(57)【要約】【課題】より安全性の高い発電システムを提供する。【解決手段】有機媒体を作動流体としてランキンサイクルで発電を行う発電システムであって、熱源と作動流体とで熱交換を行い、作動流体を蒸気とする熱交換器と、熱交換器で加熱された蒸気が供給され、蒸気で回転される蒸気タービンと、蒸気タービンと連結した発電機と、蒸気タービンを通過した蒸気を冷却し、液体の作動流体とする復水器と、復水器から供給される作動流体を加圧し、熱交換器に送液する送液ポンプと、熱交換器、蒸気タービン、復水器及び送液ポンプを接続し、作動流体及び蒸気を流通させる循環経路と、循環経路に配置され、熱交換器に供給される作動流体の温度を低下させる温度低減部と、作動流体の漏洩を検知する漏洩検知部と、漏洩検知部で作動流体の漏洩を検知した場合、温度低減部を稼動させて、熱交換器に供給される作動流体の温度を低下させる制御装置と、を有する。【選択図】図１
2014190276.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機媒体を作動流体としてランキンサイクルで発電を行う発電システムであって、
熱源と前記作動流体とで熱交換を行い、前記作動流体を蒸気とする熱交換器と、
前記熱交換器で加熱された前記蒸気が供給され、前記蒸気で回転される蒸気タービンと、
前記蒸気タービンと連結した発電機と、
前記蒸気タービンを通過した前記蒸気を冷却し、液体の作動流体とする復水器と、
前記復水器から供給される前記作動流体を加圧し、前記熱交換器に送液する送液ポンプと、
前記熱交換器、前記蒸気タービン、前記復水器及び前記送液ポンプを接続し、前記作動流体及び前記蒸気を流通させる循環経路と、
前記循環経路に配置され、前記熱交換器に供給される前記作動流体の温度を低下させる温度低減部と、
前記作動流体の漏洩を検知する漏洩検知部と、
前記漏洩検知部で前記作動流体の漏洩を検知した場合、前記温度低減部を稼動させて、前記熱交換器に供給される前記作動流体の温度を低下させる制御装置と、を有することを特徴とする発電システム。
【請求項２】
前記温度低減部は、前記循環経路と接続された回収ラインと、前記回収ラインを開閉させる回収弁と、前記回収ラインに接続され、前記作動流体を貯留させる回収タンクと、を有し、前記回収弁を開いて、前記循環経路を流れる前記作動流体の少なくとも一部を、前記回収ラインを介して前記回収タンクに回収する作動流体回収機構であることを特徴とする請求項１に記載の発電システム。
【請求項３】
前記回収ラインは、前記循環経路の前記送液ポンプと前記熱交換器との間に接続されていることを特徴とする請求項２に記載の発電システム。
【請求項４】
前記循環経路に接続され、前記循環経路から前記熱交換器の前記作動流体が流れる経路に不活性ガスを供給するパージガス供給機構をさらに有することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の発電システム。
【請求項５】
前記制御装置は、メンテナンスを実行すると判定した場合、前記温度低減部を稼動させて、前記熱交換器に供給される前記作動流体の温度を低下させることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の発電システム。
【請求項６】
前記作動流体は、水よりも沸点の低い可燃性の媒体であることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の発電システム。
【請求項７】
前記作動流体は、沸点２５℃以上の化合物で構成される媒体であることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の発電システム。
【請求項８】
前記作動流体は、ペンタン、イソペンタン、ペンテン、ヘキサン、イソヘキサン、ヘキセン、メチルシクロブタン、メチルシクロペンタン、シクロペンタンおよびシクロヘキサンのいずれか１つまたは混合物であることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の発電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱源と作動流体との間で熱交換を行い、発電を行う発電システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
熱源と作動流体との間で熱交換を行い、熱源で作動流体を加熱することで作動流体を蒸気として、当該蒸気を蒸気タービンに導入して発電するバイナリーサイクル方式の発電システムがある。バイナリーサイクル方式では、作動流体をランキンサイクルで循環させている。
【０００３】
バイナリーサイクル方式を用いた発電システムは、熱源として、地球を利用した地熱や、産業廃熱、空調設備の廃熱等を利用することができ、地上で燃料を燃焼させることがないため、ＣＯ2排出量が極めて少なく、環境に優しい発電システムとなる。発電システムは、例えば、熱源として地熱を用いる場合、地熱流体を熱交換器に導き、熱交換器で地熱流体と作動流体との間で熱交換して熱だけを作動流体に回収して、地熱流体は全量地下へ還元する。発電システムは、地熱流体で加熱された作動流体の蒸気を、蒸気タービンに導入して発電する。
【０００４】
ここで、作動流体をランキンサイクルで循環させるバイナリーサイクル方式を用いた発電システムは、作動流体として、水以外の媒体（以下、本件では有機媒体ともいう。）を用いる場合がある。有機媒体には、流通経路から漏れると問題となる媒体もある。これに対して、特許文献１には、炭化水素蒸発器の上流に配置され、炭化水素蒸発器からの漏れが検出された後、炭化水素蒸発器の内容物を不活性ガスでパージするように構成された不活性ガス源を備える有機ランキンサイクルエネルギー回収システムが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−３１８６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載されているように、不活性ガスを炭化水素蒸発器、つまり熱交換器に供給することで、熱交換器を安全な状態とすることができるが、発電システムとして改善の余地がある。
【０００７】
本発明は、上記問題に鑑み、より安全性の高い発電システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決するための本発明は、有機媒体を作動流体としてランキンサイクルで発電を行う発電システムであって、熱源と前記作動流体とで熱交換を行い、前記作動流体を蒸気とする熱交換器と、前記熱交換器で加熱された前記蒸気が供給され、前記蒸気で回転される蒸気タービンと、前記蒸気タービンと連結した発電機と、前記蒸気タービンを通過した前記蒸気を冷却し、液体の作動流体とする復水器と、前記復水器から供給される前記作動流体を加圧し、前記熱交換器に送液する送液ポンプと、前記熱交換器、前記蒸気タービン、前記復水器及び前記送液ポンプを接続し、前記作動流体及び前記蒸気を流通させる循環経路と、前記循環経路に配置され、前記熱交換器に供給される前記作動流体の温度を低下させる温度低減部と、前記作動流体の漏洩を検知する漏洩検知部と、前記漏洩検知部で前記作動流体の漏洩を検知した場合、前記温度低減部を稼動させて、前記熱交換器に供給される前記作動流体の温度を低下させる制御装置と、を有することを特徴とする。
【０００９】
また、前記温度低減部は、前記循環経路と接続された回収ラインと、前記回収ラインを開閉させる回収弁と、前記回収ラインに接続され、前記作動流体を貯留させる回収タンクと、を有し、前記回収弁を開いて、前記循環経路を流れる前記作動流体の少なくとも一部を、前記回収ラインを介して前記回収タンクに回収する作動流体回収機構であることが好ましい。
【００１０】
また、前記回収ラインは、前記循環経路の前記送液ポンプと前記熱交換器との間に接続されていることが好ましい。
【００１１】
また、前記循環経路に接続され、前記循環経路から前記熱交換器の前記作動流体が流れる経路に不活性ガスを供給するパージガス供給機構をさらに有することが好ましい。
【００１２】
前記制御装置は、メンテナンスを実行すると判定した場合、前記温度低減部を稼動させて、前記熱交換器に供給される前記作動流体の温度を低下させることが好ましい。
【００１３】
また、前記作動流体は、水よりも沸点の低い可燃性の媒体であることが好ましい。
【００１４】
また、前記作動流体は、沸点２５℃以上の化合物で構成される媒体であることが好ましい。
【００１５】
また、前記作動流体は、ペンタン、イソペンタン、ペンテン、ヘキサン、イソヘキサン、ヘキセン、メチルシクロブタン、メチルシクロペンタン、シクロペンタンおよびシクロヘキサンのいずれか１つまたは混合物であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、安全性をより高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本発明の発電システムの一実施例に係る地熱発電システムを示す概略図である。
【図２】図２は、地熱発電システムの動作の一例を示すフローチャートである。
【図３】図３は、地熱発電システムの動作の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための実施例につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施例に記載した内容により限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、下記実施例で開示した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。
【実施例】
【００１９】
本発明の発電システムを地熱発電システムに適用した場合について、図面を参照して説明する。図１は、本発明の発電システムの一実施例に係る地熱発電システムを示す概略図である。本実施例に係る地熱発電システム１０は、地熱の熱源流体１８で作動流体（作動媒体）１９を加熱し、加熱した作動流体１９により蒸気タービン１３を回転駆動することで発電を行うバイナリー方式の地熱発電システムである。地熱発電システム１０は、作動流体１９に対して、加圧、吸熱、断熱膨張、放熱を繰り返すランキンサイクルで作動流体１９を循環させ、断熱膨張工程の蒸気で蒸気タービン１３を回転させる。
【００２０】
図１に示すように、本実施例に係る地熱発電システム１０は、熱交換器（蒸発器）１２と、蒸気タービン１３と、発電機１４と、復水器１５と、冷却塔１６と、制御装置３０と、漏洩検知部３２と、作動流体回収機構４０と、パージガス供給機構５０と、送液ポンプＰ１，Ｐ２を備えている。また、地熱発電システム１０は、熱源流体１８を流通させる熱源流体供給ラインＬ１１と、作動流体１９を流通させる循環経路１１と、を有する。
【００２１】
循環経路１１は、作動流体供給ラインＬ１２と作動流体蒸気供給ラインＬ１３とを含み、熱交換器１２と、蒸気タービン１３と、復水器１５と、送液ポンプＰ１の間を接続し、この順で循環させる。また、循環経路１１は、送液ポンプＰ１と熱交換器１２とも接続しており、作動流体１９を送液ポンプＰ１から熱交換器１２に供給する。作動流体供給ラインＬ１２は、作動流体１９の流路であり、復水器１５と送液ポンプＰ１と熱交換器１２とを接続している。送液ポンプＰ１は、作動流体１９を復水器１５側から熱交換器１２側に送る。また、作動流体供給ラインＬ１２の送液ポンプＰ１と熱交換器１２との間には、作動流体１９の流量を調節可能な調節弁Ｖ１２とが配設されている。作動流体蒸気供給ラインＬ１３は、作動流体１９の蒸気である作動流体蒸気２３の流路であり、熱交換器１２と蒸気タービン１３と復水器１５とを接続している。
【００２２】
熱源流体１８としては、例えば、地熱蒸気、地熱水、地熱ガスまたはこれらの２種以上を含むものなどが挙げられる。作動流体１９は、作動流体供給ラインＬ１２を通って熱交換器１２に供給され、熱交換器１２において熱源流体１８と熱交換され、加熱される。なお、熱源流体１８、作動流体１９の供給量は、熱源流体供給ラインＬ１１、作動流体供給ラインＬ１２に設けた調節弁Ｖ１１，Ｖ１２により調整される。
【００２３】
作動流体１９としては、水以外の媒体（有機媒体）を用いることができる。ここで、作動流体１９は、水よりも沸点が低い媒体を用いることが好ましく、水よりも沸点の低い可燃性の媒体を用いることがより好ましい。また、作動流体１９は、沸点２５℃以上の化合物で構成される媒体であることも好ましい。また、作動流体１９は、各種炭化水素、具体的には、メタノール（沸点６５℃）、エタノール（沸点７８℃）、プロパノール（沸点８２℃か９７℃）、ペンタン（沸点３６℃）、イソペンタン（沸点２８℃）、ペンテン（沸点３７℃）、ヘキサン（沸点６９℃）、イソヘキサン（沸点７０℃）、ヘキセン（沸点６３℃）、メチルシクロブタン（沸点３６℃）、メチルシクロペンタン（沸点７２℃）、シクロペンタン（沸点４９℃）およびシクロヘキサン（沸点８１℃）のいずれか１つまたは混合物を用いることがより好ましい。また、作動流体１９としては、不燃性の媒体を用いてもよく、この場合、フロン、アンモニア等のような低沸点媒体が例示される。上記媒体を用いることで、効率よく熱交換を行うことができ、作動流体を円滑に循環させることができる。
【００２４】
熱交換器１２は、生産井戸（生産井）２１から噴出される熱源流体１８により作動流体１９を加熱して作動流体１９を蒸発させて蒸気とするものである。生産井戸２１より噴出した熱源流体１８は、熱源流体供給ラインＬ１１を通って熱交換器１２に通流され、熱交換器１２で作動流体１９と熱交換して作動流体１９を加熱した後、還元井戸（還元井）２２に戻される。また、熱交換器１２には、上述したように循環経路１１が接続されており、作動流体１９が供給される。
【００２５】
熱交換器１２は、熱源流体１８と作動流体１９とを熱交換できるものであればよく、例えば、外郭（シェル）内部の蒸発室を直列に貫通して熱源流体１８が通流するチューブを配管したシェル・アンド・チューブ型などが用いられる。
【００２６】
熱交換器（蒸発器）１２は、熱源流体１８と作動流体１９との間で熱交換を行い、熱源流体１８で作動流体１９を加熱する。作動流体１９は、熱交換器１２で熱源流体１８と熱交換し、加熱されることで蒸発（気化）し、高温の作動流体１９の蒸気（作動流体蒸気）２３となる。
【００２７】
蒸気タービン１３は、熱交換器１２で作動流体１９が加熱されることにより蒸気になった作動流体蒸気２３の圧力より回転力を得て、タービン軸２６が回転駆動する。発電機１４は、タービン軸２６に連結されており、タービン軸２６から回転力を得て駆動回転することにより、発電する。
【００２８】
復水器１５は、蒸気タービン１３の駆動源に用いられて蒸気タービン１３から排出された作動流体蒸気２３を冷却して復水２９にする。復水器１５には、冷却水２８が流れる冷却媒体供給ラインＬ１４と冷却媒体回収ラインＬ１５とを介して冷却塔１６が接続されている。復水器１５は、冷却水２８と作動流体蒸気２３との間で熱交換を行い、作動流体蒸気２３を冷却する。
【００２９】
具体的には、復水器１５は、冷却媒体供給ラインＬ１４を介して冷却塔１６から供給される冷却水２８によって作動流体蒸気２３を冷却することが可能になっており、冷却媒体供給ラインＬ１４上には、冷却水２８を冷却塔１６から復水器１５に供給する送液ポンプＰ２が配設されている。
【００３０】
また、復水器１５と冷却塔１６との間には、復水器１５での作動流体蒸気２３の冷却後の冷却水２８が流れる冷却媒体回収ラインＬ１５が配設されている。冷却塔１６は、冷却媒体回収ラインＬ１５で復水器１５から排出された冷却水２８を回収する。冷却塔１６は、ファン等の放熱機構を備えており、回収した冷却水２８を放熱機構で冷却し、冷却媒体供給ラインＬ１４を介して、復水器１５に供給する。
【００３１】
制御装置３０は、地熱発電システム１０の各部から情報を取得して処理し、各部の動作を制御する。制御装置３０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）等を有する処理部や、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）等の記憶部等を備えた公知の構成である。
【００３２】
漏洩検知部３２は、循環経路１１の外部に配置され、循環経路１１の近傍で作動流体１９の漏洩を検知する。本実施形態の漏洩検知部３２は、蒸気タービン１３の車室とタービン軸２６との間の近傍に取り付けられている。なお、漏洩検知部３２は、蒸気タービン１３の車室の連結部（上側の車室と下側の車室の連結部）に配置してもよい。また、循環経路１１の近傍であればよく、蒸気タービン１３の近傍以外に設けてもよい。また、漏洩検知部３２は、循環経路１１の複数箇所に設けてもよい。
【００３３】
漏洩検知部３２は、作動流体１９を検知するセンサであり、作動流体１９を検知することにより、循環経路１１から作動流体１９が漏洩しているかを検知する。ここで、地熱発電システム１０は、作動流体１９に被検知物質を添加し、漏洩検知部３２で被検知物質を検知するようにしてもよい。なお、漏洩検知部３２は、漏洩を検出することができればよく、検知対象の作動流体（または被検知物質）１９の有無を検出してもよいし、濃度を検出してもよいし、量を検出してもよい。漏洩検知部３２は、作動流体（または被検知物質）１９が大気中にある物質の場合、濃度や量を検出し、その変動によって漏洩を検出することが好ましい。
【００３４】
漏洩検知部３２は、地熱発電システム１０の各部を制御する制御装置３０に接続されており、漏洩検知部３２は、作動流体１９の漏洩を検知した信号を、制御装置３０に伝達する。地熱発電システム１０は、漏洩検知部３２で漏洩の有無を判定しても、制御装置３０で漏洩の有無を判定してもよい。
【００３５】
作動流体回収機構４０は、作動流体１９を回収する機構であり、循環経路１１に接続されている。作動流体回収機構４０は、回収タンク４１と、回収ライン４２と、回収弁４４と、を有する。回収タンク４１は、作動流体１９を貯留するタンクである。回収ライン４２は、作動流体供給ラインＬ１２と、回収タンク４１とを繋げる配管である。回収ライン４２は、作動流体供給ラインＬ１２の送液ポンプＰ１と調節弁Ｖ１２との間に接続されている。回収弁４４は、回収ライン４２に設けられており、回収ライン４２の流路を開閉させる弁である。作動流体回収機構４０は、回収弁４４を閉じることで、回収ライン４２及び回収タンク４１に作動流体１９が流れない状態となる。作動流体回収機構４０は、回収弁４４を開くことで、作動流体供給ラインＬ１２から回収ライン４２及び回収タンク４１に作動流体１９が流れる状態となる。作動流体回収機構４０は、制御装置３０により動作が制御される。
【００３６】
パージガス供給機構５０は、不活性ガスであるパージガスを供給してパージガスを循環経路１１内に流入させる機構であり、循環経路１１に接続されている。パージガス供給機構５０は、パージガス貯蔵タンク５２と、パージガスライン５４と、パージガス弁５６と、を有する。パージガス貯蔵タンク５２は、パージガスである不活性ガスを貯留するタンクである。不活性ガスとしては、窒素、アルゴン等を用いることができる。なお、不活性ガスに換えて、不燃性のガスをパージガスとして用いてもよい。パージガスライン５４は、作動流体供給ラインＬ１２と、パージガス貯蔵タンク５２とを繋げる配管である。パージガスライン５４は、作動流体供給ラインＬ１２の調節弁Ｖ１２と熱交換器１２との間に接続されている。パージガス弁５６は、パージガスライン５４に設けられており、パージガスライン５４の流路を開閉させる弁である。パージガス供給機構５０は、パージガス弁５６を閉じることで、パージガスライン５４及びパージガス貯蔵タンク５２から作動流体供給ラインＬ１２に向けてパージガスが流れない状態となる。パージガス供給機構５０は、パージガス弁５６を開くことで、パージガスライン５４及びパージガス貯蔵タンク５２から作動流体供給ラインＬ１２に向けてパージガスが流れる状態となる。パージガス供給機構５０は、制御装置３０により動作が制御される。
【００３７】
次に、地熱発電システム１０の動作について説明する。地熱発電システム１０は、発電を行う場合、送液ポンプＰ１を駆動することにより、作動流体供給ラインＬ１２内の作動流体１９を、復水器１５から熱交換器１２に圧送する。これにより、復水器１５の作動流体１９は、加圧されて熱交換器１２に供給される。また、地熱発電システム１０は、作動流体供給ラインＬ１２に設けた調節弁Ｖ１２の開度や送液ポンプＰ１の駆動を調整することで、熱交換器１２への作動流体１９の供給量や供給時の圧力を調整することができる。
【００３８】
地熱発電システム１０は、熱交換器１２に供給された作動流体１９と、生産井戸２１より噴出して熱源流体供給ラインＬ１１を通って熱交換器１２に通流する熱源流体１８との間で熱交換を行う。これにより、作動流体１９は加熱され、高温の作動流体蒸気２３になる。また、熱交換器１２で作動流体１９と熱交換した熱源流体１８は、熱源流体供給ラインＬ１１を通り、還元井戸２２に流入する。また、地熱発電システム１０は、熱源流体供給ラインＬ１１に設けた調節弁Ｖ１１を調整することで、熱源流体供給ラインＬ１１を流れる熱源流体１８の流量を調整することができる。これにより、熱交換器１２で交換する熱量、つまり、作動流体１９の加熱量を調整することができる。
【００３９】
熱交換器１２で高温の蒸気になった作動流体蒸気２３は、作動流体蒸気供給ラインＬ１３を通って蒸気タービン１３に供給される。蒸気タービン１３では、作動流体蒸気２３の圧力によりタービン軸２６が回転駆動し、この回転駆動によって発電機１４が駆動回転することにより、発電機１４で発電が行われる。
【００４０】
蒸気タービン１３の駆動源に用いられた作動流体蒸気２３は、作動流体供給ラインＬ１２を通って、復水器１５に供給される。また、復水器１５には、冷却塔１６で冷却された冷却水２８が、送液ポンプＰ２で圧送されることにより冷却媒体供給ラインＬ１４を通って供給される。
【００４１】
復水器１５は、作動流体蒸気２３と冷却水２８とで熱交換を行い、作動流体蒸気２３を冷却して凝縮させることにより、復水２９にする。復水２９は、復水器１５から作動流体供給ラインＬ１２に流れ、送液ポンプＰ１によって再び熱交換器１２に供給される。循環経路１１では、これらのように作動流体１９に対して膨張と凝縮とを繰り返し行わせながら、作動流体１９を循環させる。地熱発電システム１０は、以上のように各部を動作し作動流体１９を循環させ、熱源流体１８の熱を作動流体１９で回収し、当該回収した熱エネルギで蒸気タービン１３を回転させて、発電を行う。
【００４２】
次に、地熱発電システム１０は、作動流体１９が循環経路１１を循環している間は、漏洩検知部３２によって、循環経路１１からの作動流体１９の漏洩を継続的に検知する。具体的には、地熱発電システム１０は、漏洩検知部３２によって被検知物質を検知する。漏洩検知部３２は、検出した結果を電気信号により制御装置３０に伝達する。制御装置３０は、作動流体１９の漏洩の有無に応じて、作動流体回収機構４０の回収弁４４やパージガス供給機構５０のパージガス弁５６の開閉制御を行う。制御装置３０は、作動流体１９の漏洩がない通常時、回収弁４４とパージガス弁５６を、共に閉じている。
【００４３】
次に、本実施形態に係る地熱発電システム１０で漏洩時制御を行う場合における処理手順の概略について説明する。図２は、地熱発電システムの動作の一例を示すフローチャートである。図２に示す動作は、制御装置３０が各部の検出結果に基づいて処理を実行することで実現することができる。
【００４４】
制御装置３０は、漏洩検知部３２での検知結果に基づいて、作動流体１９の漏洩があるかを判定する（ステップＳ１２）。つまり、制御装置３０は、循環経路１１の外部に配設される漏洩検知部３２が、漏洩を検知したか否かに基づいて、作動流体１９の漏洩があるか否かを判定する。制御装置３０は、作動流体１９の漏洩がないと判定した場合（ステップＳ１２でＮｏ）、作動流体１９の漏洩があるか判定を再び行う（ステップＳ１２）。
【００４５】
次に、制御装置３０は、作動流体１９の漏洩があると判定した場合（ステップＳ１２でＹｅｓ）、回収弁４４を開く（ステップＳ１４）。地熱発電システム１０は、回収弁４４を開くことで、作動流体供給ラインＬ１２を通って送液ポンプＰ１から熱交換器１２に向けて供給される作動流体１９のうち、少なくとも一部の作動流体１９を回収タンク４１に流入させる。これにより、循環経路１１を循環する作動流体１９の量を減少させ、循環経路１１内の圧力を低減させる。また、圧力が低減することで作動流体１９の温度も低減される。また、熱交換器１２の上流側の作動流体１９を回収することで、液体の作動流体１９を回収タンク４１に回収することができる。これにより、作動流体１９を円滑に回収することができる。
【００４６】
次に、制御装置３０は、パージガス弁５６を開き（ステップＳ１６）、本処理を終了する。地熱発電システム１０は、パージガス弁５６を開くことで、パージガス貯蔵タンク５２のパージガスが作動流体供給ラインＬ１２に流入する。循環経路１１にパージガスを供給することで、循環経路１１に充填される気体内及び循環経路１１から外に漏洩する気体を不活性なガスとすることができる。これにより、外部に悪影響を与えることを抑制することができる。また、作動流体１９に可燃性化合物が用いられた場合でも、可燃性化合物が多く漏洩することを抑制できる。
【００４７】
地熱発電システム１０は、作動流体１９の漏洩を漏洩検知部３２で検知し、作動流体１９が漏洩した場合、作動流体回収機構４０とパージガス供給機構５０とを作動させることにより、地熱発電システム１０を安全に稼動させることができる。地熱発電システム１０は、作動流体回収機構４０で作動流体１９を回収することで、循環経路１１内をより迅速に低温、低圧化することができる。これにより、循環経路１１と外との差圧を低減できるため、循環経路１１内の作動流体１９が漏洩している部分から漏洩する量を減らすことができる。
【００４８】
また、本実施形態の地熱発電システム１０は、熱交換器１２の上流側で作動流体１９を回収することで、液体で回収することができるため、より多くの量の作動流体１９を迅速に回収することができる。また、加圧する送液ポンプＰ１を回収ライン４２と作動流体供給ラインＬ１２との連結部よりも上流に設けることで、送液ポンプＰ１を作動流体回収機構４０の送液手段として用いることができ、作動流体１９を回収タンク４１に流入させやすくすることができる。
【００４９】
また、地熱発電システム１０は、作動流体１９を回収タンク４１に回収することで、回収した作動流体１９を再利用することもできる。
【００５０】
地熱発電システム１０は、さらに作動流体１９として、可燃性の媒体を用いる場合、外部への漏洩を迅速に抑制できることで、作動流体１９が燃焼される恐れを低減することができる。また、作動流体１９を外部に排出せずに回収タンク４１に貯留させることで、循環経路１１を安全な状態に移行させつつ、回収時に作動流体１９が燃焼される恐れを低減することができる。
【００５１】
また、地熱発電システム１０は、作動流体１９の漏洩時以外でも、作動流体回収機構４０で作動流体１９を回収してもよい。例えば、地熱発電システム１０は、メンテナンス時に作動流体回収機構４０で作動流体１９を回収してもよい。
【００５２】
図３は、地熱発電システムの動作の一例を示すフローチャートである。制御装置３０は、メンテナンスを実行するかを判定する（ステップＳ２２）。制御装置３０は、オペレータからの入力や、設定された条件に基づいて、メンテナンスを実行するかを判定する。制御装置３０は、メンテナンスを実行しないと判定した場合（ステップＳ２２でＮｏ）、メンテナンスを実行するかの判定を再び行う（ステップＳ２２）。
【００５３】
次に、制御装置３０は、メンテナンスを実行すると判定した場合（ステップＳ２２でＹｅｓ）、回収弁４４を開く（ステップＳ２４）。地熱発電システム１０は、回収弁４４を開くことで、作動流体供給ラインＬ１２を通って送液ポンプＰ１から熱交換器１２に向けて供給される作動流体１９のうち、少なくとも一部の作動流体１９を回収タンク４１に流入させる。
【００５４】
次に、制御装置３０は、パージガス弁５６を開き（ステップＳ２６）、本処理を終了する。地熱発電システム１０は、パージガス弁５６を開くことで、パージガス貯蔵タンク５２のパージガスを作動流体供給ラインＬ１２に流入させる。
【００５５】
地熱発電システム１０は、このように、メンテナンス時も作動流体１９を作動流体回収機構４０に回収することで、迅速かつ安全に循環経路１１内に作動流体１９が充填されていない状態とすることができる。また、地熱発電システム１０は、作動流体回収機構４０の作動流体１９を循環経路１１内に再び充填することで、回収した作動流体１９を有効活用することができる。
【００５６】
ここで、本実施形態の地熱発電システム１０は、パージガス供給機構５０を設けたが、パージガス供給機構５０を備えていなくてもよい。
【００５７】
本発明を地熱発電システムに適用した実施例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、作動流体を用いて熱源から熱を回収し、ランキンサイクルを用いて、作動流体を循環させ、作動流体の蒸気でタービンを回転させ、発電を行う各種システムに用いることができる。つまり、作動流体を加熱する熱源として、種々の機構の熱を用いることができる。熱源としては、例えば、舶用機械から生じる熱、工場の廃熱、ガスタービンの廃熱、太陽熱、産業廃棄物の燃焼により生ずる熱等を用いることができる。つまり、発電システムは、舶用機械から生じる熱、工場の廃熱、ガスタービンの廃熱、太陽熱、産業廃棄物の燃焼により生ずる熱、から発電を行うことができる。また、発電システムは、海洋温度差発電システムとすることもできる。この場合、熱源は、海洋表層の温水となる。また、冷却塔に換えて、深海の冷水による冷却機構を用いる。
【符号の説明】
【００５８】
１０  地熱発電システム
１１  循環経路
１２  熱交換器
１３  蒸気タービン
１４  発電機
１５  復水器
１６  冷却塔
１８  熱源流体
１９  作動流体
２１  生産井戸（生産井）
２２  還元井戸（還元井）
２３  作動流体の蒸気（作動流体蒸気）
２６  タービン軸
２８  冷却水
２９  復水
３０  制御装置
３２  漏洩検知部
４０  作動流体回収機構
４１  回収タンク
４２  回収ライン
４４  回収弁
５０  パージガス供給機構
５２  パージガス貯蔵タンク
５４  パージガスライン
５６  パージガス弁
Ｌ１１  熱源流体供給ライン
Ｌ１２  作動流体供給ライン
Ｌ１３  作動流体蒸気供給ライン
Ｌ１４  冷却媒体供給ライン
Ｌ１５  冷却媒体回収ライン
Ｐ１，Ｐ２  送液ポンプ
【図１】
2014190276.tif 000003
【図２】
2014190276.tif 000004
【図３】
2014190276.tif 000005