発電システムに比べてシステム全体を遙かに簡便かつ安価に構成できるし、当然に低沸点の熱媒体を使用するような必要もないから取り扱いや安全性の点でも有利である。
そのような観点では、本発明のシステムは図２に示した従来一般の地熱発電システムと図３に示した従来のバイナリー発電方式による地熱発電システムとを有機的に組み合わせることによってそれら双方のシステムの利点を併せ持つものであり、ＲＰＳ法に適合し得る極めて有効なシステムを実現し得るものである。
【符号の説明】
【００１６】
１  生産井
２  還元井
３  セパレータ
４  タービン
５  発電機
７  冷却塔
１５  シールピット
１６  減速機
１７  復水ポンプ
２０  密閉式復水器
２１  冷却水コイル
２２  冷却水ポンプ
２３  真空ポンプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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