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JP2020128726A - Geothermal heat recovery device and fumarolic gas test facility - Google Patents

Geothermal heat recovery device and fumarolic gas test facility Download PDF

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JP2020128726A
JP2020128726A JP2019021507A JP2019021507A JP2020128726A JP 2020128726 A JP2020128726 A JP 2020128726A JP 2019021507 A JP2019021507 A JP 2019021507A JP 2019021507 A JP2019021507 A JP 2019021507A JP 2020128726 A JP2020128726 A JP 2020128726A
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steam
pressure
heat
geothermal
heat recovery
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高橋 和雄
Kazuo Takahashi
和雄 高橋
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Kobe Steel Ltd
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Kobe Steel Ltd
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Abstract

To provide a technique to prevent steam heat obtained through geothermal fluid from being wasted.SOLUTION: A geothermal heat recovery device recovers heat through geothermal fluid ejected from under the ground. The geothermal heat recovery device comprises: a steam-water separator which separates the geothermal fluid into steam and hot water; a thermal load device which performs a heat recovery process to recover the heat from the steam supplied from the steam-water separator; and a steam trap which allows steam condensate generated as a result of the heat recovery process to be discharged and prevents steam supplied through the heat load device from being discharged.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、地熱流体から熱を回収する地熱回収装置と、地熱回収装置を備えている噴気試験設備とに関する。 The present invention relates to a geothermal heat recovery device that recovers heat from a geothermal fluid, and a fumarolic test facility equipped with the geothermal heat recovery device.

地下から噴出した地熱流体の熱は、地上での様々な用途に利用可能である。特許文献1は、地熱流体から回収された熱を発電に利用する地熱回収装置を開示している。特許文献1によれば、地熱回収装置は、地熱流体を蒸気と熱水とに分離する気水分離器を有している。気水分離器で得られた蒸気は、発電用の蒸気タービンに供給される。 The heat of the geothermal fluid ejected from the underground can be used for various purposes on the ground. Patent Document 1 discloses a geothermal heat recovery device that uses heat recovered from a geothermal fluid for power generation. According to Patent Document 1, the geothermal heat recovery device has a steam separator for separating the geothermal fluid into steam and hot water. The steam obtained by the steam separator is supplied to a steam turbine for power generation.

特開昭54−124801号公報JP-A-54-124801

地熱流体から得られた蒸気から凝縮液に相変化する量が多ければ多いほど、蒸気からの熱回収量が多くなる。しかしながら、地熱流体から得られた蒸気の一部が、気相を維持したまま地熱回収装置から放出されることが一般的である。気相を維持したまま放出された蒸気の熱は、地熱回収装置によって回収されることなく浪費されている。 The greater the amount of vapor phase conversion from the geothermal fluid to condensate, the greater the amount of heat recovered from the vapor. However, it is general that a part of the vapor obtained from the geothermal fluid is discharged from the geothermal recovery device while maintaining the gas phase. The heat of the steam released while maintaining the gas phase is wasted without being recovered by the geothermal recovery device.

本発明は、地熱流体から得られた蒸気の熱の有効利用を可能にする技術を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a technique that enables effective use of heat of steam obtained from a geothermal fluid.

本発明の一の局面に係る地熱回収装置は、地下から噴出した地熱流体から熱を回収するように構成されている。地熱回収装置は、前記地熱流体を蒸気と熱水とに分離する気水分離器と、前記気水分離器から供給された前記蒸気から前記熱を回収する熱回収処理を行うように構成された熱負荷装置と、前記熱回収処理の結果生じた前記蒸気の凝縮液の排出を許容する一方で、前記熱負荷装置からの前記蒸気の排出を抑制するように構成されたスチームトラップと、を備えている。 A geothermal heat recovery device according to one aspect of the present invention is configured to recover heat from a geothermal fluid ejected from underground. The geothermal heat recovery device is configured to perform a heat recovery process for recovering the heat from the steam separator that separates the geothermal fluid into steam and hot water, and the steam supplied from the steam separator. A heat load device, and a steam trap configured to suppress the discharge of the steam from the heat load device while allowing the discharge of the condensed liquid of the steam generated as a result of the heat recovery process. ing.

上記の構成によれば、スチームトラップが、熱負荷装置からの蒸気の排出を抑制するので、熱を十分に回収されることなく熱負荷装置から排出される蒸気の量が少なくなる。すなわち、蒸気は、熱負荷装置での熱回収処理に有効に利用される。スチームトラップは、熱負荷装置での熱回収処理の下で相変化した凝縮液の排出を許容するので、凝縮液が熱負荷装置に溜まることはない。 According to the above configuration, the steam trap suppresses the discharge of steam from the heat load device, so that the amount of steam discharged from the heat load device is reduced without sufficiently recovering heat. That is, the steam is effectively used for heat recovery processing in the heat load device. The steam trap allows the condensate that has undergone a phase change under the heat recovery process in the heat loader to be discharged, so that the condensate does not accumulate in the heat loader.

上記の構成に関して、地熱回収装置は、前記凝縮液の排出経路を形成している排水管と、前記排水管内の圧力を検出するように構成された圧力検出部と、前記排水管内の前記圧力が所定の上限閾値以下になるように、前記熱負荷装置での熱回収量を制御する熱負荷制御部とを更に備えていてもよい。 With respect to the above configuration, the geothermal recovery device is a drainage pipe forming the discharge path of the condensate, a pressure detection unit configured to detect the pressure in the drainage pipe, the pressure in the drainage pipe is A heat load control unit that controls the heat recovery amount in the heat load device may be further provided so as to be equal to or less than a predetermined upper limit threshold.

上記の構成によれば、多量の蒸気が、気水分離器において、以下の如く生成される。熱負荷装置の熱回収量の制御の結果、排水管内の圧力は、所定の上限閾値以下になるので、気水分離器と熱負荷装置との間の圧力差がある程度高いレベルに保たれる。一方、地中から噴出した地熱流体が流入する気水分離器の内部空間は、蒸気の飽和状態にある。このため、排水管内の圧力が低ければ低いほど、上述の圧力差が大きくなり、気水分離器において、液相の地熱流体から得られる蒸気量も増加する。 According to the above configuration, a large amount of steam is generated in the steam separator as follows. As a result of the control of the heat recovery amount of the heat load device, the pressure in the drain pipe becomes equal to or lower than the predetermined upper limit threshold, so that the pressure difference between the steam separator and the heat load device is maintained at a high level to some extent. On the other hand, the internal space of the steam separator into which the geothermal fluid ejected from the ground flows is in a saturated state of steam. Therefore, the lower the pressure in the drain pipe, the larger the pressure difference described above, and the more the amount of vapor obtained from the liquid-phase geothermal fluid in the steam separator.

上記の構成に関して、前記熱負荷制御部は、前記スチームトラップを通じた前記凝縮液の前記排出に必要とされる圧力よりも大きな値に設定された下限閾値以上の圧力が前記排水管内で得られるように、前記熱負荷装置での前記熱回収量を制御してもよい。 With regard to the above configuration, the heat load control unit is configured to obtain a pressure in the drain pipe that is equal to or higher than a lower threshold value that is set to a value larger than a pressure required for discharging the condensate through the steam trap. In addition, the heat recovery amount in the heat load device may be controlled.

上記の構成によれば、熱負荷装置の熱回収量の制御の結果、排水管内の圧力が、スチームトラップを通じた凝縮液の排出に必要とされる圧力よりも大きな値に維持される。したがって、スチームトラップを通じた凝縮液の排出が円滑に行われる。 According to the above configuration, as a result of the control of the heat recovery amount of the heat load device, the pressure in the drain pipe is maintained at a value higher than the pressure required for discharging the condensate through the steam trap. Therefore, the condensate is smoothly discharged through the steam trap.

上記の構成に関して、地熱回収装置は、前記気水分離器内の前記蒸気又は前記気水分離器から前記熱負荷装置へ供給される前記蒸気の大気への放出量を調整可能に構成された放出弁と、前記気水分離器内の前記蒸気の圧力が所定の放出閾値を超えると、前記放出弁の開度を上げる弁制御部とを備えていてもよい。 Regarding the above configuration, the geothermal recovery device is a discharge configured to be able to adjust the amount of the steam in the steam separator or the steam supplied from the steam separator to the heat load device to the atmosphere. A valve and a valve controller that increases the opening of the discharge valve when the pressure of the steam in the steam separator exceeds a predetermined discharge threshold may be provided.

上記の構成によれば、気水分離器内の蒸気の圧力が、所定の放出閾値を超えると、弁制御部は、放出弁の開度を上げる。この結果、気水分離器内の蒸気又は気水分離器から熱負荷装置へ供給される蒸気の大気への放出量が増加する。一方、大気への蒸気の放出の結果、気水分離器内の蒸気の圧力が下がるので、気水分離器の内圧は、過度に大きくならない。 According to the above configuration, when the pressure of the steam in the steam separator exceeds a predetermined discharge threshold value, the valve control unit increases the opening degree of the discharge valve. As a result, the amount of steam in the steam separator or the steam supplied from the steam separator to the heat load device to the atmosphere increases. On the other hand, as a result of the release of steam to the atmosphere, the pressure of steam in the steam separator decreases, so the internal pressure of the steam separator does not become excessively large.

本発明の他の局面に係る噴気試験設備は、上述の地熱回収装置を備えている。前記地熱回収装置は、前記気水分離器への前記地熱流体の流入量が増えれば増えるほど、大きな電力が前記熱負荷装置から出力されるように構成されている。前記噴気試験設備は、前記熱負荷装置から出力された前記電力をモニタするように構成された出力モニタ部を備えている。 A fumarolic test facility according to another aspect of the present invention includes the geothermal heat recovery device described above. The geothermal heat recovery device is configured such that as the amount of the geothermal fluid flowing into the steam separator increases, more electric power is output from the heat load device. The fumarolic test facility includes an output monitor unit configured to monitor the electric power output from the heat load device.

上記の構成によれば、噴気試験設備は、地熱流体の噴出量の推定に以下の如く貢献する。地熱回収装置は、気水分離器への地熱流体の流入量が増えれば増えるほど、大きな電力が熱負荷装置から出力されるように構成されているので、気水分離器への地熱流体の流入量と熱負荷装置から出力される電力との間に相関関係が生ずる。出力モニタ部は、熱負荷装置から得られた電力をモニタするので、出力モニタ部のモニタ結果及び上述の相関関係に基づいて地熱流体の噴出量が推定され得る。 According to the above configuration, the fumarolic test facility contributes to the estimation of the ejection amount of the geothermal fluid as follows. Since the geothermal heat recovery device is configured such that the larger the inflow amount of the geothermal fluid into the steam-water separator, the larger the power output from the heat load device, so that the geothermal fluid flows into the steam-water separator. There is a correlation between the quantity and the power output from the heat load device. Since the output monitor unit monitors the electric power obtained from the heat load device, the ejection amount of the geothermal fluid can be estimated based on the monitoring result of the output monitor unit and the above-mentioned correlation.

上述の技術は、地熱流体から得られた蒸気の熱の有効利用を可能にする。 The techniques described above allow for efficient use of the heat of steam obtained from geothermal fluids.

第1実施形態の地熱回収装置の概略図である。It is a schematic diagram of the geothermal recovery device of a 1st embodiment. 地熱回収装置の制御に用いられる部位の例示的な機能構成を表す概略的なブロック図である。It is a schematic block diagram showing the example functional structure of the site|part used for control of a geothermal recovery apparatus. 地熱回収装置の起動時における動作(初期化処理)の概略的なフローチャートである。It is a schematic flow chart of operation (initialization processing) at the time of starting the geothermal heat recovery device. 初期化処理後の弁制御部の例示的な動作を表す概略的なフローチャートである。6 is a schematic flowchart showing an exemplary operation of a valve control unit after initialization processing. 地熱回収装置の起動時における調整処理における熱負荷制御部の例示的な動作を表す概略的なフローチャートである。It is a schematic flow chart showing an example operation of a heat load control part in adjustment processing at the time of starting of a geothermal recovery device. 地熱回収装置の定常運転のための前処理における弁制御部の例示的な動作を表す概略的なフローチャートである。It is a schematic flow chart showing the example operation of the valve control part in the pretreatment for steady operation of the geothermal heat recovery device. 定常運転における地熱回収装置の例示的な処理を表す概略的なフローチャートである。It is a schematic flow chart showing an example of processing of a geothermal recovery device in steady operation. 第2実施形態の地熱回収装置の概略図である。It is a schematic diagram of the geothermal recovery device of a 2nd embodiment. 第3実施形態の噴気試験設備の概略図である。It is a schematic diagram of the fumarolic test equipment of a 3rd embodiment. 第4実施形態の地熱回収装置の概略図である。It is a schematic diagram of the geothermal recovery device of a 4th embodiment.

<第1実施形態>
図1は、第1実施形態の地熱回収装置100の概略図である。図1を参照して、地熱回収装置100が説明される。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a schematic diagram of the geothermal heat recovery device 100 of the first embodiment. The geothermal heat recovery device 100 is described with reference to FIG. 1.

地熱回収装置100は、地熱流体が貯留されている地下の貯留層まで地上から掘削された地熱発電用の井戸WLLの傍に配置されている。地熱回収装置100は、地熱流体から熱を回収し、回収された熱を用いて発電するように構成されている。 The geothermal heat recovery device 100 is arranged near a well WLL for geothermal power generation, which is excavated from the ground up to an underground reservoir in which geothermal fluid is stored. The geothermal heat recovery device 100 is configured to recover heat from the geothermal fluid and generate power using the recovered heat.

地熱回収装置100は、地熱流体並びに液相の地熱流体から得られた蒸気及び熱水が流れる管路と、管路上で構成された気水分離器110及び熱負荷装置120とを備えている。気水分離器110は、地熱流体を蒸気と熱水とに分離するために利用される。熱負荷装置120は、気水分離器110で得られた蒸気から熱を回収するために利用される。 The geothermal heat recovery device 100 includes a pipeline through which steam and hot water obtained from the geothermal fluid and a liquid-phase geothermal fluid flow, a steam separator 110 and a heat load device 120 that are configured on the pipeline. The steam separator 110 is used to separate the geothermal fluid into steam and hot water. The heat load device 120 is used to recover heat from the steam obtained in the steam separator 110.

上述の管路が5つの管部位に分けて説明される。「上流」及び「下流」との用語は以下の説明において地熱流体、蒸気及び熱水の流れを基準に用いられる。 The above-mentioned conduit is described by dividing it into five pipe parts. The terms "upstream" and "downstream" are used in the following description with reference to the flow of geothermal fluid, steam and hot water.

上述の管部位のうち1つは上流案内管131であり、上流案内管131は、井戸WLLから気水分離器110までの区間に亘って延設されている。他のもう1つの管部位は、気水分離器110で得られた蒸気を熱負荷装置120へ案内するように、気水分離器110の上部から熱負荷装置120へ延設された蒸気案内管132である。他のもう1つの管部位は、熱負荷装置120から下流に延設された排水管134であり、排水管134は、熱負荷装置120での熱回収処理の結果生じた凝縮液の排水経路を形成している。残りの管部位は、気水分離器110の下部から下方に延設された排水管135であり、排水管135は気水分離器110で得られた熱水の排水に利用される。排水管134及び排水管135の端部は大気に開放されている。これらの管部位131,132,134,135に加えて、地熱回収装置100は、蒸気案内管132から分岐された蒸気放出管133を有している。蒸気放出管133の端部は、大気に開放されている。 One of the above-mentioned pipe parts is the upstream guide pipe 131, and the upstream guide pipe 131 extends over the section from the well WLL to the steam separator 110. The other pipe part is a steam guide tube extending from the upper part of the steam separator 110 to the heat load device 120 so as to guide the steam obtained in the steam separator 110 to the heat load device 120. 132. The other another pipe part is a drain pipe 134 extending downstream from the heat load device 120, and the drain pipe 134 is a drainage path of the condensate generated as a result of the heat recovery process in the heat load device 120. Has formed. The remaining pipe part is a drain pipe 135 extending downward from the lower part of the steam separator 110, and the drain pipe 135 is used for discharging the hot water obtained in the steam separator 110. The ends of the drain pipe 134 and the drain pipe 135 are open to the atmosphere. In addition to these pipe parts 131, 132, 134, 135, the geothermal heat recovery device 100 has a steam discharge pipe 133 branched from the steam guide pipe 132. The end of the vapor discharge pipe 133 is open to the atmosphere.

気水分離器110は、井戸WLLからの地熱流体が流入する容器として構成されている。地熱流体は、気水分離器110内で蒸気と熱水とに分離する。気水分離器110の内部空間の上部には蒸気が溜まる一方で、気水分離器110の内部空間の下部には熱水が溜まる。気水分離器110の内部空間の上部において、蒸気は飽和状態になっている。気水分離器110の内部空間の上部は、上述の蒸気案内管132に繋がっている。気水分離器110の内部空間の下部は、上述の排水管135に繋がっている。 The steam separator 110 is configured as a container into which the geothermal fluid from the well WLL flows. The geothermal fluid is separated into steam and hot water in the steam separator 110. Steam accumulates in the upper part of the inner space of the steam separator 110, while hot water accumulates in the lower part of the inner space of the steam separator 110. In the upper part of the internal space of the steam separator 110, the steam is saturated. The upper part of the internal space of the steam separator 110 is connected to the steam guide tube 132 described above. The lower part of the internal space of the steam separator 110 is connected to the drain pipe 135 described above.

熱負荷装置120は、バイナリ発電設備として機能するように構成されている。熱負荷装置120は、上述の蒸気案内管132を通じて供給された蒸気から熱を回収する熱媒体が流れる循環路121を有している。循環路121に加えて、熱負荷装置120は、循環路121上に配置されたポンプ122と、蒸気と熱媒体との間の熱交換が得られるように構成された熱交換器123と、発電ユニットとを備えている。熱交換器123は、熱交換の結果生じた蒸気の凝縮液が、熱負荷装置120から排出されるように、排水管134に接続されている。ポンプ122は、熱媒体を循環路121に沿って循環させるために配置されている。 The heat load device 120 is configured to function as a binary power generation facility. The heat load device 120 has a circulation path 121 through which a heat medium that recovers heat from the steam supplied through the steam guide tube 132 flows. In addition to the circulation path 121, the heat load device 120 includes a pump 122 disposed on the circulation path 121, a heat exchanger 123 configured to obtain heat exchange between steam and a heat medium, and power generation. And unit. The heat exchanger 123 is connected to the drain pipe 134 so that the vapor condensate generated as a result of the heat exchange is discharged from the heat load device 120. The pump 122 is arranged to circulate the heat medium along the circulation path 121.

発電ユニットは、循環路124、ポンプ125、蒸発器126、タービン127、凝縮器128及び発電機129を備えている。循環路124は、上述の循環路121の隣で構成され、上述の熱媒体から熱を受け取る作動媒体が循環路124に沿って流れる。ポンプ125は、作動媒体を循環路124に沿って循環させるために配置されている。蒸発器126、タービン127及び凝縮器128は、ポンプ125によって送り出された作動媒体が蒸発器126、タービン127及び凝縮器128を順に通過するように配置されている。蒸発器126は、循環路121を流れる熱媒体と循環路124を流れる作動媒体との間での熱交換が行われるように構成されている。タービン127は、熱媒体と作動媒体との間での熱交換の結果気化した作動媒体の膨張によって、内部のロータが回転するように構成されている。凝縮器128は、作動媒体を発電ユニットの外部から供給された冷却媒体と熱交換させるように構成されている。発電機129は、タービン127のロータの回転が伝達されるようにタービン127に機械的に接続されている。 The power generation unit includes a circulation path 124, a pump 125, an evaporator 126, a turbine 127, a condenser 128, and a power generator 129. The circulation path 124 is configured next to the circulation path 121, and the working medium that receives heat from the heat medium flows along the circulation path 124. The pump 125 is arranged to circulate the working medium along the circulation path 124. The evaporator 126, the turbine 127, and the condenser 128 are arranged so that the working medium sent out by the pump 125 passes through the evaporator 126, the turbine 127, and the condenser 128 in order. The evaporator 126 is configured to exchange heat between the heat medium flowing through the circulation path 121 and the working medium flowing through the circulation path 124. The turbine 127 is configured so that the expansion of the working medium vaporized as a result of heat exchange between the heat medium and the working medium causes the rotor therein to rotate. The condenser 128 is configured to exchange heat between the working medium and the cooling medium supplied from the outside of the power generation unit. The generator 129 is mechanically connected to the turbine 127 so that the rotation of the rotor of the turbine 127 is transmitted.

地熱回収装置100は、2つの開閉弁141,142と、放出弁143と、2つのスチームトラップ144,145と、2つの逆止弁146,147とを更に備えている。開閉弁141は、上流案内管131に取り付けられている。一方、開閉弁142は、蒸気案内管132に取り付けられている。放出弁143は、蒸気放出管133に取り付けられている。放出弁143は、開度を調整可能に構成されている。スチームトラップ144,145は、所定の圧力環境下で熱水の通過を許容するように構成されている。凝縮液及び熱水がスチームトラップ144,145をそれぞれ通過するのに必要とされる圧力は、以下の説明において「必要圧力」と称される。スチームトラップ144,145は、蒸気をほとんど或いは全く通過させないように構成されている。逆止弁146,147は、排水管134,135への大気の流入を防ぐために、スチームトラップ144,145の下流で排水管134,135にそれぞれ取り付けられている。 The geothermal heat recovery device 100 further includes two opening/closing valves 141 and 142, a discharge valve 143, two steam traps 144 and 145, and two check valves 146 and 147. The on-off valve 141 is attached to the upstream guide pipe 131. On the other hand, the opening/closing valve 142 is attached to the steam guide pipe 132. The discharge valve 143 is attached to the steam discharge pipe 133. The discharge valve 143 is configured so that its opening can be adjusted. The steam traps 144, 145 are configured to allow passage of hot water under a predetermined pressure environment. The pressure required for the condensate and the hot water to pass through the steam traps 144 and 145, respectively is referred to as "required pressure" in the following description. The steam traps 144, 145 are configured to allow little or no vapor to pass through. The check valves 146 and 147 are attached to the drain pipes 134 and 135 downstream of the steam traps 144 and 145, respectively, in order to prevent air from flowing into the drain pipes 134 and 135.

地熱回収装置100は、3つの圧力検出部151,152,153を備えている。圧力検出部151は、気水分離器110内の蒸気の圧力を検出するために、気水分離器110の上部に取り付けられている。圧力検出部152は、気水分離器110から熱負荷装置120へ供給される蒸気の圧力を検出するために利用される。圧力検出部152は、開閉弁142の下流で蒸気案内管132に取り付けられている。圧力検出部153は、スチームトラップ144の上流で排水管134に取り付けられ、排水管134内の圧力を検出するために用いられる。圧力検出部151,152,153は、検出された圧力を表す圧力信号を生成するように構成されている。圧力信号は、熱負荷装置120及び放出弁143に対する制御に利用される。 The geothermal heat recovery device 100 includes three pressure detection units 151, 152, 153. The pressure detection unit 151 is attached to the upper portion of the steam separator 110 in order to detect the pressure of the steam in the steam separator 110. The pressure detection unit 152 is used to detect the pressure of the steam supplied from the steam separator 110 to the heat load device 120. The pressure detector 152 is attached to the steam guide pipe 132 downstream of the on-off valve 142. The pressure detector 153 is attached to the drain pipe 134 upstream of the steam trap 144 and is used to detect the pressure in the drain pipe 134. The pressure detectors 151, 152, 153 are configured to generate a pressure signal representing the detected pressure. The pressure signal is used to control the heat load device 120 and the discharge valve 143.

地熱回収装置100は、熱負荷装置120、放出弁143及び開閉弁141,142を制御する部位として熱負荷制御部170及び弁制御部160を備えている。図1及び図2を参照して、地熱回収装置100の制御関連部位が説明される。図2は、地熱回収装置100の制御関連部位の例示的な機能構成を表す概略的なブロック図である。 The geothermal heat recovery device 100 includes a heat load control unit 170 and a valve control unit 160 as parts that control the heat load device 120, the discharge valve 143, and the opening/closing valves 141 and 142. A control-related part of the geothermal heat recovery device 100 will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 2 is a schematic block diagram showing an exemplary functional configuration of control-related parts of the geothermal heat recovery device 100.

地熱回収装置100は、制御関連部位として、作動指令部180を備えている。作動指令部180は、地熱回収装置100の起動時に、ユーザによって操作されるように構成されている。作動指令部180は、ユーザが作動指令部180を操作すると、開閉弁141,142及び放出弁143を所定の初期設定にすることを要求する初期化要求信号と、弁制御部160に所定の判定処理を開始させる判定要求信号とを生成する。これらの要求信号は、作動指令部180から弁制御部160に出力される。たとえば、作動指令部180は、地熱回収装置100用の起動プログラムが組み込まれたコンピュータ装置であってもよい。 The geothermal heat recovery device 100 includes an operation command unit 180 as a control-related part. The operation command unit 180 is configured to be operated by the user when the geothermal heat recovery device 100 is activated. When the user operates the operation command unit 180, the operation command unit 180 sends an initialization request signal requesting that the on-off valves 141 and 142 and the discharge valve 143 be set to predetermined initial settings, and the valve control unit 160 makes a predetermined determination. And a determination request signal for starting the processing. These request signals are output from the operation command unit 180 to the valve control unit 160. For example, the operation command unit 180 may be a computer device in which a startup program for the geothermal heat recovery device 100 is incorporated.

弁制御部160は、圧力判定部161と弁駆動部162とを含んでいる。圧力判定部161は、作動指令部180からの判定要求信号及び圧力検出部151,152,153からの圧力信号に基づいて、所定の判定処理及び所定の信号生成処理を行うように構成されている。弁駆動部162は、放出弁143及び開閉弁141,142を駆動するように構成されている。 The valve control unit 160 includes a pressure determination unit 161 and a valve drive unit 162. The pressure determination unit 161 is configured to perform a predetermined determination process and a predetermined signal generation process based on the determination request signal from the operation command unit 180 and the pressure signals from the pressure detection units 151, 152, 153. .. The valve drive unit 162 is configured to drive the discharge valve 143 and the opening/closing valves 141 and 142.

圧力判定部161は、圧力信号に基づいて所定の判定処理を実行する機能と、判定処理の結果に基づいて、弁駆動部162及び熱負荷制御部170に所定の動作を要求する機能とを有している。圧力判定部161は、弁駆動部162に対して、駆動要求信号を出力し、開閉弁142及び放出弁143の駆動を要求するように構成されている。圧力判定部161は、熱負荷制御部170に対して、調整要求信号を出力し、熱負荷制御部170に熱回収量の調整処理を要求するように構成されている。たとえば、圧力判定部161は、所定の判定処理を行うとともにこれらの要求信号を生成する判定処理プログラムであってもよい。 The pressure determination unit 161 has a function of executing a predetermined determination process based on the pressure signal, and a function of requesting a predetermined operation to the valve drive unit 162 and the heat load control unit 170 based on the result of the determination process. doing. The pressure determination unit 161 is configured to output a drive request signal to the valve drive unit 162 and request drive of the on-off valve 142 and the release valve 143. The pressure determination unit 161 is configured to output an adjustment request signal to the heat load control unit 170 and request the heat load control unit 170 to perform heat recovery amount adjustment processing. For example, the pressure determination unit 161 may be a determination processing program that performs predetermined determination processing and generates these request signals.

弁駆動部162は、放出弁143を駆動する弁駆動信号を生成する第1駆動部163と、開閉弁141を駆動する弁駆動信号を生成する第2駆動部164と、開閉弁142を駆動する弁駆動信号を生成する第3駆動部165とを含んでいる。第1駆動部163、第2駆動部164及び第3駆動部165は、作動指令部180からの初期化要求信号及び圧力判定部161からの駆動要求信号とを受け取るように構成されている。第1駆動部163、第2駆動部164及び第3駆動部165は、初期化要求信号の受信に応じて、放出弁143及び開閉弁141,142の開度を所定の初期設定にするための弁駆動信号を生成する。第1駆動部163は、放出弁143用の駆動要求信号を圧力判定部161から受け取る。第1駆動部163は、駆動要求信号に応じて、放出弁143を駆動する。第3駆動部165は、開閉弁142用の駆動要求信号を圧力判定部161から受け取る。第3駆動部165は、駆動要求信号に応じて、開閉弁142を駆動する。たとえば、弁駆動部162は、駆動信号を生成する信号生成回路であってもよい。 The valve drive unit 162 drives the first drive unit 163 that generates a valve drive signal that drives the release valve 143, the second drive unit 164 that generates a valve drive signal that drives the open/close valve 141, and the open/close valve 142. And a third drive unit 165 that generates a valve drive signal. The first drive unit 163, the second drive unit 164, and the third drive unit 165 are configured to receive the initialization request signal from the operation command unit 180 and the drive request signal from the pressure determination unit 161. The first drive unit 163, the second drive unit 164, and the third drive unit 165 are configured to set the opening degrees of the release valve 143 and the opening/closing valves 141, 142 to predetermined initial settings in response to the reception of the initialization request signal. Generate a valve drive signal. The first drive unit 163 receives the drive request signal for the release valve 143 from the pressure determination unit 161. The first drive unit 163 drives the discharge valve 143 according to the drive request signal. The third drive unit 165 receives the drive request signal for the on-off valve 142 from the pressure determination unit 161. The third drive unit 165 drives the on-off valve 142 according to the drive request signal. For example, the valve drive unit 162 may be a signal generation circuit that generates a drive signal.

熱負荷制御部170は、圧力判定部171と、ポンプ駆動部172とを含んでいる。圧力判定部171は、弁制御部160の圧力判定部161からの調整要求信号及び圧力検出部152,153からの圧力信号を受け取るように構成されている。ポンプ駆動部172は、熱負荷装置120のポンプ122を駆動するように構成されている。 The heat load control unit 170 includes a pressure determination unit 171 and a pump drive unit 172. The pressure determination unit 171 is configured to receive the adjustment request signal from the pressure determination unit 161 of the valve control unit 160 and the pressure signal from the pressure detection units 152 and 153. The pump driving unit 172 is configured to drive the pump 122 of the heat load device 120.

圧力判定部171は、圧力検出部152,153からの圧力信号に基づき所定の判定処理を行う機能を有している。加えて、圧力判定部171は、判定処理の結果に基づいて、ポンプ駆動部172にポンプ122の駆動を要求する駆動要求信号を生成する機能と、弁制御部160の圧力判定部161に所定の判定処理を要求する判定要求信号を生成する機能とを有している。ポンプ駆動部172は、駆動要求信号に応じてポンプ122を駆動する。たとえば、圧力判定部171は、所定の判定処理を行うとともにこれらの要求信号を生成する判定処理プログラムであってもよい。ポンプ駆動部172は、ポンプ122用の駆動信号を生成する信号生成回路であってもよい。 The pressure determination unit 171 has a function of performing a predetermined determination process based on the pressure signals from the pressure detection units 152 and 153. In addition, the pressure determination unit 171 has a function of generating a drive request signal for requesting the pump drive unit 172 to drive the pump 122 based on the result of the determination process, and a predetermined value for the pressure determination unit 161 of the valve control unit 160. It has a function of generating a judgment request signal for requesting judgment processing. The pump drive unit 172 drives the pump 122 according to the drive request signal. For example, the pressure determination unit 171 may be a determination processing program that performs predetermined determination processing and generates these request signals. The pump drive unit 172 may be a signal generation circuit that generates a drive signal for the pump 122.

地熱流体に対する処理が以下に説明される。 The process for geothermal fluids is described below.

貯留層内の地熱流体は、井戸WLLを通じて地上へ噴出する。地熱流体は、その後、上流案内管131を通じて気水分離器110に流入する。地熱流体は、気水分離器110内で熱水と蒸気とに分離される。熱水は、排水管135を通じて排出される。蒸気は、蒸気案内管132を通じて熱負荷装置120に供給される。熱負荷装置120に供給された蒸気は、熱交換器123で熱媒体と熱交換し、蒸気の潜熱が熱媒体によって回収される。蒸気の熱が熱媒体に移ると、熱交換器123内で凝縮液が生ずる。凝縮液は、熱負荷装置120から排出された後、スチームトラップ144を通じて地熱回収装置100から排出される。一方、凝縮液とともに熱負荷装置120から排出された蒸気は、スチームトラップ144によって排水管134に留められる。 The geothermal fluid in the reservoir ejects to the ground through the well WLL. The geothermal fluid then flows into the steam separator 110 through the upstream guide pipe 131. The geothermal fluid is separated into hot water and steam in the steam separator 110. The hot water is discharged through the drain pipe 135. The steam is supplied to the heat load device 120 through the steam guide tube 132. The steam supplied to the heat load device 120 exchanges heat with the heat medium in the heat exchanger 123, and the latent heat of the steam is recovered by the heat medium. When the heat of the steam is transferred to the heat medium, a condensate is generated in the heat exchanger 123. The condensate is discharged from the heat load device 120 and then discharged from the geothermal heat recovery device 100 through the steam trap 144. On the other hand, the steam discharged from the heat load device 120 together with the condensate is retained in the drain pipe 134 by the steam trap 144.

熱交換器123で蒸気から熱を回収した熱媒体は、蒸発器126で作動媒体と更に熱交換する。この結果、蒸気の熱は、熱媒体を介して作動媒体に伝達される。作動媒体は、熱媒体との熱交換の結果気化し、気化した作動媒体がタービン127に流入する。タービン127内で作動媒体が膨張する結果、タービン127のロータが回転する。発電機129は、ロータの回転に応じて電気を作り出す。タービン127を通過した作動媒体は、凝縮器128で冷却媒体と熱交換する。冷却媒体との熱交換の結果、作動媒体は液化する。液化した作動媒体は、ポンプ125によって蒸発器126に送り込まれる。 The heat medium whose heat is recovered from the steam by the heat exchanger 123 further exchanges heat with the working medium by the evaporator 126. As a result, the heat of the steam is transferred to the working medium via the heat medium. The working medium is vaporized as a result of heat exchange with the heat medium, and the vaporized working medium flows into the turbine 127. Expansion of the working medium within the turbine 127 results in rotation of the rotor of the turbine 127. The generator 129 produces electricity according to the rotation of the rotor. The working medium that has passed through the turbine 127 exchanges heat with the cooling medium in the condenser 128. As a result of heat exchange with the cooling medium, the working medium is liquefied. The liquefied working medium is sent to the evaporator 126 by the pump 125.

起動時における地熱回収装置100の動作及び起動後の定常運転時における地熱回収装置100の動作が以下に説明される。地熱回収装置100の起動時において、地熱回収装置100を定常運転させるための状態が設定される。図3は、起動時における地熱回収装置100の動作(初期化処理)の概略的なフローチャートである。図1乃至図3を参照して、地熱回収装置100に対する初期化処理が説明される。 The operation of the geothermal heat recovery device 100 at startup and the operation of the geothermal heat recovery device 100 at the time of steady operation after startup will be described below. When the geothermal heat recovery device 100 is started, a state for operating the geothermal heat recovery device 100 in a steady state is set. FIG. 3 is a schematic flowchart of the operation (initialization process) of the geothermal heat recovery device 100 at startup. The initialization process for the geothermal heat recovery device 100 will be described with reference to FIGS. 1 to 3.

(ステップS110)
地熱回収装置100は、作動指令部180に対する操作を待つ。作動指令部180が操作されると、初期化要求信号が作動指令部180から弁駆動部162へ出力される一方で、判定要求信号が作動指令部180から圧力判定部161へ出力される。その後、ステップS120が実行される。
(Step S110)
The geothermal heat recovery device 100 waits for an operation on the operation command unit 180. When the operation command unit 180 is operated, the initialization request signal is output from the operation command unit 180 to the valve drive unit 162, while the determination request signal is output from the operation command unit 180 to the pressure determination unit 161. Then, step S120 is executed.

(ステップS120)
弁駆動部162の第1駆動部163は、初期化要求信号に応じて、放出弁143の開度が「100%」になるように(すなわち、放出弁143が完全に開かれるように)、放出弁143を駆動する。弁駆動部162の第3駆動部165は、初期化要求信号に応じて、開閉弁142の開度が「0%」になるように(すなわち、開閉弁142が閉じられるように)、開閉弁142を駆動する。その後、ステップS130が実行される。
(Step S120)
The first drive unit 163 of the valve drive unit 162 sets the opening degree of the discharge valve 143 to “100%” (that is, the discharge valve 143 is completely opened) in response to the initialization request signal. The discharge valve 143 is driven. The third drive unit 165 of the valve drive unit 162 controls the opening/closing valve so that the opening degree of the opening/closing valve 142 becomes “0%” (that is, the opening/closing valve 142 is closed) according to the initialization request signal. 142 is driven. Then, step S130 is executed.

(ステップS130)
弁駆動部162の第2駆動部164は、初期化要求信号に応じて、開閉弁141の開度が「100%」になるように(すなわち、開閉弁141が開かれるように)、開閉弁141を駆動する。その後、ステップS140が実行される。
(Step S130)
The second drive unit 164 of the valve drive unit 162 controls the opening/closing valve so that the opening degree of the opening/closing valve 141 becomes “100%” (that is, the opening/closing valve 141 is opened) according to the initialization request signal. 141 is driven. Then, step S140 is executed.

(ステップS140)
圧力判定部161は、判定要求信号に応じて、処理フラグ「FL」の値を「0」に設定する。処理フラグ「FL」の値は、初期化処理の後に行われる制御において参照される。処理フラグ「FL」の値が「0」に設定された後、開閉弁142及び放出弁143に対する弁制御及び熱負荷装置120に対する熱回収量の制御が実行される。これらの制御は、地熱回収装置100を定常運転可能な状態にするために実行される。
(Step S140)
The pressure determination unit 161 sets the value of the processing flag “FL” to “0” according to the determination request signal. The value of the processing flag “FL” is referred to in the control performed after the initialization processing. After the value of the processing flag “FL” is set to “0”, the valve control for the opening/closing valve 142 and the discharge valve 143 and the heat recovery amount control for the heat load device 120 are executed. These controls are executed to bring the geothermal heat recovery device 100 into a state in which it can be operated steadily.

初期化処理の後のこれらの制御に関して、圧力検出部151,152,153によって検出される圧力「P1」,「P2」,「P3」が参照される。所定の制御範囲が、これらの圧力「P1」,「P2」,「P3」に対してそれぞれ設定されている。 Regarding these controls after the initialization processing, the pressures “P1”, “P2”, and “P3” detected by the pressure detection units 151, 152, 153 are referred to. Predetermined control ranges are set for these pressures "P1", "P2", and "P3", respectively.

圧力検出部151によって検出される圧力「P1」(すなわち、気水分離器110内の蒸気の圧力「P1」)に対する下限閾値「PL1」は、蒸気案内管132の流動抵抗や熱負荷装置120が蒸気に与える流入抵抗を考慮して設定されている。すなわち、下限閾値「PL1」は、蒸気が熱負荷装置120に流入するのに気水分離器110内で必要とされる圧力を上回る値に設定されている。この値は、スチームトラップ145の必要圧力を上回っている。圧力「P1」に対する上限閾値「PU1」は、気水分離器110の耐圧能力を下回る値に設定されている。圧力「P1」は、放出弁143の開度を調整するために参照される。すなわち、放出弁143の開度は、圧力「P1」が下限閾値「PL1」と上限閾値「PU1」とによって定められる制御範囲に収まるように調整される。上限閾値「PU1」は、気水分離器110内の蒸気の大気中への放出量を増加させるための放出閾値として設定されている。 The lower limit threshold “PL1” for the pressure “P1” (that is, the pressure “P1” of the steam in the steam separator 110) detected by the pressure detection unit 151 depends on the flow resistance of the steam guide tube 132 and the heat load device 120. It is set in consideration of the inflow resistance given to steam. That is, the lower limit threshold “PL1” is set to a value higher than the pressure required in the steam separator 110 for steam to flow into the heat load device 120. This value exceeds the required pressure of the steam trap 145. The upper limit threshold “PU1” for the pressure “P1” is set to a value lower than the pressure resistance of the steam separator 110. The pressure “P1” is referred to for adjusting the opening degree of the discharge valve 143. That is, the opening degree of the discharge valve 143 is adjusted so that the pressure “P1” falls within the control range defined by the lower limit threshold “PL1” and the upper limit threshold “PU1”. The upper limit threshold value “PU1” is set as a discharge threshold value for increasing the amount of steam in the steam separator 110 discharged into the atmosphere.

圧力検出部152によって検出される圧力「P2」に対する下限閾値「PL2」は、圧力検出部152の取付位置から熱負荷装置120までの区間における蒸気案内管132の流動抵抗や、熱負荷装置120が蒸気に与える流入抵抗を考慮して設定されている。すなわち、下限閾値「PL2」は、蒸気が熱負荷装置120に流入するのに圧力検出部152の取付位置において必要とされる圧力を上回る値に設定されている。圧力「P2」に対する上限閾値「PU2」は、圧力「P1」に対する下限閾値「PL1」よりも小さな値に設定されている。圧力「P2」は、熱負荷装置120での熱回収量を調整するために参照される。すなわち、熱負荷装置120での熱回収量は、圧力「P2」が下限閾値「PL2」と上限閾値「PU2」とによって定められる制御範囲に収まるように調整される。 The lower limit threshold “PL2” for the pressure “P2” detected by the pressure detection unit 152 is determined by the flow resistance of the steam guide tube 132 in the section from the mounting position of the pressure detection unit 152 to the heat load device 120 and the heat load device 120. It is set in consideration of the inflow resistance given to steam. That is, the lower limit threshold “PL2” is set to a value higher than the pressure required at the mounting position of the pressure detection unit 152 for steam to flow into the heat load device 120. The upper limit threshold “PU2” for the pressure “P2” is set to a value smaller than the lower limit threshold “PL1” for the pressure “P1”. The pressure “P2” is referred to in order to adjust the heat recovery amount in the heat load device 120. That is, the heat recovery amount in the heat load device 120 is adjusted so that the pressure “P2” falls within the control range defined by the lower limit threshold “PL2” and the upper limit threshold “PU2”.

圧力検出部153によって検出される圧力「P3」に対する下限閾値「PL3」は、スチームトラップ144の必要圧力よりも大きな値に設定されている。圧力「P3」に対する上限閾値「PU3」は、圧力「P2」に対する下限閾値「PL2」よりも小さな値に設定されている。圧力「P3」は、放出弁143の開度を調整するために参照される。すなわち、放出弁143の開度は、圧力「P3」が下限閾値「PL3」以上の値になるように調整される。上限閾値「PU3」は、放出弁143の開度及び熱負荷装置120での熱回収量を調整するための処理後に実行される地熱回収装置100の定常運転時の制御に利用される。 The lower limit threshold “PL3” for the pressure “P3” detected by the pressure detector 153 is set to a value larger than the required pressure of the steam trap 144. The upper limit threshold “PU3” for the pressure “P3” is set to a value smaller than the lower limit threshold “PL2” for the pressure “P2”. The pressure “P3” is referred to for adjusting the opening degree of the discharge valve 143. That is, the opening degree of the discharge valve 143 is adjusted so that the pressure “P3” becomes a value equal to or higher than the lower limit threshold “PL3”. The upper limit threshold “PU3” is used for control during steady operation of the geothermal heat recovery device 100, which is executed after the process for adjusting the opening degree of the release valve 143 and the heat recovery amount in the heat load device 120.

放出弁143の開度は、弁制御部160の制御下で調整される。弁制御部160によって実行される例示的な制御が、図1乃至図4を参照して説明される。図4は、弁制御部160の動作を表す概略的なフローチャートである。 The opening degree of the discharge valve 143 is adjusted under the control of the valve control unit 160. An exemplary control performed by the valve controller 160 is described with reference to FIGS. FIG. 4 is a schematic flowchart showing the operation of the valve control unit 160.

図3を参照して説明された初期化処理が終了すると、気水分離器110内の蒸気の圧力「P1」を、下限閾値「PL1」と上限閾値「PU1」とによって定められる制御範囲内に収めるための処理(ステップS210〜S240)が行われる。この処理に関して、圧力判定部161は、圧力検出部151からの圧力信号が表す圧力「P1」を参照し、気水分離器110内の圧力「P1」が、下限閾値「PL1」を下回っているか否かを判定する(ステップS210)。圧力「P1」が、下限閾値「PL1」を下回っていれば、放出弁143の開度が下げられ、気水分離器110内の圧力「P1」を増加させる処理が行われる(ステップS220)。その後、ステップS210の判定処理が再度実行される。圧力「P1」が、下限閾値「PL1」を下回っていなければ、圧力判定部161は、気水分離器110内の圧力「P1」が、上限閾値「PU1」を上回っているか否かを判定する(ステップS230)。圧力「P1」が、上限閾値「PL1」を上回っていれば、放出弁143の開度が上げられ、気水分離器110内の圧力「P1」を低下させる処理が行われる(ステップS240)。その後、ステップS210の判定処理が再度実行される。圧力「P1」が、上限閾値「PL1」を上回っていなければ、熱負荷制御部170に調整処理を実行させるための前処理(ステップS250〜S280)が実行される。 When the initialization process described with reference to FIG. 3 ends, the pressure “P1” of the steam in the steam separator 110 falls within the control range defined by the lower threshold “PL1” and the upper threshold “PU1”. A process (steps S210 to S240) for storing is performed. Regarding this process, the pressure determination unit 161 refers to the pressure “P1” represented by the pressure signal from the pressure detection unit 151, and whether the pressure “P1” in the steam separator 110 is below the lower limit threshold value “PL1”. It is determined whether or not (step S210). If the pressure "P1" is below the lower limit threshold value "PL1", the opening degree of the release valve 143 is reduced, and the process of increasing the pressure "P1" in the steam separator 110 is performed (step S220). Then, the determination process of step S210 is performed again. If the pressure “P1” is not lower than the lower limit threshold “PL1”, the pressure determination unit 161 determines whether the pressure “P1” in the steam separator 110 is higher than the upper limit threshold “PU1”. (Step S230). If the pressure "P1" exceeds the upper limit threshold value "PL1", the opening degree of the release valve 143 is increased, and the process of lowering the pressure "P1" in the steam separator 110 is performed (step S240). Then, the determination process of step S210 is performed again. If the pressure “P1” does not exceed the upper limit threshold “PL1”, preprocessing (steps S250 to S280) for causing the heat load control unit 170 to execute the adjustment processing is executed.

前処理に関して、圧力判定部161は、処理フラグ「FL」の値を参照し、処理フラグ「FL」の値が「0」であるか否かを判定する(ステップS250)。処理フラグ「FL」の値が「0」であることは、熱負荷装置120での熱回収量の調整処理が、未実行であることを意味している。処理フラグ「FL」の値が「0」でないことは、熱負荷装置120での熱回収量の調整処理の後に、図4に示される処理が再度実行されていることを意味している。図4に示される処理が再実行されているとき、ステップS260,S270の処理は実行済であるので、必要とされない。ステップS250の判定処理は、ステップS260,S270の処理が必要であるか否かを決定するために実行される。 Regarding the pre-processing, the pressure determination unit 161 refers to the value of the processing flag "FL" and determines whether the value of the processing flag "FL" is "0" (step S250). The value of the processing flag “FL” being “0” means that the heat recovery amount adjustment processing in the heat load device 120 has not been executed. When the value of the processing flag “FL” is not “0”, it means that the processing shown in FIG. 4 is executed again after the adjustment processing of the heat recovery amount in the heat load device 120. When the process shown in FIG. 4 is being re-executed, the processes of steps S260 and S270 have already been executed and are not required. The determination process of step S250 is executed to determine whether or not the processes of steps S260 and S270 are necessary.

処理フラグ「FL」の値が「0」である場合、圧力判定部161は、開閉弁142の開度に対する目標値を「100%」に設定する(ステップS260)。その後、目標値を表す駆動要求信号が、圧力判定部161から第3駆動部165へ出力される。これにより、第3駆動部165は、開閉弁142を駆動し、与えられた目標値(すなわち、100%)に開閉弁142の開度を設定する。このとき、開閉弁141,142は、開かれた状態になる。開閉弁142が開かれると、圧力判定部161は、処理フラグ「FL」の値を「1」に設定する(ステップS270)。処理フラグ「FL」の値が「1」に設定された後、圧力判定部161は、調整要求信号を生成する(ステップS280)。調整要求信号の生成は、ステップS250における判定処理において、処理フラグ「FL」の値が「0」でないときにも実行される。このとき、ステップS260,S270の処理は実行されない。調整要求信号は、圧力判定部161から熱負荷制御部170へ出力される。 When the value of the processing flag “FL” is “0”, the pressure determination unit 161 sets the target value for the opening degree of the opening/closing valve 142 to “100%” (step S260). Then, the drive request signal indicating the target value is output from the pressure determination unit 161 to the third drive unit 165. Accordingly, the third drive unit 165 drives the opening/closing valve 142 and sets the opening degree of the opening/closing valve 142 to the given target value (that is, 100%). At this time, the open/close valves 141 and 142 are in an open state. When the opening/closing valve 142 is opened, the pressure determination unit 161 sets the value of the processing flag “FL” to “1” (step S270). After the value of the processing flag “FL” is set to “1”, the pressure determination unit 161 generates an adjustment request signal (step S280). The generation of the adjustment request signal is also executed when the value of the processing flag “FL” is not “0” in the determination processing in step S250. At this time, the processes of steps S260 and S270 are not executed. The adjustment request signal is output from the pressure determination unit 161 to the heat load control unit 170.

調整要求信号に応じた熱負荷制御部170の動作(熱回収量を調整するための制御)が、図5を参照して説明される。熱負荷装置120での熱回収量を調整するための制御が、図1、図2、図4及び図5を参照して説明される。図5は、熱負荷制御部170の例示的な動作を表す概略的なフローチャートである。 The operation of the heat load control unit 170 according to the adjustment request signal (control for adjusting the heat recovery amount) will be described with reference to FIG. The control for adjusting the heat recovery amount in the heat load device 120 will be described with reference to FIGS. 1, 2, 4, and 5. FIG. 5 is a schematic flowchart showing an exemplary operation of the heat load control unit 170.

図4の処理が実行されている間、熱負荷制御部170の圧力判定部171は、弁制御部160の圧力判定部161からの調整要求信号の出力を待つ(ステップS310)。 While the process of FIG. 4 is being executed, the pressure determination unit 171 of the heat load control unit 170 waits for the output of the adjustment request signal from the pressure determination unit 161 of the valve control unit 160 (step S310).

調整要求信号を受け取ると、熱負荷制御部170の圧力判定部171は、圧力検出部152からの圧力信号が表す圧力「P2」を参照し、熱負荷装置120に流入する蒸気の圧力「P2」が、上限閾値「PU2」を上回っているか否かを判定する(ステップS320)。 Upon receiving the adjustment request signal, the pressure determination unit 171 of the heat load control unit 170 refers to the pressure “P2” represented by the pressure signal from the pressure detection unit 152, and refers to the pressure “P2” of the steam flowing into the heat load device 120. , Is above the upper threshold “PU2” (step S320).

蒸気の圧力「P2」が、上限閾値「PU2」を上回っていれば、圧力判定部171及びポンプ駆動部172は、ポンプ122の増速処理を実行する(ステップS330)。増速処理に関して、圧力判定部171は、ポンプ122の回転数に対する目標値を所定の増分値だけ上げる。その後、目標値を表す駆動要求信号が、圧力判定部171からポンプ駆動部172へ出力される。ポンプ駆動部172は、与えられた目標値にポンプ122の回転数を設定する。この結果、ポンプ122によって送り出される熱媒体の流量が増え、蒸気からの熱回収量が増加する。熱回収量の増加の結果、蒸気から凝縮液へ相変化する量が増え、圧力「P2」が低下する。熱回収量を増加させる処理の後、ステップS320の判定処理が再度実行される。 If the vapor pressure "P2" exceeds the upper threshold "PU2", the pressure determination unit 171 and the pump drive unit 172 execute the speed increasing process of the pump 122 (step S330). Regarding the speed-up process, the pressure determination unit 171 increases the target value for the rotation speed of the pump 122 by a predetermined increment value. After that, a drive request signal indicating the target value is output from the pressure determination unit 171 to the pump drive unit 172. The pump drive unit 172 sets the rotation speed of the pump 122 to the given target value. As a result, the flow rate of the heat medium delivered by the pump 122 increases, and the amount of heat recovered from the steam increases. As a result of the increase in heat recovery, the amount of phase change from vapor to condensate increases and the pressure "P2" decreases. After the process of increasing the heat recovery amount, the determination process of step S320 is executed again.

蒸気の圧力「P2」が、上限閾値「PU2」を上回っていない場合(ステップS320においてNOの場合)、圧力判定部171は、圧力「P2」を下限閾値「PL3」と比較し、圧力「P2」が、下限閾値「PL3」を下回っているか否かを判定する。蒸気の圧力「P2」が、下限閾値「PL2」を下回っていれば、圧力判定部171及びポンプ駆動部172は、ポンプ122の減速処理を実行する(ステップS350)。ポンプ122の減速処理に関して、圧力判定部171は、ポンプ122の回転数に対する目標値を所定の減分値だけ下げる。その後、目標値を表す駆動要求信号が、圧力判定部171からポンプ駆動部172へ出力される。ポンプ駆動部172は、与えられた目標値にポンプ122の回転数を設定する。この結果、ポンプ122によって送り出される熱媒体の流量が減り、蒸気からの熱回収量が減少する。このとき、熱回収量に対する上述の増加処理とは逆に、圧力「P2」が増加する。 When the vapor pressure “P2” does not exceed the upper threshold “PU2” (NO in step S320), the pressure determination unit 171 compares the pressure “P2” with the lower threshold “PL3” to determine the pressure “P2”. Is below the lower limit threshold value “PL3”. If the vapor pressure “P2” is lower than the lower limit threshold “PL2”, the pressure determination unit 171 and the pump drive unit 172 execute the deceleration process of the pump 122 (step S350). Regarding the deceleration processing of the pump 122, the pressure determination unit 171 reduces the target value for the rotation speed of the pump 122 by a predetermined decrement value. After that, a drive request signal indicating the target value is output from the pressure determination unit 171 to the pump drive unit 172. The pump drive unit 172 sets the rotation speed of the pump 122 to the given target value. As a result, the flow rate of the heat medium delivered by the pump 122 is reduced, and the amount of heat recovered from steam is reduced. At this time, the pressure “P2” increases, contrary to the above-described increase process for the heat recovery amount.

ステップS350のポンプ122の減速処理の後又は圧力「P2」が下限閾値「PL3」を下回っていないとの判定結果がステップS340において得られたとき、圧力判定部171は、判定要求信号を生成する(ステップS360)。判定要求信号は、圧力判定部171から弁制御部160の圧力判定部161へ出力される。判定要求信号の出力の後、弁制御部160は、地熱回収装置100の定常運転のための前処理が行われる。この前処理は、図5の熱回収量の調整処理の後において、ドレイン弁144の必要圧力が得られているか否かを確認するために実行される。 After the deceleration process of the pump 122 in step S350 or when the determination result that the pressure "P2" is not lower than the lower limit threshold value "PL3" is obtained in step S340, the pressure determination unit 171 generates a determination request signal. (Step S360). The determination request signal is output from the pressure determination unit 171 to the pressure determination unit 161 of the valve control unit 160. After outputting the determination request signal, the valve control unit 160 performs preprocessing for steady operation of the geothermal heat recovery device 100. This pretreatment is performed to confirm whether or not the required pressure of the drain valve 144 is obtained after the heat recovery amount adjustment processing of FIG.

地熱回収装置100の定常運転のための前処理が、図6を参照して説明される。図6は、地熱回収装置100の定常運転のための前処理における弁制御部160の例示的な動作を表す概略的なフローチャートである。 Pretreatment for steady operation of the geothermal heat recovery device 100 will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a schematic flowchart showing an exemplary operation of the valve control unit 160 in the pretreatment for the steady operation of the geothermal heat recovery device 100.

図5の処理が実行されている間、圧力判定部161は、熱負荷制御部170の圧力判定部171からの判定要求信号を待つ(ステップS410)。判定要求信号の受信の後、圧力判定部161は、圧力検出部153からの圧力信号が表す圧力「P3」を参照し、排水管134内の圧力「P3」が、下限閾値「PL3」を上回っているか否かを判定する(ステップS420)。圧力「P3」が、下限閾値「PL3」を上回っていれば、地熱回収装置100の起動処理が終了し、地熱回収装置100の定常運転のための制御が引き続き実行される。このとき、弁制御部160の圧力判定部161は、熱負荷制御部170の圧力判定部171に定常運転の開始を通知する。圧力「P3」が、下限閾値「PL3」を上回っていなければ、ステップS220の処理(放出弁143の開度の低減処理)が実行される。その後、図4の処理が再度実行される。 While the process of FIG. 5 is being executed, the pressure determination unit 161 waits for a determination request signal from the pressure determination unit 171 of the heat load control unit 170 (step S410). After receiving the determination request signal, the pressure determination unit 161 refers to the pressure “P3” represented by the pressure signal from the pressure detection unit 153, and the pressure “P3” in the drain pipe 134 exceeds the lower limit threshold value “PL3”. It is determined whether or not (step S420). If the pressure "P3" exceeds the lower limit threshold value "PL3", the start-up process of the geothermal heat recovery device 100 ends, and the control for the steady operation of the geothermal heat recovery device 100 is continuously executed. At this time, the pressure determination unit 161 of the valve control unit 160 notifies the pressure determination unit 171 of the heat load control unit 170 that the steady operation is started. If the pressure “P3” does not exceed the lower limit threshold “PL3”, the process of step S220 (the process of reducing the opening degree of the discharge valve 143) is executed. Then, the process of FIG. 4 is performed again.

定常運転における例示的な処理を表す概略的なフローチャートが、図7に示されている。図1、図2、図4乃至図7を参照して、定常運転時における地熱回収装置100の動作が説明される。 A schematic flow chart representing an exemplary process in steady state operation is shown in FIG. The operation of the geothermal heat recovery device 100 during steady operation will be described with reference to FIGS. 1, 2, and 4 to 7.

地熱回収装置100が定常運転を開始すると、熱負荷制御部170の圧力判定部171は、圧力検出部153によって検出された圧力「P3」が、上限閾値「PU3」を上回っているか否かを判定する(ステップS505)。圧力検出部153によって検出された圧力「P3」が、上限閾値「PU3」を上回っていれば、図5のステップS330と同様の処理が行われ、ポンプ122が増速される(ステップS510)。圧力「P3」が、上限閾値「PU3」を上回っていなければ、熱負荷制御部170の圧力判定部171は、圧力「P3」が下限閾値「PL3」を下回っているか否かを判定する(ステップS515)。圧力「P3」が、下限閾値「PL3」を下回っていれば、図5のステップS350と同様の処理が行われ、ポンプ122が減速される(ステップS520)。 When the geothermal heat recovery device 100 starts the steady operation, the pressure determination unit 171 of the heat load control unit 170 determines whether the pressure “P3” detected by the pressure detection unit 153 exceeds the upper limit threshold value “PU3”. Yes (step S505). If the pressure “P3” detected by the pressure detection unit 153 exceeds the upper limit threshold “PU3”, the same process as step S330 in FIG. 5 is performed, and the pump 122 is accelerated (step S510). If the pressure “P3” does not exceed the upper limit threshold “PU3”, the pressure determination unit 171 of the heat load control unit 170 determines whether the pressure “P3” is lower than the lower limit threshold “PL3” (step S515). If the pressure "P3" is below the lower limit threshold value "PL3", the same processing as step S350 in FIG. 5 is performed, and the pump 122 is decelerated (step S520).

圧力「P3」が、下限閾値「PL3」を下回っていない場合、圧力「P3」は、上限閾値「PU3」及び下限閾値「PL3」によって定められた制御範囲に収まっている。このとき、熱負荷制御部170の圧力判定部171は、計時を開始する(ステップS525)。熱負荷制御部170の圧力判定部171は、その後、ステップS525からの経過時間「t」が計時閾値「Tt」を上回るのを待つ(ステップS530)。この間、地熱回収装置100は、ステップS505〜S520の処理を通じて設定されたポンプ122の回転数を維持し、定常運転を実行する。計時閾値「Tt」は、地熱回収装置100内の蒸気圧の経時変化が過度に大きくならないことが予測される程度の大きさに設定されている。 When the pressure “P3” is not lower than the lower limit threshold “PL3”, the pressure “P3” is within the control range defined by the upper limit threshold “PU3” and the lower limit threshold “PL3”. At this time, the pressure determination unit 171 of the heat load control unit 170 starts counting time (step S525). The pressure determination unit 171 of the heat load control unit 170 then waits until the elapsed time “t” from step S525 exceeds the time measurement threshold “Tt” (step S530). During this period, the geothermal heat recovery device 100 maintains the rotation speed of the pump 122 set through the processing of steps S505 to S520 and executes the steady operation. The time measurement threshold value “Tt” is set to such a magnitude that it is predicted that the change over time of the vapor pressure in the geothermal heat recovery device 100 will not become excessively large.

経過時間「t」が、計時閾値「Tt」を上回ると、熱負荷制御部170の圧力判定部171は、判定要求信号を生成する(ステップS535)。判定要求信号は、熱負荷制御部170の圧力判定部171から弁制御部160の圧力判定部161へ出力される。判定要求信号の出力の後、圧力検出部151によって検出される圧力「P1」が、下限閾値「PL1」と上限閾値「PU1」とによって定められる制御範囲に収まるまで、放出弁143の開度が調整される(ステップS540)。放出弁143の開度調整は、図4のステップS210〜S240の処理と同様である。放出弁143の開度の調整の後、弁制御部160の圧力判定部161は、調整要求信号を生成する(ステップS545)。調整要求信号は、弁制御部160の圧力判定部161から熱負荷制御部170の圧力判定部171へ出力される。調整要求信号の出力の後、圧力検出部152によって検出される圧力「P2」が、下限閾値「PL2」と上限閾値「PU2」とによって定められる制御範囲に収まるまで、熱負荷装置120での熱回収量が調整される(ステップS550)。熱回収量の調整は、図5のステップS320〜S350の処理と同様である。熱回収量の調整の後、ステップS505が再度実行される。 When the elapsed time “t” exceeds the timing threshold “Tt”, the pressure determination unit 171 of the heat load control unit 170 generates a determination request signal (step S535). The determination request signal is output from the pressure determination unit 171 of the heat load control unit 170 to the pressure determination unit 161 of the valve control unit 160. After the output of the determination request signal, the opening degree of the release valve 143 is increased until the pressure “P1” detected by the pressure detection unit 151 falls within the control range defined by the lower limit threshold “PL1” and the upper limit threshold “PU1”. It is adjusted (step S540). The adjustment of the opening degree of the discharge valve 143 is the same as the processing in steps S210 to S240 in FIG. After adjusting the opening degree of the discharge valve 143, the pressure determination unit 161 of the valve control unit 160 generates an adjustment request signal (step S545). The adjustment request signal is output from the pressure determination unit 161 of the valve control unit 160 to the pressure determination unit 171 of the heat load control unit 170. After the output of the adjustment request signal, until the pressure “P2” detected by the pressure detection unit 152 falls within the control range defined by the lower limit threshold “PL2” and the upper limit threshold “PU2”, the heat load device 120 heats up. The collection amount is adjusted (step S550). The adjustment of the heat recovery amount is the same as the processing of steps S320 to S350 in FIG. After adjusting the heat recovery amount, step S505 is executed again.

上述の制御下での地熱回収装置100内での蒸気圧の変化が以下に説明される。 The change of the vapor pressure in the geothermal heat recovery device 100 under the above control will be described below.

ステップS330及びステップS510が実行されると、ポンプ122の回転数が増加する。ポンプ122の回転数の増加の結果、ポンプ122から吐出される熱媒体の量が増える。この結果、熱負荷装置120に流入した蒸気から熱媒体に移る熱量が増える。このとき、熱負荷装置120から排出される凝縮液が増える一方で、熱負荷装置120から排出される蒸気が減る。したがって、ステップS330及びステップS510が実行されると、圧力検出部153によって検出される圧力「P3」が小さくなる。圧力「P3」が小さくなる結果、熱負荷装置120の上流の蒸気の圧力「P2」(及び気水分離器110内の圧力「P1」)と排水管134内の圧力「P3」との間の差が大きくなる。このとき、地中から噴出した地熱流体が流入する気水分離器の内部空間は、蒸気の飽和状態にある。このため、排水管134内の圧力が低ければ低いほど、上述の圧力差が大きくなり、気水分離器110において、液相の地熱流体から得られる蒸気量も増加する。 When steps S330 and S510 are executed, the rotation speed of the pump 122 increases. As a result of the increase in the rotation speed of the pump 122, the amount of heat medium discharged from the pump 122 increases. As a result, the amount of heat transferred from the steam flowing into the heat load device 120 to the heat medium increases. At this time, the condensed liquid discharged from the heat load device 120 increases, while the steam discharged from the heat load device 120 decreases. Therefore, when steps S330 and S510 are executed, the pressure “P3” detected by the pressure detection unit 153 becomes small. As a result of the smaller pressure "P3", the pressure between the steam pressure "P2" (and the pressure "P1" in the steam separator 110) upstream of the heat load device 120 and the pressure "P3" in the drain pipe 134 is increased. The difference becomes large. At this time, the internal space of the steam separator into which the geothermal fluid ejected from the ground flows is in a saturated state of steam. Therefore, the lower the pressure in the drain pipe 134, the larger the pressure difference described above, and the steam amount obtained from the liquid-phase geothermal fluid in the steam separator 110 also increases.

ステップS350及びステップS520が実行されると、ポンプ122の回転数が減少する。この場合、ポンプ122の回転数が増加する場合とは逆に、熱負荷装置120から排出される凝縮液が減る一方で、熱負荷装置120から排出される蒸気が増える。したがって、ステップS350及びステップS520が実行されると、圧力検出部153によって検出される圧力「P3」が大きくなる。圧力「P3」が大きくなる結果、熱負荷装置120の上流と下流との間の圧力差が小さくなる。したがって熱負荷装置120に流入する蒸気が減り、熱負荷装置120の上流の蒸気の圧力「P2」がその後高くなる。 When steps S350 and S520 are executed, the rotation speed of the pump 122 decreases. In this case, contrary to the case where the rotation speed of the pump 122 increases, the condensate discharged from the heat load device 120 decreases, while the steam discharged from the heat load device 120 increases. Therefore, when steps S350 and S520 are executed, the pressure “P3” detected by the pressure detection unit 153 increases. As a result of the pressure “P3” increasing, the pressure difference between the upstream and downstream of the heat load device 120 decreases. Therefore, the amount of steam flowing into the heat load device 120 decreases, and the pressure “P2” of the steam upstream of the heat load device 120 increases thereafter.

熱負荷装置120の上流の蒸気の圧力「P2」が高くなると、気水分離器110と熱負荷装置120との間の圧力差が小さくなる。この結果、気水分離器110から熱負荷装置120へ供給される蒸気の量が低下する。一方、地熱流体は、上流案内管131を通じて気水分離器110に流入し続ける。したがって、気水分離器110内の蒸気の圧力「P1」が上昇し、上限閾値「PU1」を超えることがある。この場合、ステップS540において、放出弁143の開度が大きくなる。この結果、蒸気供給管132内(及び気水分離器110内)の蒸気が大気へ放出され、気水分離器110が減圧される。上限閾値「PU1」は、気水分離器110の耐圧能力を考慮して設定されているので、気水分離器110内の蒸気の圧力は、気水分離器110の耐圧能力を超えない。 When the pressure “P2” of the steam upstream of the heat load device 120 increases, the pressure difference between the steam separator 110 and the heat load device 120 decreases. As a result, the amount of steam supplied from the steam separator 110 to the heat load device 120 decreases. On the other hand, the geothermal fluid continues to flow into the steam separator 110 through the upstream guide pipe 131. Therefore, the pressure "P1" of the steam in the steam separator 110 may rise and exceed the upper threshold "PU1". In this case, in step S540, the opening degree of the discharge valve 143 is increased. As a result, the steam in the steam supply pipe 132 (and the steam separator 110) is released to the atmosphere, and the steam separator 110 is depressurized. Since the upper limit threshold “PU1” is set in consideration of the pressure resistance of the steam separator 110, the pressure of steam in the steam separator 110 does not exceed the pressure capacity of the steam separator 110.

気水分離器110内の蒸気の圧力「P1」に対して設定された下限閾値「PL1」は、気水分離器110の下流且つ熱負荷装置120の上流の蒸気の圧力「P2」に対して設定された上限閾値「PU2」よりも大きな値である。したがって、熱負荷装置120に流入する直前の蒸気の圧力「P2」は、気水分離器110内の蒸気の圧力「P1」より小さくなる。すなわち、蒸気を気水分離器110から熱負荷装置120へ向かわせる圧力勾配が、気水分離器110と熱負荷装置120との間で形成される。 The lower limit threshold “PL1” set for the steam pressure “P1” in the steam separator 110 is set to the steam pressure “P2” downstream of the steam separator 110 and upstream of the heat load device 120. The value is larger than the set upper limit threshold “PU2”. Therefore, the pressure “P2” of the steam immediately before flowing into the heat load device 120 becomes smaller than the pressure “P1” of the steam in the steam separator 110. That is, a pressure gradient that directs steam from the steam separator 110 to the heat load device 120 is formed between the steam separator 110 and the heat load device 120.

圧力「P2」に対して設定された下限閾値「PL2」は、排水管134内の圧力「P3」に対して設定された上限閾値「PU3」よりも大きな値である。したがって、熱負荷装置120の上流の蒸気の圧力「P2」は、下流の圧力「P3」よりも大きくなる。すなわち、蒸気を熱負荷装置120の上流から下流へ向かわせる圧力勾配が、熱負荷装置120の上流と下流との間で形成される。 The lower limit threshold “PL2” set for the pressure “P2” is greater than the upper limit threshold “PU3” set for the pressure “P3” in the drain pipe 134. Therefore, the pressure "P2" of the steam upstream of the heat load device 120 becomes higher than the pressure "P3" of the downstream. That is, a pressure gradient that directs steam from upstream to downstream of the heat load device 120 is formed between upstream and downstream of the heat load device 120.

圧力「P3」に対して設定された下限閾値「PL3」は、スチームトラップ144の必要圧力よりも大きな値に設定されている。圧力「P3」は、ステップS505乃至ステップS525の処理を通じて下限閾値「PL3」以上の値になるように調整されるので、スチームトラップ144は、凝縮液を円滑に排出することができる。 The lower limit threshold “PL3” set for the pressure “P3” is set to a value larger than the required pressure of the steam trap 144. Since the pressure “P3” is adjusted to be a value equal to or higher than the lower limit threshold “PL3” through the processes of steps S505 to S525, the steam trap 144 can smoothly discharge the condensate.

スチームトラップ144は、凝縮液の通過を許容する一方で、蒸気の通過を抑制する。したがって、蒸気は、排水管134に溜まる。蒸気が排水管134に溜まる結果、熱負荷装置120から排出管134へ排出される蒸気の量が抑制される。この結果、熱負荷装置120によって十分に熱回収されることなく熱負荷装置120から排出される蒸気の量が減る。すなわち、蒸気の熱が有効に利用される。 The steam trap 144 allows the passage of the condensate, while suppressing the passage of the vapor. Therefore, the steam accumulates in the drain pipe 134. As a result of the steam accumulating in the drain pipe 134, the amount of steam discharged from the heat load device 120 to the discharge pipe 134 is suppressed. As a result, the amount of steam discharged from the heat load device 120 is reduced without sufficient heat recovery by the heat load device 120. That is, the heat of steam is effectively used.

<第2実施形態>
図8は、第2実施形態の地熱回収装置100Aの概略図である。図1及び図8を参照して、地熱回収装置100Aが説明される。
<Second Embodiment>
FIG. 8 is a schematic diagram of the geothermal heat recovery device 100A of the second embodiment. The geothermal heat recovery device 100A will be described with reference to FIGS. 1 and 8.

地熱回収装置100Aは、発電設備として機能する第1実施形態の地熱回収装置100とは異なり、温風を吹き出すように構成されている。地熱回収装置100Aは、熱負荷装置120Aの構造及び気水分離器110から蒸気を放出するための経路において、地熱回収装置100とは相違している。地熱回収装置100に関する説明は、地熱回収装置100Aの他の部位に援用される。 The geothermal heat recovery device 100A is configured to blow out warm air unlike the geothermal heat recovery device 100 of the first embodiment which functions as a power generation facility. The geothermal heat recovery device 100A is different from the geothermal heat recovery device 100 in the structure of the heat load device 120A and the path for discharging steam from the steam separator 110. The description of the geothermal heat recovery device 100 is incorporated in other parts of the geothermal heat recovery device 100A.

気水分離器110から蒸気を放出するための経路に関して、地熱回収装置100Aは、蒸気放出管133Aを備えている。第1実施形態に関連して説明された蒸気放出管133とは異なり、蒸気放出管133Aは、蒸気案内管132とは別体に形成され、気水分離器110の上部に直接的に接続されている。放出弁143は、蒸気放出管133Aに取り付けられている。 Regarding the route for discharging steam from the steam separator 110, the geothermal heat recovery device 100A includes a steam discharge pipe 133A. Unlike the steam discharge pipe 133 described in connection with the first embodiment, the steam discharge pipe 133A is formed separately from the steam guide pipe 132 and is directly connected to the upper portion of the steam separator 110. ing. The discharge valve 143 is attached to the steam discharge pipe 133A.

熱負荷装置120Aは、第1実施形態と同様に、熱交換器123とポンプ122とを備えている。熱負荷装置120Aは、送風機221と、送風機221が収容される収容室222及び収容室222の隣で暖かい空気を貯留する暖気室223が内部に形成された送風ボックス224と、蒸気と熱交換する作動媒体が流れる循環路121Aとを更に有している。循環路121Aの一部は、暖気室223内で延設されている。循環路121A内の作動媒体は、暖気室223内の空気を暖める。ポンプ122は、循環路121A上に配置され、作動媒体を循環路121Aに沿って循環させる。熱交換器123は、ポンプ122によって送り出された作動媒体を、蒸気案内管132を通じて供給された蒸気と熱交換させる。 The heat load device 120A includes a heat exchanger 123 and a pump 122, as in the first embodiment. The heat load device 120A exchanges heat with the blower 221, a blower box 224 in which a warming chamber 223 for accommodating warm air is stored inside the accommodation chamber 222 and the accommodation chamber 222 in which the blower 221 is accommodated. It further has a circulation path 121A through which the working medium flows. A part of the circulation path 121A extends in the warm air chamber 223. The working medium in the circulation path 121A warms the air in the warm air chamber 223. The pump 122 is arranged on the circulation path 121A and circulates the working medium along the circulation path 121A. The heat exchanger 123 exchanges heat between the working medium delivered by the pump 122 and the steam supplied through the steam guide tube 132.

暖気室223は、収容室222に連通し、送風機221が送り出した空気が流入するように形成されている。送風機221が、空気を暖気室223に送り込むと、暖気室223内で作動媒体から放出された熱によって暖められた空気が、熱負荷装置120Aの外に吹き出される。熱負荷装置120Aから吹き出された温風は、温室での農作物の栽培や温風を必要とする他の用途に利用されてもよい。空気への熱放出の結果冷却された作動媒体は、ポンプ122に戻り、蒸気と再度熱交換する。 The warm air chamber 223 communicates with the accommodation chamber 222 and is formed so that the air sent out by the blower 221 can flow in. When the blower 221 sends air into the warm air chamber 223, the air warmed by the heat released from the working medium in the warm air chamber 223 is blown out of the heat load device 120A. The hot air blown out from the heat load device 120A may be used for cultivation of agricultural products in a greenhouse or for other purposes requiring hot air. The working medium, which has been cooled as a result of the heat release to the air, returns to the pump 122 and exchanges heat with the steam again.

放出弁143の開度が上がると、気水分離器110内の蒸気が蒸気放出管133Aを通じて大気へ放出される。この結果、気水分離器110内の蒸気の圧力が下がる。第1実施形態とは異なり、蒸気放出管133Aが気水分離器110に直接的に接続されているので、蒸気は管路の分岐部位を通過せず、蒸気の放出が円滑に行われる。 When the opening degree of the discharge valve 143 increases, the steam in the steam separator 110 is discharged to the atmosphere through the steam discharge pipe 133A. As a result, the pressure of the steam in the steam separator 110 decreases. Unlike the first embodiment, since the steam discharge pipe 133A is directly connected to the steam separator 110, the steam does not pass through the branch portion of the pipeline, and the steam is discharged smoothly.

気水分離器110に直接的に接続された蒸気放出管133Aは、第1実施形態の地熱回収装置100の蒸気放出管133に代えて用いられてもよい。 The steam discharge pipe 133A directly connected to the steam separator 110 may be used instead of the steam discharge pipe 133 of the geothermal heat recovery device 100 of the first embodiment.

<第3実施形態>
図9は、第3実施形態の噴気試験設備300の概略図である。図9を参照して、噴気試験設備300が説明される。
<Third Embodiment>
FIG. 9 is a schematic diagram of the fumarolic test equipment 300 of the third embodiment. The fumarolic test facility 300 is described with reference to FIG.

噴気試験設備300は、第1実施形態に関連して説明された地熱回収装置100に加えて、発電機129からの出力(すなわち、電力)をモニタする出力モニタ部310を備えている。地熱回収装置100が定常運転を開始すると、出力モニタ部310は、発電機129から出力された電力の大きさをモニタする。出力モニタ部310は、発電機129から出力された電力を経時的に記録するように構成された記録装置であってもよい。 The fumarolic test facility 300 includes an output monitor unit 310 that monitors the output (that is, electric power) from the generator 129 in addition to the geothermal heat recovery device 100 described in relation to the first embodiment. When the geothermal heat recovery device 100 starts steady operation, the output monitor unit 310 monitors the magnitude of the electric power output from the generator 129. The output monitor unit 310 may be a recording device configured to record the electric power output from the generator 129 over time.

井戸WLLからの地熱流体が増加すると、気水分離器110内で得られる蒸気が増える。気水分離器110内で得られる蒸気が増える結果、熱負荷装置120へ供給される蒸気も増える。熱負荷装置120へ供給される蒸気の増加の結果、熱交換器123での熱回収量が増え、タービン127が増速する。この結果、発電機129が生成する電力量が増加する。すなわち、地熱流体の噴出量と発電機129の発電量との間に相関関係がある。したがって出力モニタ部310によって記録された電力に基づいて、地熱流体の噴出量が推定され得る。 As the geothermal fluid from the well WLL increases, more steam is obtained in the steam separator 110. As a result of the increase in the steam obtained in the steam separator 110, the steam supplied to the heat load device 120 also increases. As a result of the increase in the steam supplied to the heat load device 120, the heat recovery amount in the heat exchanger 123 increases, and the turbine 127 speeds up. As a result, the amount of electric power generated by the generator 129 increases. That is, there is a correlation between the amount of jetted geothermal fluid and the amount of power generated by the generator 129. Therefore, the ejection amount of the geothermal fluid can be estimated based on the electric power recorded by the output monitor unit 310.

出力モニタ部310は、気水分離器110内の蒸気の圧力を検出する圧力検出部151から圧力信号を受け取るように構成されていてもよい。出力モニタ部310は、圧力検出部151からの圧力信号が表す圧力を経時的に記録するように構成されてもよい。この場合、発電機129の発電量の時間変化を表す電力データに加えて、気水分離器110内の蒸気圧の時間変化を表す圧力データも得られる。したがって地熱流体の噴出量は、気水分離器110内の蒸気の圧力を考慮して推定され得る。 The output monitor unit 310 may be configured to receive a pressure signal from the pressure detection unit 151 that detects the pressure of the steam in the steam separator 110. The output monitor unit 310 may be configured to record the pressure represented by the pressure signal from the pressure detection unit 151 over time. In this case, in addition to the electric power data showing the time change of the power generation amount of the generator 129, the pressure data showing the time change of the vapor pressure in the steam separator 110 is also obtained. Therefore, the ejection amount of the geothermal fluid can be estimated in consideration of the pressure of the steam in the steam separator 110.

出力モニタ部310は、圧力検出部151だけでなく、熱負荷装置120の下流の圧力検出部153から圧力信号を受け取るように構成されていてもよい。出力モニタ部310は、圧力検出部153からの圧力信号が表す圧力を経時的に記録するように構成されてもよい。この場合、気水分離器110と熱負荷装置120の下流との間での圧力差の時間変化を表す圧力データも得られる。したがって、地熱流体の噴出量は、気水分離器110と熱負荷装置120の下流との間での圧力差をも考慮して推定され得る。 The output monitor unit 310 may be configured to receive a pressure signal from not only the pressure detection unit 151 but also the pressure detection unit 153 downstream of the heat load device 120. The output monitor unit 310 may be configured to record the pressure represented by the pressure signal from the pressure detection unit 153 over time. In this case, pressure data representing the time change of the pressure difference between the steam separator 110 and the downstream of the heat load device 120 is also obtained. Therefore, the ejection amount of the geothermal fluid can be estimated in consideration of the pressure difference between the steam separator 110 and the downstream of the heat load device 120.

<第4実施形態>
図10は、第4実施形態の地熱回収装置100Bの概略図である。図1及び図10を参照して、地熱回収装置100Bが説明される。
<Fourth Embodiment>
FIG. 10 is a schematic diagram of the geothermal heat recovery device 100B of the fourth embodiment. The geothermal heat recovery device 100B will be described with reference to FIGS. 1 and 10.

地熱回収装置100Bは、熱負荷制御部170Bを備えている。第1実施形態の地熱回収装置100に関する説明は、熱負荷制御部170Bを除いて地熱回収装置100Bに援用される。 The geothermal heat recovery device 100B includes a heat load control unit 170B. The description of the geothermal heat recovery device 100 of the first embodiment is applied to the geothermal heat recovery device 100B except for the heat load control unit 170B.

熱負荷制御部170Bは、ポンプ122,125に対して同期制御するように構成されている。第1実施形態の熱負荷制御部170の説明は、ポンプ122に対する熱負荷制御部170Bの制御動作に援用される。ポンプ122が増速されるとき、熱負荷制御部170Bはポンプ125の回転数を増加する。ポンプ122が減速されるとき、熱負荷制御部170Bはポンプ125の回転数を減らす。ポンプ122,125の速度が同期して調整されるので、ポンプ122によって循環される熱媒体からポンプ125によって循環される作動媒体への熱の受け渡しが効率的に行われる。 The heat load control unit 170B is configured to synchronously control the pumps 122 and 125. The description of the heat load control unit 170 of the first embodiment is applied to the control operation of the heat load control unit 170B for the pump 122. When the pump 122 is accelerated, the heat load control unit 170B increases the rotation speed of the pump 125. When the pump 122 is decelerated, the heat load controller 170B reduces the rotation speed of the pump 125. Since the speeds of the pumps 122 and 125 are adjusted synchronously, heat is efficiently transferred from the heat medium circulated by the pump 122 to the working medium circulated by the pump 125.

上述の熱回収装置100,(図1及び図10を参照)及び噴気試験設備100Bに関して、熱媒体の循環に用いられる循環路121及びポンプ122は必ずしも必要とされない。図9に示されるように、蒸気の熱を作動媒体に直接的に受け渡すように構成された熱媒体が、熱回収装置100及び噴気試験設備100Bの熱負荷装置120に組み込まれてもよい。 Regarding the heat recovery device 100 described above (see FIGS. 1 and 10) and the fumarolic test equipment 100B, the circulation path 121 and the pump 122 used for circulation of the heat medium are not necessarily required. As shown in FIG. 9, a heat medium configured to directly transfer the heat of steam to the working medium may be incorporated in the heat recovery apparatus 100 and the heat load apparatus 120 of the fumarolic test facility 100B.

上述の実施形態に関連して説明された構造は例示的であり、制限的に解釈されるべきではない。上述の実施形態に関連して説明された構造に対して様々な変更や改良が加えられてもよい。 The structures described in connection with the above embodiments are exemplary and should not be construed as limiting. Various changes and improvements may be made to the structures described in connection with the above embodiments.

上述の実施形態に関連して説明された技術は、地熱流体を利用する様々な技術分野に好適に利用される。 The technique described in connection with the above-mentioned embodiment is suitably used for various technical fields using a geothermal fluid.

100,100A,100B・・・・・・・・・・地熱回収装置
110・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・気水分離器
120,120A・・・・・・・・・・・・・・・熱負荷装置
134・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・排水管
143・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・放出弁
144・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・スチームトラップ
153・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・圧力検出部
170,170B・・・・・・・・・・・・・・・熱負荷制御部
300・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・噴気試験設備
310・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・出力モニタ部
100, 100A, 100B ・・・ Geothermal recovery device 110 ・・・ ・ Steam separator 120, 120A ・・・···· Heat load device 134 ··· · Drain pipe 143 ··· Release valve 144 Steam trap 153 ··· Pressure detection unit 170, 170B ···· Thermal load control unit 300 ··· Fume test equipment 310... Output monitor section

Claims (5)

地下から噴出した地熱流体から熱を回収する地熱回収装置であって、
前記地熱流体を蒸気と熱水とに分離する気水分離器と、
前記気水分離器から供給された前記蒸気から前記熱を回収する熱回収処理を行うように構成された熱負荷装置と、
前記熱回収処理の結果生じた前記蒸気の凝縮液の排出を許容する一方で、前記熱負荷装置からの前記蒸気の排出を抑制するように構成されたスチームトラップと、を備えている
地熱回収装置。
A geothermal recovery device for recovering heat from geothermal fluid ejected from underground,
A steam separator for separating the geothermal fluid into steam and hot water,
A heat load device configured to perform a heat recovery process of recovering the heat from the steam supplied from the steam separator.
A geothermal heat recovery device, comprising: a steam trap configured to allow the discharge of the steam condensate generated as a result of the heat recovery process while suppressing the discharge of the steam from the heat load device. ..
前記凝縮液の排出経路を形成している排水管と、
前記排水管内の圧力を検出するように構成された圧力検出部と、
前記排水管内の前記圧力が所定の上限閾値以下になるように、前記熱負荷装置での熱回収量を制御する熱負荷制御部と、を更に備えている
請求項1に記載の地熱回収装置。
A drainage pipe forming a discharge path for the condensate;
A pressure detection unit configured to detect the pressure in the drain pipe,
The geothermal heat recovery device according to claim 1, further comprising: a heat load control unit that controls a heat recovery amount in the heat load device so that the pressure in the drainage pipe becomes equal to or lower than a predetermined upper limit threshold.
前記熱負荷制御部は、前記スチームトラップを通じた前記凝縮液の前記排出に必要とされる圧力よりも大きな値に設定された下限閾値以上の圧力が前記排水管内で得られるように、前記熱負荷装置での前記熱回収量を制御する
請求項2に記載の地熱回収装置。
The heat load control unit is configured to obtain a pressure in the drain pipe that is equal to or higher than a lower threshold value that is set to a value larger than the pressure required to discharge the condensate through the steam trap. The geothermal heat recovery device according to claim 2, wherein the heat recovery amount in the device is controlled.
前記気水分離器内の前記蒸気又は前記気水分離器から前記熱負荷装置へ供給される前記蒸気の大気への放出量を調整可能に構成された放出弁と、
前記気水分離器内の前記蒸気の圧力が所定の放出閾値を超えると、前記放出弁の開度を上げる弁制御部と、を備えている
請求項1乃至3のいずれか1項に記載の地熱回収装置。
A discharge valve configured to be able to adjust the amount of discharge of the steam in the steam separator from the steam or steam separator supplied to the heat load device to the atmosphere,
The valve control part which raises the opening degree of the said release valve, when the pressure of the said vapor|steam in the said water-water separator exceeds a predetermined release threshold value, The valve|bulb control part of any one of Claim 1 thru|or 3 provided. Geothermal recovery device.
請求項1乃至4のいずれか1項に記載の地熱回収装置を備えている噴気試験設備であって、
前記地熱回収装置は、前記気水分離器への前記地熱流体の流入量が増えれば増えるほど、大きな電力が前記熱負荷装置から出力されるように構成され、
前記噴気試験設備は、前記熱負荷装置から出力された前記電力をモニタするように構成された出力モニタ部を備えている
噴気試験設備。
A fumarolic test facility comprising the geothermal heat recovery device according to any one of claims 1 to 4,
The geothermal heat recovery device is configured such that as the inflow amount of the geothermal fluid to the steam separator increases, a larger electric power is output from the heat load device,
The fumarolic test facility includes an output monitor unit configured to monitor the electric power output from the heat load device.
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