Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JPH0526953B2 - - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JPH0526953B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0526953B2
JPH0526953B2 JP60101762A JP10176285A JPH0526953B2 JP H0526953 B2 JPH0526953 B2 JP H0526953B2 JP 60101762 A JP60101762 A JP 60101762A JP 10176285 A JP10176285 A JP 10176285A JP H0526953 B2 JPH0526953 B2 JP H0526953B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
geothermal
hot water
temperature
power generation
water
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP60101762A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS61261679A (en
Inventor
Tsutomu Morie
Kazuo Kondo
Taisuke Fujise
Tsutomu Kiuchi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shimizu Construction Co Ltd
Original Assignee
Shimizu Construction Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shimizu Construction Co Ltd filed Critical Shimizu Construction Co Ltd
Priority to JP60101762A priority Critical patent/JPS61261679A/en
Priority to CA000506235A priority patent/CA1273496A/en
Publication of JPS61261679A publication Critical patent/JPS61261679A/en
Publication of JPH0526953B2 publication Critical patent/JPH0526953B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/10Geothermal energy

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、地熱流体をその有する熱エネルギー
に応じて順次複数の熱エネルギー活用設備に導
き、各熱エネルギー活用設備を稼働して統合的な
地熱の有効活用を可能にした地熱活用システムに
関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention sequentially guides geothermal fluid to a plurality of thermal energy utilization facilities according to the thermal energy it has, operates each thermal energy utilization facility, and performs an integrated system. This relates to a geothermal utilization system that makes effective use of geothermal energy possible.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

地熱エネルギーは、自然エネルギーであつてそ
の資源量も太陽熱や風力などと比べてかなり多量
にあり、国産で且つ枯渇しない新エネルギーとし
て、その有効な活用が非常に期待されているエネ
ルギーの1つである。この地熱エネルギーの利用
といえば、現在は殆どが発電であるといつてもよ
い。これまでに稼働を開始した地熱発電所もいく
つかあるが、主として用いられている地熱流体
は、物理的に良質な150℃以上の湿分が殆どない
所謂乾き蒸気である。また、僅かではあるが、地
熱流体の温度や酸性度などの化学的性質によつて
は、農業、暖房・融雪その他の多目的利用もなさ
れている。従来、地熱流体の熱エネルギーをどの
ような場合に発電に用いるか、どのような場合に
発電以外に用いるかは、地熱流体の地下貯留層に
おける温度により分類している。
Geothermal energy is a natural energy source, and the amount of its resources is quite large compared to solar heat, wind power, etc., and as a new energy that is produced domestically and will not run out, it is one of the energies that is highly expected to be used effectively. be. Currently, most of the uses of geothermal energy are for power generation. Although several geothermal power plants have started operation so far, the geothermal fluid that is mainly used is dry steam, which is physically of good quality and has a temperature of 150°C or higher and has almost no moisture. In addition, depending on the chemical properties such as temperature and acidity of geothermal fluids, geothermal fluids can be used for various purposes such as agriculture, heating, snow melting, etc., although only to a small extent. Conventionally, when the thermal energy of a geothermal fluid is used for power generation and when it is used for purposes other than power generation is classified based on the temperature of the geothermal fluid in an underground reservoir.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

地熱流体は、石油のように地中に層状をなして
貯蔵されているとは限らず、多孔質の地質或いは
多くの岩石の割れ目などにたまつている場合など
も多い。地熱のエネルギーとしての埋蔵量は、こ
の貯留層にある流体の温度とその保有する熱エネ
ルギー量によつて表され、流体が蒸気か熱水かに
よつて利用方法が決められる。一方、乾き蒸気の
ような物理的に良質な蒸気が得られる資源量は、
地熱資源全体の約10%と考えられている。また、
地熱生産井より毎時流出する地熱流体の流量すな
わち生産量は、井戸毎に著しく異なり、且つ地熱
流体の単位重量が有する熱エネルギーは、単位重
量中に含まれる蒸気の重量によつて変化する。
Geothermal fluids are not necessarily stored underground in layers like oil, but are often accumulated in porous geological formations or in the cracks of many rocks. Geothermal energy reserves are expressed by the temperature of the fluid in this reservoir and the amount of thermal energy it holds, and how it is used is determined by whether the fluid is steam or hot water. On the other hand, the amount of resources from which physically high-quality steam such as dry steam can be obtained is
It is thought to account for approximately 10% of all geothermal resources. Also,
The flow rate, that is, the production volume, of geothermal fluid flowing out of a geothermal production well every hour varies significantly from well to well, and the thermal energy contained in a unit weight of geothermal fluid varies depending on the weight of steam contained in the unit weight.

上述の如く、地熱流体を利用するにもその利用
方法、得られる地熱流体の内容によつて種々の制
約があつて、その整合性をとることが難しい。す
なわち、例えば発電に利用するために貯留層を探
索しても、見つかつた貯留層にはその利用方法に
合うものがなかつた場合、それらの貯留層は利用
されない。従つて、利用目的に合つた地熱流体が
生産される生産井のみを確保し、それ以外の生産
井は潰してしまうケースも多い。
As mentioned above, there are various restrictions when using geothermal fluids depending on the usage method and the content of the obtained geothermal fluid, and it is difficult to ensure consistency. That is, even if a search is made for a reservoir layer for use in power generation, for example, if the found reservoir layer does not fit the usage method, then those reservoir layers will not be used. Therefore, there are many cases in which only the production wells that produce geothermal fluid suitable for the purpose of use are secured, and other production wells are destroyed.

本発明は、上記の考察に基づくものであつて、
あらゆる生産井から抽出される地熱流体を利用し
地熱流体の有する熱エネルギーをその内容に応じ
て総合的に活用し、高い利用効率を得ることがで
きる地熱活用システムの提供を目的とするもので
ある。
The present invention is based on the above considerations, and includes:
The objective is to provide a geothermal utilization system that can obtain high utilization efficiency by utilizing geothermal fluid extracted from all production wells and comprehensively utilizing the thermal energy possessed by the geothermal fluid according to its content. .

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

そのために本発明の活用システムは、地熱生産
井から生産される地熱流体の熱エネルギーを活用
する地熱活用システムであつて、高温の地熱流体
を使つて直接発電する地熱直接発電設備、二酸化
炭素を熱媒体として使い中温の地熱流体と熱交換
して発電する間接発電設備、中温の地熱流体を熱
源として吸収冷凍法により水を冷却する冷凍設
備、及び温泉その他の温水利用設備を備え、地熱
生産井から生産される地熱流体を温度に応じて上
記いずれかの設備に供給して熱エネルギーを活用
し、さらに活用後の地熱流体を順次低温側の設備
に供給して温水利用設備に至るまで熱エネルギー
を活用するように接続したことを特徴とするもの
である。
To this end, the utilization system of the present invention is a geothermal utilization system that utilizes the thermal energy of geothermal fluid produced from geothermal production wells, including geothermal direct power generation equipment that directly generates electricity using high-temperature geothermal fluid, and Equipped with indirect power generation equipment that exchanges heat with medium-temperature geothermal fluid as a medium to generate electricity, refrigeration equipment that cools water by absorption freezing using medium-temperature geothermal fluid as a heat source, and hot spring and other hot water utilization equipment. The geothermal fluid produced is supplied to one of the above facilities according to its temperature to utilize thermal energy, and the utilized geothermal fluid is then sequentially supplied to equipment on the low temperature side to utilize thermal energy up to hot water utilization equipment. It is characterized by being connected in such a way that it can be used effectively.

〔作用〕[Effect]

本発明の地熱活用システムでは、高い熱エネル
ギーを持つ地熱流体を使つてまず地熱直接発電設
備により発電し、この利用により地熱流体が中温
になると、低温媒体を使つて発電する間接発電設
備により発電し、さらに冷凍設備により冷却・冷
房に使用される水を冷却する。そして低温の温水
となつたところで、この温水を温泉その他暖房な
どに利用する。従つて生産井から抽出された地熱
流体は、温水として利用されるまでの過程で発電
及び冷凍など数回にわたつて利用され、熱エネル
ギーが無駄に放出されることなく効率的に回収利
用される。
In the geothermal utilization system of the present invention, geothermal fluid with high thermal energy is used to first generate electricity using geothermal direct power generation equipment, and when the temperature of the geothermal fluid reaches a medium temperature, power is generated using indirect power generation equipment that uses a low-temperature medium. , and the water used for cooling and cooling is further cooled by refrigeration equipment. Once the water has reached a low temperature, this hot water is used for hot springs, heating, etc. Therefore, geothermal fluid extracted from production wells is used several times in the process, including power generation and refrigeration, before being used as hot water, and thermal energy is efficiently recovered and used without being wasted. .

〔実施例〕〔Example〕

以下、実施例を図面を参照しつつ説明する。 Examples will be described below with reference to the drawings.

第1図は本発明に係る地熱活用システムの1実
施例を説明するための図であり、11と16は熱
水エネルギー統合部、12は直接発電設備、13
は間接発電設備、14は冷凍設備、15は温水利
用設備を示す。熱水エネルギー統合部11と16
は、複数の地熱生産井から抽出される熱水エネル
ギーを総合して有効に利用できるように、統合し
て熱水エネルギーを抽出するものである。直接発
電設備12は、地熱流体を使つて直接タービンを
駆動し発電する設備であり、従来より採用されて
いる蒸気発電、フラツシユ発電、トータルフロー
発電などの設備が使用される。これらは、熱水エ
ネルギー統合部11から抽出される地熱流体の内
容により選択され、また複数併設してもよい。ま
た、先に述べたように従来は150℃以上の蒸気を
使つた発電しか行われていないが、本発明に係る
直接発電設備12は、100℃の飽和蒸気を入力エ
ネルギーとする大気圧タービンを使うことによつ
て次段の間接発電設備13で使う温度に下がるま
での熱エネルギーを使つて発電する。間接発電設
備13は、二酸化炭素を媒体として用い、50ない
し80℃の中温の地熱流体により間接接触で二酸化
炭素を65℃、130Kg/cm2まで昇温、昇圧してター
ビンを駆動するものである。冷凍設備14は、間
接発電設備13と同様に中温の地熱流体を使つて
吸収冷媒法により冷却・冷凍を行うものであり、
温水利用設備15は、間接発電設備13や冷凍設
備14で使用され温度が下がつた低温の温水を利
用するものであり、温泉や暖房設備などである。
また、地熱流体はその有する熱エネルギーによつ
て大きく分類し、中、低温の地熱流体は図示のよ
うに統合部16を通してシステムの途中から合流
させるようにしてもよい。
FIG. 1 is a diagram for explaining one embodiment of the geothermal utilization system according to the present invention, in which 11 and 16 are hydrothermal energy integration sections, 12 is a direct power generation facility, and 13 is a diagram for explaining one embodiment of the geothermal utilization system according to the present invention.
14 indicates indirect power generation equipment, 14 indicates refrigeration equipment, and 15 indicates hot water utilization equipment. Hydrothermal energy integration section 11 and 16
The system extracts hot water energy in an integrated manner so that the hot water energy extracted from multiple geothermal production wells can be used collectively and effectively. The direct power generation equipment 12 is equipment that directly drives a turbine using geothermal fluid to generate electricity, and uses conventionally employed equipment such as steam power generation, flash power generation, and total flow power generation. These are selected depending on the content of the geothermal fluid extracted from the hydrothermal energy integration unit 11, and a plurality of them may be installed together. Furthermore, as mentioned above, conventional power generation has only been carried out using steam at 150°C or higher, but the direct power generation equipment 12 according to the present invention uses an atmospheric pressure turbine that uses saturated steam at 100°C as input energy. By using it, the heat energy is used to generate electricity until the temperature drops to the level used by the indirect power generation equipment 13 in the next stage. The indirect power generation equipment 13 uses carbon dioxide as a medium and drives a turbine by raising the temperature and pressure of carbon dioxide to 65°C and 130 kg/cm 2 through indirect contact with medium-temperature geothermal fluid of 50 to 80°C. . The refrigeration equipment 14, like the indirect power generation equipment 13, performs cooling and freezing using the absorption refrigerant method using medium-temperature geothermal fluid.
The hot water utilization equipment 15 utilizes low-temperature hot water whose temperature has been lowered by being used in the indirect power generation equipment 13 and the refrigeration equipment 14, and is a hot spring, heating equipment, or the like.
Furthermore, geothermal fluids may be broadly classified according to the thermal energy they possess, and geothermal fluids at medium and low temperatures may be merged from the middle of the system through the integration section 16 as shown.

次に第1図に示す各設備及び搬送系の具体的な
実施例を説明する。
Next, specific examples of each equipment and transport system shown in FIG. 1 will be described.

第2図は本発明に係る熱水エネルギー統合部及
び直接発電設備の1実施例構成を示す図、第3図
は第2図の熱水エネルギー統合部で使用されうエ
ジエクターを説明するための図である。図中、2
1,22と23は生産井、24はサイレンサ、2
5と26はエジエクター、27は気水分離器、2
8は蒸気輸送管、29はタービン、30は発電
機、31はポンプ、32は噴射復水器、33は温
水槽、34はノズルを示す。複数の生産井21,
22と23は、それぞれ高圧、中圧、低圧の熱水
を発生する生産井であつて、低圧の熱水を高圧の
熱水によるエジエクターによつて順次吸い出すよ
うに、エジエクター25,26を介して遠い方か
ら高圧の生産井21、中圧の生産井22、低圧の
生産井23を順に接続する。このエジエクター2
5,26によつて統合された熱水を気水分離器2
7に送り、ここで分離された蒸気を蒸気輸送管2
8によりタービン29に導いて使用する。タービ
ン29を駆動した後の蒸気は、噴射復水器32に
て復水された温水槽33より次段の地熱利用設備
へ導かれると共に、不凝縮ガスは大気へ放出され
る。
FIG. 2 is a diagram showing the configuration of an embodiment of the hydrothermal energy integration section and direct power generation equipment according to the present invention, and FIG. 3 is a diagram for explaining an ejector used in the hydrothermal energy integration section of FIG. 2. It is. In the figure, 2
1, 22 and 23 are production wells, 24 is a silencer, 2
5 and 26 are ejectors, 27 is a steam separator, 2
8 is a steam transport pipe, 29 is a turbine, 30 is a generator, 31 is a pump, 32 is an injection condenser, 33 is a hot water tank, and 34 is a nozzle. Multiple production wells 21,
Numerals 22 and 23 are production wells that generate high-pressure, intermediate-pressure, and low-pressure hot water, respectively, and the low-pressure hot water is pumped through ejectors 25 and 26 so that the high-pressure hot water is sequentially sucked out by the ejector. A high-pressure production well 21, a medium-pressure production well 22, and a low-pressure production well 23 are connected in order from the farthest end. This ejector 2
The hot water integrated by 5 and 26 is transferred to the steam separator 2.
7, and the separated steam is sent to steam transport pipe 2.
8 to the turbine 29 for use. After driving the turbine 29, the steam is condensed in the injection condenser 32 and guided to the next stage of geothermal utilization equipment from the hot water tank 33, while non-condensable gas is released to the atmosphere.

生産井21からの高圧熱水と生産井22からの
中圧熱水とを統合するエジエクター25は、第3
図に示すようにノズル34で高圧熱水の憤流をつ
くり、この流れの境界面で中圧熱水を巻き込んで
低圧の生産井23の方へ噴出するように構成され
る。さらに、このエジエクター25からの噴射熱
水と生産井23からの低圧熱水とを統合するエジ
エクター26も同様に構成される。
The ejector 25 that integrates the high-pressure hot water from the production well 21 and the medium-pressure hot water from the production well 22 is
As shown in the figure, the nozzle 34 is configured to create a flow of high-pressure hot water, and at the interface of this flow, medium-pressure hot water is drawn in and ejected toward the low-pressure production well 23. Furthermore, the ejector 26 that integrates the hot water injected from the ejector 25 and the low-pressure hot water from the production well 23 is similarly configured.

従来の方法は、生産井の坑口圧力の低い方の蒸
気に複数の生産井蒸気を合わせ、蒸気圧の高い生
産井のエネルギーを結果的に低くして使用してお
り、エネルギーを無駄に使用していた。これは、
複数の生産井蒸気を直接接続したのでは、低圧の
蒸気を高圧のものが押さえ込んでしまうので、圧
力の低い方に合わせざるを得なかつたこともその
理由の1つである。そのため、相対的にタービン
の入口圧が低くなるので、タービン効率も悪くな
つた。これに対して、上述の如くエジエクター2
5,26を使つて地熱温度の異なる複数の生産井
を接続して低圧の生産井の熱水を高圧の生産井の
熱水のエジエクトにより順次吸い上げ、熱水を統
合すると、多量の蒸気を低めの圧力の方ではなく
高い方の圧力でタービンに供給することができ
る。そのため、タービンを効率よく運転すること
ができる。
In the conventional method, the steam from multiple production wells is combined with the steam from the production well with lower wellhead pressure, resulting in lower energy usage in the production wells with higher steam pressure, resulting in less wasted energy. was. this is,
One of the reasons for this is that if multiple production well steams were directly connected, the low pressure steam would be suppressed by the high pressure steam, so the steam had to be matched to the one with the lower pressure. As a result, the inlet pressure of the turbine becomes relatively low, resulting in poor turbine efficiency. On the other hand, as mentioned above, the ejector 2
5 and 26 are used to connect multiple production wells with different geothermal temperatures, the hot water from the low-pressure production well is sequentially sucked up by the hot water from the high-pressure production well, and when the hot water is integrated, a large amount of steam can be reduced. The higher pressure can be supplied to the turbine rather than the higher pressure. Therefore, the turbine can be operated efficiently.

次の第4図は本発明に係る間接発電設備の1実
施例を示す図であり、41は熱水供給部、42は
予熱・蒸発器、43はタービン、44は発電機、
45は圧縮ポンプ、46はコンデンサ、47は媒
体ポンプを示す。媒体としてCO2を用い、この
CO2を媒体ポンプ47により予熱・蒸発器42に
供給する。またこの予熱・蒸発器42には、地熱
生産井や前段の直接発電設備などの熱水供給部4
1から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42において65〜
80℃程度の低温の地熱流体と媒体のCO2との熱交
換を行う。媒体のCO2は、臨界温度35℃、70Kg/
cm2であり、これを65℃、130Kg/cm2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/cm2の特性と安定し
たCO2の性状を活用して、媒体のCO2を65℃、
130Kg/cm2に昇温、昇圧してタービン43に供給
する。これによりタービン43を駆動し発電機4
4により電力を発生する。予熱・蒸発器42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、タービン稼働後の
CO2は、圧縮ポンプ45によつて冷却、圧縮して
液化しコンデンサ46に返却する。そして、この
媒体のCO2はコンデンサ46から再び媒体ポンプ
47により予熱・蒸発器42に供給され循環す
る。
The following Figure 4 is a diagram showing one embodiment of the indirect power generation equipment according to the present invention, in which 41 is a hot water supply section, 42 is a preheater/evaporator, 43 is a turbine, 44 is a generator,
45 is a compression pump, 46 is a condenser, and 47 is a medium pump. Using CO2 as a medium, this
CO 2 is supplied to the preheater/evaporator 42 by a medium pump 47 . This preheater/evaporator 42 also includes a hot water supply section 4 such as a geothermal production well or a direct power generation facility in the first stage.
1 to supply geothermal fluid at a low temperature of about 65 to 80 degrees Celsius. In this preheating/evaporator 42, 65~
Heat exchange is performed between geothermal fluid at a low temperature of about 80℃ and CO 2 as a medium. The medium CO 2 has a critical temperature of 35℃ and a temperature of 70Kg/
cm2 , and it remains stable without thermal decomposition even if the temperature and pressure are increased to 65°C and 130Kg/ cm2 . Therefore, by utilizing the characteristics of the critical temperature of 35℃ and 70Kg/cm 2 and the stable properties of CO 2 , we can reduce the CO 2 of the medium to 65℃ and 70Kg/cm 2.
The temperature and pressure are increased to 130Kg/cm 2 and then supplied to the turbine 43. This drives the turbine 43 and the generator 4
4 generates electric power. The cold geothermal fluid discharged from the preheater/evaporator 42 is directed to a hot spring or other hot water utilization system. In addition, after turbine operation
The CO 2 is cooled, compressed and liquefied by the compression pump 45 and returned to the condenser 46 . Then, this medium CO 2 is supplied again from the condenser 46 to the preheater/evaporator 42 by the medium pump 47 and circulated.

第5図は第4図に示す発電設備のサイクルを説
明するための熱力学線図である。第5図におい
て、縦軸は温度T、横軸はエンタルピh(kcol/
Kg)、51と53は媒体としてCO2を使つた場合
における地熱流体の温度変化線とCO2の飽和蒸気
線、52と54は媒体としてフロン系を使つた場
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つた場
合、媒体は、aからbまでポンプ昇圧され、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まで膨脹し
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を使つた場合、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
化する地熱媒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。従つて、地熱流体
の出口温度が同じt3である場合、CO2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t1よりも大幅
に低くなり、t1−t3に対しt2−t3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
(t1−t3に対するc″−d、t2−t3に対するc−d)
比は非常に優れた結果が得られる。
FIG. 5 is a thermodynamic diagram for explaining the cycle of the power generation equipment shown in FIG. 4. In Figure 5, the vertical axis is temperature T, and the horizontal axis is enthalpy h (kcol/
Kg), 51 and 53 are the temperature change line of the geothermal fluid when CO 2 is used as the medium and the saturated steam line of CO 2 , and 52 and 54 are the temperature change line of the geothermal fluid when a fluorocarbon system is used as the medium. Shows the saturated vapor line of fluorocarbons. When a fluorocarbon system is used as the medium, the medium is pumped up from a to b, and then heated by a geothermal fluid whose temperature changes from a to ' to increase enthalpy and preheat and evaporate to b-c'-c''. Then, it expands from c'' to d in the turbine to do work (driving the turbine), and is cooled and condensed to d-e-a, returning to its initial state. On the other hand, if CO 2 is used as the medium, the medium will move from a to b.
After being pressurized by a pump to , it is heated by a geothermal medium whose temperature changes from to to , increasing its enthalpy and preheating and evaporating from b to c. Therefore, if the exit temperature of the geothermal fluid is the same t 3 , the inlet temperature t 2 of the geothermal fluid when CO 2 is used as the medium is higher than the inlet temperature t 1 of the geothermal fluid when the medium is fluorocarbon. The maximum output power for the temperature range that can be used and the amount of heat released by the geothermal fluid (c″-d for t 1 - t 3 , c for t 2 - t 3 , -d)
Very good results can be obtained with this ratio.

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
動媒体を使つたバイナリーサイクル発電が採用さ
れる。このバイナリーサイクル発電では、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発電を発生させてい
るが、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
は考慮されていなかつた。しかし、上述のように
媒体としてCO2を用い昇温、昇圧値を65℃、130
Kg/cm2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65〜80℃程度でも十分活用
できる。さらには、媒体のCO2の臨界温度35℃よ
りも高い地熱流体であれば50℃の地熱流体であつ
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、直接発電設備で発電後のかな
り温度が下がつた地熱体を使つてもタービンを駆
動することができる。
For example, when the temperature of the geothermal fluid is not very high, or because the geothermal fluid is chemically highly acidic, it is difficult to obtain materials with sufficient corrosion resistance for the steam turbine casing and blades, causing reliability problems. Binary cycle power generation using a working medium will be adopted. In this binary cycle power generation, the thermal energy of geothermal fluid is transferred to a working medium and evaporated, and the steam of the working medium drives a turbine, and a generator connected to this generates electricity.However, in conventional power generation, geothermal fluid is The temperature of both is 150
℃ or above, and geothermal steam at around 80℃ has low power generation efficiency, so it has not been considered as a steam for power generation at present. However, as mentioned above, CO 2 was used as the medium to raise the temperature and pressure at 65°C and 130°C.
If the turbine is driven at a temperature of around Kg/ cm2 , the temperature of the geothermal fluid used for this purpose can be sufficiently utilized even if it is around 65 to 80 degrees Celsius. Furthermore, if the geothermal fluid has a temperature higher than the critical temperature of CO 2 (35°C), even if the temperature is 50°C, it is possible to raise the temperature and pressure of the medium beyond the critical state. It is also possible to drive a turbine using a geothermal body that has cooled considerably after generating electricity.

第6図は本発明に係る冷凍設備の1実施例構成
を示す図であり、61は蒸発タンク、62は凝縮
タンク、63と64は冷媒、65はポンプ、66
は受皿をそれぞれ示している。
FIG. 6 is a diagram showing the configuration of one embodiment of the refrigeration equipment according to the present invention, in which 61 is an evaporation tank, 62 is a condensation tank, 63 and 64 are refrigerants, 65 is a pump, and 66
indicate the respective saucers.

第6図において、冷媒63と64は、臭化リチ
ウム二水和物(Li−Br・2H2O)にエタノールや
メタノールなどのアルコール系液を混入したもの
で、蒸発タンク61は、この冷媒63を水銀柱約
75mmの真空下で収容し、凝縮タンク62は、水銀
柱約7mmの真空下で収容したものである。そして
蒸発タンク61に収容した冷媒63の柱に蒸気井
からの蒸発熱水が還流するパイプを通し、冷媒6
3を水銀柱約75mmの真空下で加温する。冷媒63
は、アルコール系液を混入しているので、沸点が
低く65℃程度の蒸気又熱水でも沸騰蒸発する。ま
た、蒸発タンク61の冷媒63の面より上方に
は、屋外用クーラーの水が還流するパイプを配置
するとともに、その下方に受皿66を配置し、冷
媒63より沸騰蒸発した水蒸気をここで湿り蒸気
にして受皿66を通して凝縮タンク62へ還流さ
せ、その途中で断熱膨脹により冷水を生成する。
この冷水を凝縮タンク62の上方に導き、ここで
冷房用の水管や冷やし冷媒64に合流させる。こ
れにより、冷房用の水管を還流する水は、12℃か
ら7℃程度に冷却される。この過程において、冷
媒63は、沸騰蒸発により温度が高くなり、逆に
冷媒64は、冷水の合流により濃度が低くなるか
ら、冷媒63の一部を凝縮タンク62の冷媒64
に合流させるとともにポンプ65を使つてさらに
冷媒64の一部を蒸発タンク61の冷媒63に還
流させて、冷媒の濃度を常に所定の値に維持する
ことも必要である。
In FIG. 6, refrigerants 63 and 64 are lithium bromide dihydrate (Li-Br.2H 2 O) mixed with an alcoholic liquid such as ethanol or methanol. The mercury column approx.
It was housed under a vacuum of 75 mm, and the condensation tank 62 was housed under a vacuum of about 7 mm of mercury. Then, a pipe through which the evaporative hot water from the steam well flows back is passed through a column of refrigerant 63 housed in the evaporation tank 61.
3 is heated under a vacuum of about 75 mm of mercury. Refrigerant 63
Because it contains an alcohol-based liquid, its boiling point is low and it boils and evaporates even with steam or hot water at around 65°C. Further, above the surface of the refrigerant 63 of the evaporation tank 61, a pipe through which water from the outdoor cooler flows back is arranged, and a saucer 66 is arranged below the pipe, and the water vapor boiled and evaporated from the refrigerant 63 is collected here as wet steam. The water is then returned to the condensation tank 62 through the saucer 66, and cold water is generated by adiabatic expansion along the way.
This cold water is guided above the condensation tank 62, where it joins the cooling water pipe and the cooling refrigerant 64. As a result, the water flowing back through the cooling water pipes is cooled from 12°C to about 7°C. In this process, the temperature of the refrigerant 63 increases due to boiling and evaporation, and conversely, the concentration of the refrigerant 64 decreases due to the confluence of cold water.
It is also necessary to flow the refrigerant 64 back into the refrigerant 63 in the evaporation tank 61 using the pump 65 to maintain the refrigerant concentration at a predetermined value at all times.

上述のように冷媒設備では、アルコール系液を
混入することによつてさらに沸点を低くした臭化
リチウム二水和物を冷媒とし、蒸発タンク61で
その水分を蒸発、凝縮させ、その途中で断熱膨脹
により冷水を生成して冷房用の水管を還流する水
の冷却を行う。これにより従来は活用が難しいと
されていた低温の熱源をも有効に活用できるよう
にした。なお、第6図において、屋外クーラーに
よつて32℃に調温した冷却水は、蒸発タンク61
の水蒸気及び凝縮タンク62の冷媒64を補助的
に冷却するためのもので、蒸発タンク61及び凝
縮タンク62の状態を改善するものである。すな
わち、蒸発タンク61では、水蒸気の一部を冷却
凝縮して湿り蒸気とすることにより、断熱膨脹の
効果を高め、凝縮タンク62では、蒸発タンク6
1から高温で還流する冷媒のために、冷房用の水
管を還流する水の吐出温度が上昇しないように冷
媒64の温度を下げるものである。
As mentioned above, in the refrigerant equipment, lithium bromide dihydrate, whose boiling point has been further lowered by mixing an alcoholic liquid, is used as a refrigerant, and the water is evaporated and condensed in the evaporation tank 61. Cold water is generated by expansion and cools the water that flows back through the cooling water pipes. This makes it possible to effectively utilize low-temperature heat sources that were previously considered difficult to utilize. In addition, in Fig. 6, the cooling water whose temperature is controlled to 32°C by the outdoor cooler is transferred to the evaporation tank 61.
This is for supplementary cooling of the water vapor and the refrigerant 64 in the condensation tank 62, and improves the conditions of the evaporation tank 61 and the condensation tank 62. That is, in the evaporation tank 61, a part of the water vapor is cooled and condensed to become wet steam, thereby enhancing the adiabatic expansion effect, and in the condensation tank 62, the evaporation tank 6
The temperature of the refrigerant 64 is lowered so that the discharge temperature of the water recirculating through the cooling water pipe does not rise because the refrigerant 64 recirculates at a high temperature.

地熱エネルギーは、蒸気、熱水、これらの混合
流体など種々の形態で抽出され、その温度も高温
から低温まで幅広く存在するが、従来の地熱エネ
ルギーの利用では、入口温度は精々80℃以上のエ
ネルギー源が一般的であり、それ以下のものは使
用できないとされていた。従来の地熱流体を利用
した冷凍設備でも、90℃の淡水を95℃の熱湯に換
え、それを熱源として5℃〜10℃程度の冷水を生
成している。従つて、この冷凍設備では、低温の
熱源が存在しても、上記温度以下の場合には活用
することができず、80℃以下の低温熱源ではよく
ても成績係数が3〜4程度にしかならず、有効な
活用は難しいとされていた。上述のように冷媒と
して臭化リチウム二水和物(Li−Br・2H2O)に
アルコール系液を混入したものを用いると、従来
は活用することが難しいとされていた65℃〜68℃
程度の低温熱水をエネルギー源としても冷凍機を
働かせることができる。しかもその結果、従来は
成績係数が3〜4程度であつたのに対し、その倍
の7〜9の成績係数を達成することができる。こ
れにより低温の地熱流体の熱エネルギーをさらに
広範囲に活用することが可能となる。
Geothermal energy is extracted in various forms such as steam, hot water, and mixed fluids of these, and its temperature ranges from high to low. However, in conventional geothermal energy use, the inlet temperature is at most 80°C or higher. It was said that the source was common, and anything less than that could not be used. Even with conventional refrigeration equipment that uses geothermal fluid, freshwater at 90°C is converted into hot water at 95°C, and this is used as a heat source to generate cold water at a temperature of about 5°C to 10°C. Therefore, in this refrigeration equipment, even if a low-temperature heat source exists, it cannot be used if the temperature is below the above-mentioned temperature, and a low-temperature heat source of 80°C or less has a coefficient of performance of only about 3 to 4 at best. , it was considered difficult to utilize it effectively. As mentioned above, when lithium bromide dihydrate (Li-Br.2H 2 O) mixed with an alcohol-based liquid is used as a refrigerant, temperatures of 65°C to 68°C, which were previously considered difficult to utilize, can be used as a refrigerant.
The refrigerator can also be operated using low-temperature hot water as an energy source. Moreover, as a result, while the conventional coefficient of performance was about 3 to 4, it is possible to achieve a coefficient of performance of 7 to 9, which is double that. This makes it possible to utilize the thermal energy of low-temperature geothermal fluids more widely.

第7図は本発明に係る地熱活用システムの発電
設備に付加される水車発電設備の1実施例構成を
示す図であり、71はコンデンサー本体、72は
上部液だめ、73は中央液だめ、74は下部液だ
め、75は温水槽、76は水車タービン、77は
発電機を湿す。この例はバロメトリツク・コンデ
ンサーに適用したものである。先に述べたように
蒸気タービンに供給され仕事をした蒸気は、コン
デンサー71で冷却されて水となり、一部は冷水
塔に送られて大気で冷却された後、コンデンサー
71で冷却水として利用され、残りは温水槽75
に溜められる。すなわち、バロメトリツク・コン
デンサーでは、中央液だめ73の底にあけた多数
の水孔から下方に噴出する冷水の憤流に蒸気ター
ビンからの蒸気が触れて凝縮し、下部液だめ74
に集められる。しかし、ここで凝縮しなかつた蒸
気はさらに上部液だめ72から落下する冷水の憤
流で凝縮させられる。そして、ここでも凝縮しな
い不凝縮ガスが上部の排出口から放出される。他
方、下部液だめ74に集められた温水は、温水槽
75に溜められ、次段の地熱利用設備に導かれる
が、さらにこの温水を有効に活用するため、図示
の如く温水槽75に溜められた温水を例えばパイ
プにより落差をもたせて水車タービン76に導
き、その水頭圧によりコンデサー内の負圧を高め
ると共に水車タービン76を駆動する。また、コ
ンデンサー本体の圧力は、温水槽75の液面と標
準液面との落差Hと下部液だめ74の液深hの和
により定まるが、温水槽75に溜められた温水を
排水パイプで水車タービン76に導くことによ
り、コンデンサー内部に負圧を発生させることが
できる。そのため、従来真空(0.1〜0.3ata)低
下防止用に設けていた真空ポンプを省略若しくは
小容量のものにすることができる。これにより、
単に温水槽75に溜められた温水(熱水)を次段
の利用設備に輸送するのではなく、蒸気タービン
で発電した後さらにその位置エネルギーを有効に
活用し、落差を利用してコンデンサーに溜められ
た温水に水頭圧をもたせ水車タービンで発電して
システム全体の発電効率を高めることによつて、
総合的に地熱エネルギーの利用効率が高められ
る。
FIG. 7 is a diagram showing an embodiment of the configuration of a water turbine power generation equipment added to the power generation equipment of the geothermal utilization system according to the present invention, in which 71 is a condenser main body, 72 is an upper liquid reservoir, 73 is a central liquid reservoir, and 74 75 is a hot water tank, 76 is a water turbine, and 77 is a generator. This example is applied to a barometric capacitor. As mentioned earlier, the steam that is supplied to the steam turbine and does work is cooled in the condenser 71 and turned into water, and a part of it is sent to the cooling tower and cooled in the atmosphere, and then used as cooling water in the condenser 71. , the rest is hot water tank 75
It is stored in That is, in the barometric condenser, steam from the steam turbine comes into contact with a stream of cold water jetting downward from a number of water holes drilled at the bottom of the central liquid reservoir 73 and condenses.
are collected in. However, the steam that is not condensed here is further condensed by the flow of cold water falling from the upper liquid reservoir 72. Then, the non-condensable gas that does not condense here is also discharged from the upper exhaust port. On the other hand, the hot water collected in the lower reservoir 74 is stored in a hot water tank 75 and led to the next stage of geothermal utilization equipment, but in order to further utilize this hot water effectively, it is stored in the hot water tank 75 as shown in the figure. The heated water is guided to the water turbine 76 with a head difference, for example, by a pipe, and the water head pressure increases the negative pressure inside the condenser and drives the water turbine 76. The pressure in the condenser body is determined by the sum of the head H between the liquid level in the hot water tank 75 and the standard liquid level and the liquid depth h in the lower liquid reservoir 74. By guiding the air to the turbine 76, negative pressure can be generated inside the condenser. Therefore, the vacuum pump conventionally provided for preventing a drop in vacuum (0.1 to 0.3 ata) can be omitted or can be made to have a smaller capacity. This results in
The hot water (hot water) stored in the hot water tank 75 is not simply transported to the next stage of usage equipment, but after the steam turbine generates electricity, the potential energy is effectively utilized and the head is used to store it in the condenser. By applying head pressure to the heated water and generating electricity using a water turbine, the power generation efficiency of the entire system is increased.
Overall, the efficiency of geothermal energy use will be improved.

本発明に係る地熱活用システムでは、第1図に
示すように地熱流体の持つ熱エネルギーに応じて
その利用設備を配置し、総合的に利用効率を高め
ることを狙つている。このため、次段の利用設備
へ地熱流体を搬送する際、その途中の搬送路にお
いても極力損失を少なく且つ搬送効率をよくする
ことも重要となる。このような本発明に好適な搬
送手段の例について次に説明する。
In the geothermal utilization system according to the present invention, as shown in FIG. 1, the utilization equipment is arranged according to the thermal energy possessed by the geothermal fluid, and the aim is to improve the overall utilization efficiency. For this reason, when transporting the geothermal fluid to the next stage of utilization equipment, it is also important to minimize loss and improve transport efficiency in the transport path along the way. An example of such a conveying means suitable for the present invention will be described next.

第8図は本発明に適用される真空搬送システム
の1実施例を説明するための図であり、81は熱
水供給パイプ、82は熱水供給ポンプ、83は熱
水貯蔵塔、84は冷暖房設備、85は搬送パイ
プ、86は真空ポンプ、87は地熱利用設備、8
8は熱水レベル検出器、89はレベル・コントロ
ーラ、Bはドレン・バルブを示す。第9図におい
て、熱水は、熱水供給パイプ81から熱水供給ポ
ンプ82によつて熱水貯蔵塔83に供給され、こ
こに貯留される。熱水貯蔵塔83には、次段の地
熱利用設備87へ熱水を送るための搬送パイプ8
5が接続され、この搬送パイプ85の末端に真空
ポンプ86が接続される。また、熱水貯蔵塔83
には熱水のレベル(水位)を検出する熱水レベル
検出器88、及び底部から熱水や析出した不純物
などを取り出すドレイン・バルブBが設けられ
る。この熱水レベル検出器88の検出レベルに応
じてドレイン・バルブBを開放制御するのがレベ
ル・コントローラ89である。すなわち、レベ
ル・コントローラ89は、コントロール・レベル
の基準値として上限値と下限値とが設置され、検
出レベルが上限値に達したことを条件にドレイ
ン・バルブBを開けて熱水貯蔵塔83の底部から
熱水及び析出した不純物を廃棄し、検出レベルが
下限値に達したことを条件にドレイン・バルブB
を閉める。或いは、基準値としてドレイン開始値
のみを設定し、検出レベルがドレイン開始値に達
したことを条件に一時時間だけドレイン・バルブ
Bを開けるようにしたり、その他の制御方法を採
用することも勿論可能である。冷凍設備84は、
搬送途中に搬送パイプ85から外へ放出されるエ
ネルギーを冷暖房に有効に活用するものである。
FIG. 8 is a diagram for explaining one embodiment of the vacuum conveyance system applied to the present invention, in which 81 is a hot water supply pipe, 82 is a hot water supply pump, 83 is a hot water storage tower, and 84 is an air conditioner/heater. Equipment, 85 is a conveyance pipe, 86 is a vacuum pump, 87 is geothermal utilization equipment, 8
8 is a hot water level detector, 89 is a level controller, and B is a drain valve. In FIG. 9, hot water is supplied from a hot water supply pipe 81 by a hot water supply pump 82 to a hot water storage tower 83 and stored there. The hot water storage tower 83 has a conveying pipe 8 for sending hot water to the next stage geothermal utilization equipment 87.
5 is connected, and a vacuum pump 86 is connected to the end of this conveying pipe 85. In addition, hot water storage tower 83
is provided with a hot water level detector 88 for detecting the level of hot water (water level), and a drain valve B for taking out hot water and precipitated impurities from the bottom. The level controller 89 controls the opening of the drain valve B according to the detection level of the hot water level detector 88. That is, the level controller 89 has an upper limit value and a lower limit value set as reference values of the control level, and opens the drain valve B to operate the hot water storage tower 83 on the condition that the detection level reaches the upper limit value. Discard hot water and precipitated impurities from the bottom, and drain valve B on the condition that the detection level has reached the lower limit.
close. Alternatively, it is of course possible to set only the drain start value as the reference value and open drain valve B for a temporary period on the condition that the detection level reaches the drain start value, or to adopt other control methods. It is. The refrigeration equipment 84 is
The energy released from the transport pipe 85 during transport is effectively utilized for heating and cooling.

次に図示システムの動作を説明する。熱水供給
ポンプ82が運転され、熱水は熱水貯蔵塔83に
供給されると、熱水貯蔵塔83内は真空ポンプ8
6の運転により減圧されるため、ここでは供給さ
れた熱水がフラツシユして蒸気となり、不純物を
含まない形態で、且つ自動的に搬送パイプ85を
通して円滑に搬送される。搬送パイプ85を通し
て蒸気を搬送する際に外部へ漏れる熱エネルギー
は、冷凍設備84により活用され、地熱利用設備
87に搬送された蒸気は、例えば復水されて温泉
として利用される。他方、熱水貯蔵塔83では熱
水のレベル(水位)が上昇すると、熱水レベル検
出器88の検出レベルが所定のレベル(基準レベ
ル)に達したことを条件として、レベル・コント
ローラ89の動作によりドレン・バルブBが開け
られる。その結果、熱水貯蔵塔83に余分に溜ま
つた熱水及び熱水中に析出した沈澱した不純物な
どが廃棄される。このようにしてフラツシユによ
つて熱水貯蔵塔83に残された熱水中の含有不純
物は、所定の期間を経てドレン・バルブBを通し
て廃棄される。
Next, the operation of the illustrated system will be explained. When the hot water supply pump 82 is operated and hot water is supplied to the hot water storage tower 83, the vacuum pump 8
Since the pressure is reduced by the operation of step 6, the supplied hot water flashes into steam and is automatically and smoothly conveyed through the conveying pipe 85 in a form that does not contain impurities. Thermal energy that leaks to the outside when steam is transported through the transport pipe 85 is utilized by the refrigeration equipment 84, and the steam transported to the geothermal utilization equipment 87 is, for example, condensed and used as a hot spring. On the other hand, when the level of hot water (water level) rises in the hot water storage tower 83, the level controller 89 operates on the condition that the detection level of the hot water level detector 88 reaches a predetermined level (reference level). Drain valve B is opened. As a result, the excess hot water accumulated in the hot water storage tower 83 and the precipitated impurities deposited in the hot water are discarded. The impurities contained in the hot water left in the hot water storage tower 83 by flashing in this way are disposed of through the drain valve B after a predetermined period of time.

従来は、搬送路が長距離になり配管が長くなる
場合や、配管が複雑になる場合には、輸送動力を
大きくすることによつて対処している。そのため
搬送管の太さや長さ、配管の複雑さに従つてかな
り大規模な搬送ポンプを設備する必要があり、設
備費、運てや保持のための維持経費の負担が大き
くなるという難点があつた。また、通常の配管の
中を熱水が送られるため、熱水中に含まれている
不純物もそのまま送られることになる。この熱水
中の不純物は、所謂スケールとなつて析出し、配
管の内壁に付着して搬送路を閉塞したり、あるい
は熱水利用設備の中に付着して種々の弊害を与え
たりする。その結果、これを除去するため、さら
に多大な設備、費用を必要とすることになつてい
る。その点、このシステムでは、上述のように搬
送パイプの末端で真空ポンプを運転して搬送パイ
プ内及び熱水貯蔵塔内を真空に引くことによつ
て、熱水をフラツシユさせるとともにそのフラツ
シユさせた蒸気の形態により自動的に搬送するの
で、90〜95%の不純物をそのまま熱水中に残させ
ることにより除去でき、しかも動力としては、真
空ポンプを運転するだけであるから、50〜60℃程
度の低温熱水でも熱水の蒸気膨脹により熱水その
ものの輸送の場合に比べ30%の動力で輸送でき
る。
Conventionally, when the conveyance path is long and the piping becomes long or the piping becomes complicated, this has been dealt with by increasing the transportation power. Therefore, it is necessary to install a fairly large-scale transport pump depending on the thickness and length of the transport pipe and the complexity of the piping, which poses the problem of increasing equipment costs and maintenance costs for transportation and maintenance. Ta. Furthermore, since the hot water is sent through normal piping, impurities contained in the hot water are also sent as they are. The impurities in this hot water precipitate as so-called scale, and adhere to the inner walls of piping and block the conveyance path, or adhere to hot water utilization equipment and cause various problems. As a result, even more equipment and costs are required to remove it. On this point, in this system, as mentioned above, a vacuum pump is operated at the end of the transfer pipe to draw a vacuum inside the transfer pipe and the hot water storage tower, thereby flushing the hot water and causing the flushing. Since it is automatically transported in the form of steam, 90-95% of impurities can be removed by leaving them in the hot water, and since the only power required is to operate a vacuum pump, the temperature is around 50-60℃. Even low-temperature hot water can be transported using 30% less power than transporting the hot water itself due to steam expansion of the hot water.

第9図は本発明に適用される熱水搬送路の1実
施例を説明するための図であり、91はコンクリ
ート枠、92は搬送管、93はフレキシブル管、
94は断熱空気層、95は保温材、96は支持
台、97はチヤンネル、98はドレーンを示す。
FIG. 9 is a diagram for explaining one embodiment of a hot water conveyance path applied to the present invention, in which 91 is a concrete frame, 92 is a conveyance pipe, 93 is a flexible pipe,
94 is a heat insulating air layer, 95 is a heat insulating material, 96 is a support stand, 97 is a channel, and 98 is a drain.

第9図aにおいて、搬送管92は、熱水を通す
ものであつてコンクリート管を用いる。フレキシ
ブル管93は、搬送管92を覆うものであつてプ
ラスチツク製の電線管(例えば古河電工製)を用
いる。そして、これら搬送管92とフレキシブル
管93との間に断熱空気層94を形成せしめ、こ
こに断熱用の空気を充満させる。また、フレキシ
ブル管93とコンクリート枠91との間には保温
材95を充填するとともに、適宜支持台96を使
つてフレキシブル管93をコンクリート枠91内
に位置決めし固定する。支持台96を設けた部分
の断面(第9図aのA−B断面)を示したのが第
9図bである。
In FIG. 9a, a conveying pipe 92 is a concrete pipe for passing hot water. The flexible pipe 93 covers the conveying pipe 92 and is made of plastic conduit (manufactured by Furukawa Electric, for example). A heat insulating air layer 94 is formed between the transport pipe 92 and the flexible pipe 93, and is filled with air for heat insulation. Further, a heat insulating material 95 is filled between the flexible pipe 93 and the concrete frame 91, and the flexible pipe 93 is positioned and fixed within the concrete frame 91 using a support stand 96 as appropriate. FIG. 9b shows a cross section of the portion where the support stand 96 is provided (cross section A-B in FIG. 9a).

上記第9図a,bに示す構成の熱水搬送路で
は、断熱空気層94が介存するため、プラスチツ
ク製のフレキシブル管93は耐熱性を保つことが
できると共に、搬送管92から熱水が漏れても断
熱空気層94の温度上昇による膨脹によつて漏水
を阻止しようとする圧力が発生する。また、熱水
が搬送管92から漏れてもフレキシブル管93が
水蜜性のプラスチツク製であるため、熱水は断熱
空気層94に滞留するだけで保温材95には到達
せず、断熱機構には何の影響も生じないので、温
度の低下を阻止できる。また、従来のように熱水
が漏れて保温材95に浸透、劣化させるというこ
ともないため、保温材の品質を維持でき、特に高
価な保温材を使用する必要もなくなる。
In the hot water conveyance path configured as shown in FIGS. 9a and 9b above, since the heat insulating air layer 94 exists, the plastic flexible tube 93 can maintain heat resistance, and hot water leaks from the conveyance tube 92. However, due to the expansion of the heat insulating air layer 94 due to the temperature rise, pressure is generated to prevent water leakage. In addition, even if hot water leaks from the conveying pipe 92, since the flexible pipe 93 is made of water-retaining plastic, the hot water will only stay in the heat insulating air layer 94 and will not reach the heat insulating material 95. Since no effect occurs, the temperature can be prevented from decreasing. Further, unlike in the conventional case, hot water does not leak and penetrate into the heat insulating material 95 and deteriorate it, so the quality of the heat insulating material can be maintained and there is no need to use particularly expensive heat insulating materials.

従来行われている地熱流体、主に熱水の搬送法
としては、熱水を搬送するチヤンネルをコンクリ
ートにより覆うようにして、チヤンネルの中を通
して熱水を搬送するもの、或いはコンクリート・
チヤンネルをグラスウール断熱材(或いは二重ウ
レタン)で覆うようにして、コンクリート・チヤ
ンネルの中を通して熱水を搬送するものなどがあ
る。しかしながら、従来の熱水の搬送法では、多
くの場合地中の溝に鉄管を埋めるなどの構造をも
たせ、温度降下は0.1〜1℃/Kmとするためかな
り高価になり、、これが多目的利用の開発をかな
り遅らせてきた。すなわち、コンクリート管から
の漏水によつて保温材に熱水が浸透し、この熱で
膨脹する結果保温材を破壊してしまうと、上記の
温度高降下を維持できなくなる。保温が充分でな
いと、特に大気温度が低いときの温度降下は大き
くなるから、有効エネルギーの損失も大きくな
る。それに対して上述した熱水搬送路では、コン
クリート管などの搬送管から保温材に達する漏水
をプラスチツク製のフレキシブル管で阻止できる
ので、漏水によつて保温材に悪影響を与えること
がなくなる。従つて、安価な保存材を使つても充
分に対応できる。また、搬送管とフレキシブル管
との間に断熱空気層を設けたので、これにより保
温降下の向上、漏水を阻止または抑制を図ること
ができる。
Conventional methods for transporting geothermal fluids, mainly hot water, include covering the channel for transporting hot water with concrete and transporting the hot water through the channel;
Some systems transport hot water through a concrete channel by covering the channel with glass wool insulation (or double urethane). However, conventional methods of transporting hot water often involve a structure such as burying iron pipes in underground trenches, resulting in a temperature drop of 0.1 to 1°C/Km, making them quite expensive, which makes multi-purpose use difficult. Development has been delayed considerably. That is, if hot water permeates the heat insulating material due to water leakage from the concrete pipe and expands due to this heat, the heat insulating material is destroyed, making it impossible to maintain the above temperature drop. If heat retention is insufficient, the temperature drop will be large, especially when the atmospheric temperature is low, and the loss of effective energy will also be large. On the other hand, in the hot water conveyance path described above, water leakage from a conveyance pipe such as a concrete pipe to the heat insulating material can be prevented by a plastic flexible pipe, so that the water leakage does not have an adverse effect on the heat insulating material. Therefore, even if an inexpensive preservation material is used, it can be used satisfactorily. Further, since a heat insulating air layer is provided between the conveying pipe and the flexible pipe, it is possible to improve heat retention and prevent or suppress water leakage.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上の説明から明らかなように、本発明によれ
ば、高温の地熱流体から温泉に利用できる低温の
温水になるまで、その持つ熱エネルギーを全て利
用するので、総合的に非常に高い熱利用効率を得
ることができる。また、その利用設備も多岐にわ
たるため、通常必要な電気や冷暖房のエネルギー
さらには温泉までを生産井から抽出する地熱流体
の熱エネルギーによつて賄うことができ、省エネ
を図ることができる。
As is clear from the above explanation, according to the present invention, all of the thermal energy contained in geothermal fluid is utilized from high-temperature geothermal fluid to low-temperature hot water that can be used for hot springs, so overall heat utilization efficiency is extremely high. can be obtained. Furthermore, since the facilities used are diverse, the normally required energy for electricity, heating and cooling, and even hot springs can be covered by the thermal energy of geothermal fluid extracted from production wells, making it possible to save energy.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明に係る地熱活用システムの1実
施例を説明するための図、第2図は本発明に係る
熱水エネルギー統合部及び直接発電設備の1実施
例構成を示す図、第3図は第2図の熱水エネルギ
ー統合部で使用されるエジエクターを説明するた
めの図、第4図は本発明に係る間接発電設備の1
実施例を示す図、第5図は第4図に示す発電設備
のサイクルを説明するための熱力学線図、第6図
は本発明に係る冷凍設備の1実施例構成を示す
図、第7図は本発明に係る地熱活用システムの発
電設備に付加される水車発電設備の1実施例構成
を示す図、第8図は本発明に適用される真空搬送
システムの1実施例を説明するための図、第9図
は本発明に適用される熱水搬送路の1実施例を説
明するための図である。 11と16……熱水エネルギー統合部、12…
…直接発電設備、13……間接発電設備、14…
…冷凍設備、15……温水利用設備。
FIG. 1 is a diagram for explaining one embodiment of the geothermal utilization system according to the present invention, FIG. 2 is a diagram showing the configuration of one embodiment of the hydrothermal energy integration section and direct power generation equipment according to the present invention, The figure is a diagram for explaining the ejector used in the hot water energy integration section in Figure 2, and Figure 4 is a diagram for explaining an ejector used in the hot water energy integration section of Figure 2.
5 is a thermodynamic diagram for explaining the cycle of the power generation equipment shown in FIG. 4; FIG. 6 is a diagram showing the configuration of an embodiment of the refrigeration equipment according to the present invention; FIG. The figure shows the configuration of an embodiment of the water turbine power generation equipment added to the power generation equipment of the geothermal utilization system according to the present invention, and FIG. 9 are diagrams for explaining one embodiment of a hot water conveyance path applied to the present invention. 11 and 16... Hydrothermal Energy Integration Department, 12...
...Direct power generation equipment, 13...Indirect power generation equipment, 14...
... Refrigeration equipment, 15... Hot water usage equipment.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 地熱生産井から生産される地熱流体の熱エネ
ルギーを活用する地熱活用システムであつて、高
温の地熱流体を使つて直接発電する地熱直接発電
設備、二酸化炭素を熱媒体として使い中温の地熱
流体と熱交換して発電する間接発電設備、中温の
地熱流体を熱源として吸収冷凍法により水を冷却
する冷凍設備、及び温泉その他の温水利用設備を
備え、地熱生産井から生産される地熱流体を温度
に応じて上記いずれかの設備に供給して熱エネル
ギーを活用し、さらに活用後の地熱流体を順次低
温側の設備に供給して温水利用設備に至るまで熱
エネルギーを活用するように構成したことを特徴
とする地熱活用システム。 2 地熱直接発電設備は、100℃の飽和蒸気を入
力エネルギーとする大気圧タービンによつて駆動
されることを特徴とする特許請求の範囲第1項記
載の地熱活用システム。 3 間接発電設備は、二酸化炭素を媒体として用
い、50ないし80℃の中温の地熱流体により間接接
触で二酸化炭素を65℃、130Kg/cm3まで昇温、昇
圧してタービンを駆動することを特徴とする特許
請求の範囲第1項記載の地熱活用システム。 4 コンデンサーに生じる排出水に水頭圧を持た
せてコンデンサーの負圧を高めると共に水車ター
ビンを駆動し発電する水車発電設備を備えたこと
を特徴とする特許請求の範囲第1ないし3項のい
ずれかに記載の地熱活用システム。 5 冷凍設備は、冷媒として臭化リチウム二水和
物にアルコール系液に混入したものを用い、中温
熱源でも高い成績係数を得られるようにしたこと
を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の地熱活
用システム。 6 地熱流体は、複数の生産井を高圧側の生産井
から低圧側の生産井へ順次連結し、低圧側の生産
井の熱水を高圧側の生産井の熱水のエジエクトに
より順次吸い上げて熱水を統合して抽出すること
を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の地熱活
用システム。 7 搬送路の末端に真空ポンプを接続し、該真空
ポンプを用いて搬送管内及び熱水を貯留した熱水
貯蔵塔内を真空にすることにより熱水貯蔵塔内の
熱水をフラツシユさせ蒸気にして自動的に搬送す
るようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第
1項記載の地熱活用システム。 8 搬送管内の搬送蒸気を冷凍設備の熱源として
利用したことを特徴とする特許請求の範囲第1項
記載の地熱活用システム。 9 水密性のプラスチツクからなるフレキシブル
管により搬送管を覆うと共に、搬送管とフレキシ
ブル管との間に空気を充満させ断熱空気層を形成
した熱水搬送路により熱水を搬送するようにした
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の地
熱活用システム。
[Scope of Claims] 1. A geothermal utilization system that utilizes the thermal energy of geothermal fluid produced from geothermal production wells, which includes geothermal direct power generation equipment that directly generates electricity using high-temperature geothermal fluid, and carbon dioxide as a heat medium. Equipped with indirect power generation equipment that exchanges heat with medium-temperature geothermal fluid to generate electricity, refrigeration equipment that uses medium-temperature geothermal fluid as a heat source to cool water by absorption refrigeration, and hot spring and other hot water utilization equipment, which generates electricity from geothermal production wells. The geothermal fluid is supplied to one of the above facilities according to the temperature to utilize the thermal energy, and the geothermal fluid after utilization is then sequentially supplied to the facilities on the low temperature side to utilize the thermal energy up to the hot water utilization facility. A geothermal utilization system characterized by being configured as follows. 2. The geothermal utilization system according to claim 1, wherein the geothermal direct power generation equipment is driven by an atmospheric pressure turbine that uses 100°C saturated steam as input energy. 3. Indirect power generation equipment is characterized by using carbon dioxide as a medium and driving the turbine by raising the temperature and pressure of carbon dioxide to 65℃ and 130Kg/cm 3 through indirect contact with geothermal fluid at a medium temperature of 50 to 80℃. A geothermal utilization system according to claim 1. 4. Any one of claims 1 to 3, characterized in that it is equipped with a water turbine power generation facility that increases the negative pressure of the condenser by giving water head pressure to the discharged water generated in the condenser, and drives a water turbine to generate electricity. Geothermal utilization system described in. 5. Claim 1, characterized in that the refrigeration equipment uses lithium bromide dihydrate mixed with an alcohol-based liquid as a refrigerant, so that a high coefficient of performance can be obtained even with a medium-temperature heat source. Geothermal utilization system described. 6 Geothermal fluid is produced by sequentially connecting multiple production wells from the production well on the high-pressure side to the production well on the low-pressure side, and sequentially sucking up hot water from the production well on the low-pressure side by ejecting hot water from the production well on the high-pressure side. The geothermal utilization system according to claim 1, characterized in that water is extracted in an integrated manner. 7 A vacuum pump is connected to the end of the conveyance path, and the vacuum pump is used to create a vacuum inside the conveyance pipe and the hot water storage tower in which hot water is stored, thereby flushing the hot water in the hot water storage tower and turning it into steam. 2. The geothermal utilization system according to claim 1, wherein the geothermal energy is automatically conveyed. 8. The geothermal utilization system according to claim 1, wherein the conveyed steam in the conveying pipe is used as a heat source for refrigeration equipment. 9. The hot water is conveyed through a hot water conveyance path that covers the conveyor tube with a flexible tube made of watertight plastic and fills air between the conveyor tube and the flexible tube to form an insulating air layer. A geothermal utilization system according to claim 1 characterized by:
JP60101762A 1985-05-14 1985-05-14 Utilizing system of terrestrial heat Granted JPS61261679A (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60101762A JPS61261679A (en) 1985-05-14 1985-05-14 Utilizing system of terrestrial heat
CA000506235A CA1273496A (en) 1985-05-14 1986-04-09 Geothermal energy utilization system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60101762A JPS61261679A (en) 1985-05-14 1985-05-14 Utilizing system of terrestrial heat

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS61261679A JPS61261679A (en) 1986-11-19
JPH0526953B2 true JPH0526953B2 (en) 1993-04-19

Family

ID=14309241

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP60101762A Granted JPS61261679A (en) 1985-05-14 1985-05-14 Utilizing system of terrestrial heat

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JPS61261679A (en)
CA (1) CA1273496A (en)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0419367A (en) * 1990-05-15 1992-01-23 Nkk Corp Electric-power generator with use of subterranean heat
JP4533669B2 (en) * 2004-05-31 2010-09-01 南光物産株式会社 Production method of hot spring mud using geothermal steam
JP5829120B2 (en) * 2011-12-23 2015-12-09 株式会社ターボブレード Thermal steam generator
CN103398456A (en) * 2013-08-19 2013-11-20 吉林澳奇机电集团有限公司 Energy-saving device and energy-saving method utilizing ground source heat pump
CN105890673B (en) * 2016-06-23 2018-05-01 南开大学 A kind of online wide range dynamic water table-temperature measurement system of underground heat well
WO2026047281A1 (en) * 2024-08-26 2026-03-05 Stig Sundman Method for heating a molten-salt battery to its operation temperature

Also Published As

Publication number Publication date
JPS61261679A (en) 1986-11-19
CA1273496A (en) 1990-09-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4327555A (en) Solar air conditioning system
WO2021248289A1 (en) Transducing method and system
WO2020164255A1 (en) Transducing method and system
CN107060927A (en) Waste heat recycling system and its method and power station
CN103388905A (en) Evaporator flow-adjustable heat-pump water heater system
CN111964286A (en) Ultra-long gravity circulation pipe geothermal heating device and method
CN106640238B (en) Based on forward and inverse cycle depth geothermal Building Cooling electrical coupling system and implementation method
CN110285596A (en) A Pure CO2 Ice Skating Rink Refrigeration System
CN109306963A (en) A compressed air energy storage method and energy storage system
US4380903A (en) Enthalpy restoration in geothermal energy processing system
CN109306879A (en) A compressed air energy storage system
US12158138B2 (en) Renewable geothermal energy harvesting systems and methods
JPH0526953B2 (en)
JP2022554142A (en) Thermal energy transfer method using water and carbon dioxide
CN206801634U (en) Heat energy utilization system and power station
CN105545388B (en) Low-temperature thermal energy recycling unit and method
CN113915786A (en) Compression type heat pump device utilizing latent heat for energy storage
CN119223059A (en) A park-level energy storage and heat release adjustment system and its use method
CN115930484B (en) Dual-effect gravity heat pipe ground source heat pump system and method for heating/cooling
CN107036205A (en) Using the water of the heat of transformation, earth-source hot-pump system and refrigeration with heating technique
CN111121339B (en) A device for generating electricity and cooling by combining industrial waste heat or geothermal energy and air energy
US12241457B1 (en) Renewable geothermal energy harvesting systems and methods
JPS6217119B2 (en)
CN218392267U (en) Heat source tower antifreeze fluid concentration device based on concentrated waste heat recovery
CN220321657U (en) Geothermal heat pump system