JPS61228201A - High-performance separator - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、地熱生産井から抽出される蒸気・熱水の２相
流を高性能で分離する高性能セパレータに関するもので
ある。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a high-performance separator that efficiently separates a two-phase flow of steam and hot water extracted from a geothermal production well.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第２図は地熱発電システムの１構成例を示す図、第３図
は従来のセパレータを説明するための図である０図中、
１１は生産井、１２はセパレータ、１３は集水タンク、
１４はフラッシャ−１１５はドレン・タンク、１６はフ
ラッシェ・タンク、１７は還元井、１８はボールチェッ
ク弁、工９は乾燥器、２０はタービン、２１は発電機、
２２は復水器、２３は温水ポンプ、２４はノズル、２５
は蒸気取出パイプをそれぞれ示している。Fig. 2 is a diagram showing one configuration example of a geothermal power generation system, and Fig. 3 is a diagram for explaining a conventional separator.
11 is a production well, 12 is a separator, 13 is a water collection tank,
14 is a flasher, 115 is a drain tank, 16 is a flash tank, 17 is a reinjection well, 18 is a ball check valve, 9 is a dryer, 20 is a turbine, 21 is a generator,
22 is a condenser, 23 is a hot water pump, 24 is a nozzle, 25
indicate steam extraction pipes.

地熱生産井より蒸気・熱水の２相流が得られる場合、第
２図に示すように生産井１１から得られた地熱流体は、
まず、セパレータ１２で蒸気と熱水とに分けられ、蒸気
はポールチェック弁１８、乾燥器１９を通してタービン
２０の高圧段に、熱水はフラッシャ−１４に送られる。When a two-phase flow of steam and hot water is obtained from a geothermal production well, the geothermal fluid obtained from the production well 11 is as shown in Figure 2.
First, steam and hot water are separated by a separator 12, and the steam is sent to a high pressure stage of a turbine 20 through a pole check valve 18 and a dryer 19, and the hot water is sent to a flasher 14.

そして、フラッシャ−１４で得られた蒸気はタービン２
４の中圧段に送られ、ま　□た、フラッシャ−１４で分
離された熱水はドレン・タンク１５、フラッシュ・タン
ク１６を通して還元井ｌ７より地下に戻される。他方、
復水器２２で復水された温水は、温水ポンプ２３により
排出される。The steam obtained from the flasher 14 is then transferred to the turbine 2.
The hot water is sent to the intermediate pressure stage 4 and separated by the flasher 14, and is returned underground from the reinjection well 17 through the drain tank 15 and flash tank 16. On the other hand,
The hot water condensed in the condenser 22 is discharged by the hot water pump 23.

上述のシステムで行われる気水の分離には、遠心力効果
或いは気液の慣性力の差異を利用して衝突分離効果を用
いるものがあるが、サイクロンの原理を用いる図示のよ
うなセパレータでも十分に乾き度が得られ、しかも構造
が簡単で圧力損失も小さいのでよく用いられている。こ
のセパレータは、高圧の蒸気に耐え得る構造をし、２相
流が円筒状容器の高さのほぼ中央の位置で導入される。Some of the systems described above use a centrifugal force effect or a collision separation effect that takes advantage of the difference in inertial force between gas and liquid, but a separator like the one shown in the figure that uses the principle of a cyclone is also sufficient. It is often used because it has a simple structure and low pressure loss. This separator has a structure that can withstand high pressure steam, and a two-phase flow is introduced at approximately the center of the height of the cylindrical container.

ここで、液相は円筒面に付着して流下し、蒸気は中心上
方の蒸気取出口から抜き取られる。Here, the liquid phase adheres to the cylindrical surface and flows down, and the steam is extracted from the steam outlet located above the center.

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

上述の如く２相流をセパレータにより蒸気と熱水とに分
離し、その分離した蒸気を使って発電する気水分離発電
では、乾燥度を高めることによって発電効率も上がる。As described above, in steam-water separation power generation in which a two-phase flow is separated into steam and hot water by a separator and the separated steam is used to generate electricity, power generation efficiency is also increased by increasing the degree of dryness.

従って乾燥度の高い蒸気を得るために、第２図に示すよ
うにセパレータ１２の蒸気出力側に乾燥器を設けたり、
熱水混入防止にポールチェック弁１８を設けたりしてい
た。また、セパレータ１２では、第３図に示すように２
相流がノズル２４から蒸気取出パイプ２５や壁に衝突し
て乱流となり、蒸気の流れを乱すためこれが損失となっ
ていた。Therefore, in order to obtain highly dry steam, a dryer is provided on the steam output side of the separator 12 as shown in FIG.
A pole check valve 18 was installed to prevent hot water from entering. Moreover, in the separator 12, as shown in FIG.
The phase flow from the nozzle 24 collides with the steam extraction pipe 25 and the wall, creating a turbulent flow, which disturbs the flow of steam, resulting in loss.

本発明は、蒸気の考察に基づくものであって、２相流か
ら効率よく蒸気を分離し且つ乾き蒸気を得ることができ
る高性能セパレータの提供を目的とするものである。The present invention is based on consideration of steam, and aims to provide a high-performance separator that can efficiently separate steam from a two-phase flow and obtain dry steam.

〔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高性能セパレータは、蒸気・熱水の
２相流から蒸気を分離する高性能セパレータであって、
２相流の放射壁面で所定の角度と流速の旋回流をつくる
そらし板、セパレータ上方で湿り蒸気を水滴化するじゃ
ま板、及びセパレータの底部から所定の水位を越えた熱
水を放流するサイフオン管を具備したことを特徴とする
ものである。To this end, the high-performance separator of the present invention is a high-performance separator that separates steam from a two-phase flow of steam and hot water, and includes:
A deflector plate that creates a swirling flow at a predetermined angle and velocity on the radiation wall surface of a two-phase flow, a baffle plate that converts wet steam into water droplets above the separator, and a siphon tube that discharges hot water that exceeds a predetermined water level from the bottom of the separator. It is characterized by having the following.

〔作用〕[Effect]

本発明による高性能セパレータでは、ノズルから２相流
が放出されると、そらし板により乱流となることなく旋
回流となって蒸気が分離され、さらにセパレータ上方の
じゃま板により湿り蒸気が水滴化される。そのため非常
に高い乾き度の蒸気が得られる。また、セパレータ内の
熱水液面が上昇した場合には、サイフオン管を通して余
分の熱水が放出されるため、熱水が蒸気とともに流出す
ることはない。In the high-performance separator of the present invention, when a two-phase flow is discharged from the nozzle, the baffle plate separates the steam into a swirling flow without creating turbulence, and the baffle plate above the separator converts the wet steam into water droplets. be done. Therefore, steam with extremely high dryness can be obtained. Further, when the hot water level in the separator rises, excess hot water is released through the siphon tube, so the hot water does not flow out together with the steam.

〔実施例〕〔Example〕

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

第１図は本発明に係る高性能セパレータの１実施例構成
を示す図であり、１はセパレータ容器、２は放射ノズル
、３はそらし板、４はじゃま板、５は蒸気取出口、６は
蒸気取出パイプ、７はサイフオン管、８は熱水放出口、
９は集水タンクを示す。FIG. 1 is a diagram showing the configuration of one embodiment of a high-performance separator according to the present invention, in which 1 is a separator container, 2 is a radiation nozzle, 3 is a deflection plate, 4 is a baffle plate, 5 is a steam outlet, and 6 is a Steam extraction pipe, 7 is a siphon pipe, 8 is a hot water discharge port,
9 indicates a water collection tank.

第１図において、そらし板３は、２相流の放射壁面に設
けられ、所定の角度と流速で２相流の旋回流を作るもの
であり、じゃま板４は、上方に設けられ、湿り蒸気の水
滴化を図り乾き度を高めるようにするものである。サイ
フオン管７は、セパレーク容器ｌの底部に設けられ、熱
水が溜まってその液面が上昇したとき蒸気取出口５より
下の水位で熱水を放出するための熱水放出口８を有する
ものである。In Fig. 1, the baffle plate 3 is provided on the radiating wall surface of the two-phase flow to create a swirling flow of the two-phase flow at a predetermined angle and flow velocity, and the baffle plate 4 is provided above and is used to direct the wet steam. This is to improve the degree of dryness by converting water into droplets. The siphon pipe 7 is provided at the bottom of the separate lake container l, and has a hot water discharge port 8 for releasing hot water at a water level below the steam outlet 5 when hot water accumulates and its liquid level rises. It is.

上述の如きそらし板３、じゃま板４、及びサイフオン管
７を具備することによって、２相流が放射ノズル２から
放射されると、そらし板３により２相流の旋回流が作ら
れる。そして、この旋回流にのって蒸気が分離されて上
昇し、じゃま板４により湿り蒸気が水滴化され、乾燥度
をさらに高めた蒸気が蒸気取出口５から蒸気取出バイブ
ロを通して取り出される。他方、セパレータ容器ｌの内
壁に付着した熱水及びじゃま板４の水滴は流下してセパ
レータ容器１に溜まる。この溜まった熱水は、集水タン
ク９を通して放出されるが、それにもかかわらず気水比
が急に小さくなりセパレータ容器１内の熱水液面が上昇
すると、蒸気取出口５より下の水位（危険水位）でサイ
フオン管７を通して熱水放出口８から熱水が放出される
。このようにサイフオン管７は、熱水液面が異常に上昇
した場合にも熱水が溢れて蒸気とともに流出するのを防
ぐようにしている。By providing the deflection plate 3, baffle plate 4, and siphon tube 7 as described above, when a two-phase flow is radiated from the radiation nozzle 2, a swirling flow of the two-phase flow is created by the deflection plate 3. Then, the steam is separated and rises along with this swirling flow, the wet steam is turned into water droplets by the baffle plate 4, and the steam with further increased dryness is taken out from the steam extraction port 5 through the steam extraction vibro. On the other hand, the hot water adhering to the inner wall of the separator container 1 and the water droplets on the baffle plate 4 flow down and accumulate in the separator container 1. This accumulated hot water is released through the water collection tank 9, but if the air-water ratio suddenly decreases and the hot water level in the separator container 1 rises, the water level below the steam outlet 5 will drop. (dangerous water level), hot water is discharged from the hot water discharge port 8 through the siphon pipe 7. In this way, the siphon tube 7 prevents hot water from overflowing and flowing out together with steam even if the hot water level rises abnormally.

〔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、そら
し板により２相流を流れのスムーズな旋回流にして気水
分離し、さらに上方ではじゃま板により水滴化して湿り
気を除去するので、効率よく乾燥度の高い蒸気を取り出
すことができる。従って、第２図に示すように従来設け
ていたボールチェック弁や乾燥器を使用しなくてもよく
、システム構成を簡素化できる。また、セパレータ容器
内に貯留した熱水の水位が異常に上昇し蒸気取出口から
溢れ出しそうになった場合にも、その液面に達する前に
サイフオン管を通して熱水を放出するので、蒸気取出口
から蒸気とともに熱水も流出してしまうことを防止でき
る。As is clear from the above description, according to the present invention, the baffle plate converts the two-phase flow into a smooth swirling flow to separate steam and water, and furthermore, the baffle plate above converts water into droplets and removes moisture. Highly dry steam can be extracted efficiently. Therefore, as shown in FIG. 2, there is no need to use the conventional ball check valve and dryer, and the system configuration can be simplified. In addition, even if the level of hot water stored in the separator container rises abnormally and is about to overflow from the steam outlet, the hot water is released through the siphon pipe before reaching the liquid level, so the steam outlet It is possible to prevent hot water from flowing out along with steam from the outlet.

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

第１図は本発明に係る高性能セパレータの１実施例構成
を示す図、第２図は地熱発電システムの１構成例を示す
図、第３図は従来のセン寸レータを説明するための図で
ある。 ■・・・セパレータ容器、２・・・放射ノズル、３・・
・そらし板、４・・・じゃま板、５・・・蒸気取出口、
６・・・蒸気取出バイブ、７・・・サイフオン管、８・
・・熱水放出口、９と１３・・・集水タンク、１１・・
・生産井、１２・・・セパレータ、１４・・・・フラッ
シャ−１１５・・・ドレン・タンク、１６・・・フラッ
シュ・タンク、１７・・・還元井、１８・・・ポールチ
ェック弁、１９・・・乾燥器、２０・・・タービン、２
工・・・発電機、２２・・・復水器、２３・・・温水ポ
ンプ、２４・・・ノズル、２５・・・蒸気取出パイプ。 特許出願人　　清水建設株式会社 代理人弁理士　阿　部　　龍　吉 第２図 第３図 拉！！昶Fig. 1 is a diagram showing an example configuration of a high-performance separator according to the present invention, Fig. 2 is a diagram showing an example configuration of a geothermal power generation system, and Fig. 3 is a diagram illustrating a conventional sensitizer. It is. ■... Separator container, 2... Radiation nozzle, 3...
・Baffle plate, 4...Baffle plate, 5...Steam outlet,
6...Steam extraction vibe, 7...Siphon tube, 8.
...Hot water outlet, 9 and 13...Water collection tank, 11...
・Production well, 12...Separator, 14...Flasher-115...Drain tank, 16...Flash tank, 17...Reduction well, 18...Pole check valve, 19... ...Dryer, 20...Turbine, 2
Engineering: Generator, 22: Condenser, 23: Hot water pump, 24: Nozzle, 25: Steam extraction pipe. Patent Applicant Shimizu Corporation Representative Patent Attorney Ryukichi Abe Figure 2 Figure 3! !昶

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] （１）蒸気・熱水の２相流から蒸気を分離する高性能セ
パレータであって、２相流の放射壁面で所定の角度と流
速の旋回流をつくるそらし板、セパレータ上方で湿り蒸
気を水滴化するじゃま板、及びセパレータの底部から所
定の水位を越えた熱水を放流するサイフォン管を具備し
たことを特徴とする高性能セパレータ。(1) A high-performance separator that separates steam from a two-phase flow of steam and hot water, with a deflector plate that creates a swirling flow at a predetermined angle and flow rate on the radial wall surface of the two-phase flow, and converts wet steam into water droplets above the separator. 1. A high-performance separator characterized by comprising a baffle plate that converts into water, and a siphon pipe that discharges hot water exceeding a predetermined water level from the bottom of the separator. （２）サイフォン管を通して放出される熱水の水面は、
セパレータ内蒸気取出口より下側に設定されたことを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の高性能セパレータ
。(2) The water surface of the hot water released through the siphon tube is
The high-performance separator according to claim 1, wherein the high-performance separator is located below the steam outlet in the separator.