Геотермальна електростанція
Номер патенту: 22625
Опубліковано: 17.03.1998
Автори: Кологривов Михайло Михайлович, Угольнікова Наталія Павлівна
Формула / Реферат
1. Геотермальная электростанция, содержащая скважины забора и захоронения геотермального рассола, трубопроводы подачи и отведения рассола, соединенные последовательно посредством системы трубопроводов теплоносителя парогенератор, турбину и поверхностный конденсатор, систему оборотного охлаждения поверхностного конденсата геотермальным рассолом с основной градирней, соединенных трубопроводами и линию подпитки геотермальным рассолом системы оборотного охлаждения поверхностного конденсатора, отличающаяся тем, что в нее введена вспомогательная градирня, соединенная посредством линии подпитки системы ·оборотного охлаждения поверхностного конденсатора с основной градирней, а по воздушному тракту - с воздушным конденсатором.
2. Геотермальная электростанция по п. 1, отличающаяся тем, что в основную градирню введена подвижная насадка, при этом поверхностный конденсатор совмещен с основной градирней.
Текст
Предлагаемое устройство относится к области нетрадиционной возобновляемой энергетики. Преимущественное использование - в качестве геотермальной электростанции (ГеоТЭС) для отдаленных районов с неразвитой инфраструктурой. Из литературы известна ГеоТЭС [Патент США № 4996846, кл. А 03 С 1/00, 60/641.2, 12.02.90], состоящая из скважин забора и захоронения геотермального рассола, турбины, парогенератора, смешивающего конденсатора, поверхностного конденсатора, градирни. Часть пара геотермального рассола из скважины направляется в теплообменник с органическим теплоносителем, затем - на поверхностный конденсатор, а конденсат и неконденсирующиеся газы после закачиваются в скважину захоронения. Основным недостатком этой конструкции является одновременное использование конденсаторов смешивающего и поверхностного типов, т. к. применение смешивающего конденсатора приводит к выбросу в окружающую среду сопутствующи х газов, в частности, сероводорода: в схеме этой ГеоТЭС не предусмотрена линия подпитки системы охлаждения геотермальным рассолом, необходимо использовать пресную воду; нет возможности получить одновременно и пресную, обессоленную воду для нужд персонала; кроме того, поверхностный конденсатор не совмещен с градирней, заполненной подвижной насадкой, что ведет к необходимости его периодической чистки от отложений минеральных солей, выпадающих из горячего геотермального рассола. Известна также конструкция действующей на Курилла х (Россия) Паужетской Гео-ТЭС [Лабунцов Д. Α., Пчелкин И. М., Саломзада Ф. Г. Проблемы ГеоТЭС на парогидротермах, // Теплоэнергетика. - 1989. — № 4. С 27-34], в которой используются конденсаторы смешивающего типа. Система охлаждения конденсаторов прямоточная, с забором воды из реки Паужетка. Совершившая рабочий цикл отсепарированная геотермальная вода с температурой около 100°С также сбрасывается в реку. Недостатком этой конструкции является прямоточная система охлаждения конденсатора; загрязнение окружающей среды сероводородом, тепловое и минеральное загрязнение природных источников воды. Более совершенной в техническом отношении является Мутновская ГеоТЭС [Лабунцов Д. А,, Саломзада Ф. Г., Пчелкин И. М., Василевский С. В. Двухконтурная ГеоТЭС на парогидротермах, // Теплоэнергетика, 1972. - № 4. - С. 34-38], в которую входят: эксплуатационная скважина, грязеотделитель, шумоглушитель, сепаратор, расширители, парогенератор, турбина, смешивающий конденсатор, градирня, экономайзер, абсорбер и скважина захоронения; линии подачи и отведения геотермального сепарата и линия подпитки сепаратором системы водоснабжения смешивающего конденсатора. Преимуществом этой схемы является то, что газовые примеси удаляются из парогенератора после конденсации геотермального пара. Недостатком этой схемы является отсутствие линии подпитки системы оборотного охлаждения смешивающего конденсатора геотермальным рассолом, что приводит к принципиальной невозможности получения обессоленной воды для бытовых нужд персонала. Общеизвестной является схема двухконтурной ГеоТЭС [Тепловые и автономные электрические станции. Справочник Под ред. Григорьева В. Α., Зорина В. М. - 2-е изд. - М., Энергоатомиздат. - 1989. - С. 548], состоящей из скважин забора и закачки геотермального рассола; парогенератора; турбины; поверхностного конденсатора; системы оборотного охлаждения последнего, состоящий из градирни и системы трубопроводов, а также линии подпитки рассолом системы оборотного охлаждения. Такая схема обеспечивает работу станции на воде с высокой минерализацией (геотермальном рассоле) без загрязнений окружающей среды выбросными газами, минеральными солями. В ней принципиально возможна установка дополнительной градирни для охлаждения геотермального рассола на линии подпитки. Однако, отсутствие вспомогательной градирни, соединенного с ней последовательно по воздушному тракту воздушного конденсатора, не дает возможности получать обессоленную воду для нужд обслуживающего персонала. Кроме того, поверхностный конденсатор нуждается в периодической чистке рабочих поверхностей от отложений минеральных солей. Эта конструкция выбрана нами за прототип. В основу изобретения положена задача усовершенствования геотермальной электростанции, расположенной в отдаленном районе с неразвитой инфраструктурой, путем введения на линии подпитки системы оборотного охлаждения поверхностного конденсатора вспомогательной градирни, соединенной последовательно по воздушному тракту с воздушным конденсатором; совмещения поверхностного конденсатора с основной градирней, заполненной подвижной насадкой, что позволяет получить обессоленную воду для нужд обслуживающего персонала и обеспечить бесперебойную работу поверхностного конденсатора. Сопоставительный анализ заявляемого решения и прототипа показывает, что предлагаемое решение обладает новыми признаками: линия подпитки системы оборотного охлаждения поверхностного конденсатора геотермальным рассолом включает вспомогательную градирню, по воздушному тракту последовательно соединенную с воздушным конденсатором; поверхностный конденсатор совмещен с основной градирней, заполненной подвижной насадкой. Совокупность новых признаков в их взаимосвязи образует новые свойства предлагаемого устройства сопутствующее получение обессоленной воды для нужд обслуживающего персонала; бесперебойная работа поверхностного конденсатора. Это достигается тем, что в геотермальной станции, содержащей скважины забора и захоронения геотермального рассола, трубопроводы подачи и отведения рассола, парогенератор, поверхностный конденсатор, систему оборотного охлаждения поверхностного конденсатора геотермальным рассолом с основной градирней, соединенных трубопроводами и линию подпитки геотермальным рассолом системы оборотного охлаждения поверхностного конденсатора, согласно изобретению линия подпитки включает вспомогательную градирню, соединенную последовательно по воздушному тракту с воздушным конденсатором; выбрасываемый из вспомогательной градирни влажный воздух попадает в воздушный конденсатор, где за счет охлаждения происходит конденсация водяных паров - таким образом, получаем обессоленную воду для удовлетворения потребностей обслуживающего персонала. Поверхностный конденсатор совмещен с основной градирней, заполненной подвижной насадкой. В поверхностном конденсаторе за счет соударения элементов подвижной насадки между собой и рабочими поверхностями конденсатора, происходит самоочистка рабочих поверхностей от отложений минеральных солей в процессе работы. Изобретение иллюстрируется чертежом, где изображена предлагаемая ГеоТЭС, которая состоит из скважины забора 1 и ' скважины захоронения 2, соединенных тр убопроводом 3, парогенератора 4, турбины 5 с электрогенератором 5а, поверхностного конденсатора 6, соединенных последовательно посредством системы трубопроводов теплоносителя 8а, и основной градирни 7, соединенной трубопроводом 8 с конденсатором 6, линии подпитки геотермальным рассолом 9, вспомогательной градирни 10, воздушного конденсатора 11, емкости для сбора обессоленной воды 12. Работает предлагаемая ГеоТЭС таким образом. Горячий геотермальный рассол из скважины 1 с помощью насоса прокачивают через ряд вспомогательного оборудования (на фиг. 1 не указано) и направляют в парогенератор 4, В нем происходит нагревание теплоносителя, пары которого поступают в турбину 5, приводящую в действие электрогенератор 5а. Отработанные пары теплоносителя охлаждаются в поверхностном конденсаторе 6 и поступают обратно в парогенератор 4. Охлаждение .поверхностного конденсатора 6 производится геотермальным рассолом, который в свою очередь, охлаждается в основной градирне 7 за счет испарения воды, содержащейся в геотермальном рассоле, в воздух. Пополнение рассолом взамен испарившегося производится по линии подпитки 9: часть обработанного рассола перед захоронением в скважине 2 подается в систему оборотного охлаждения. Рассол, покидающий парогенератор 4, перед захоронением в скважину 2, имеет достаточно высокую температуру, поэтому его необходимо охлаждать во вспомогательной градирне 10, где процесс охлаждения также происходит за счет испарения водяных паров в воздух. Покидающий вспомогательную градирню влажный и теплый воздух поступает в воздушный конденсатор 11, на рабочих поверхностях которого конденсируется влага, испарившаяся из геотермального рассола. Сконденсированная влага собирается в емкости 12 в виде обессоленной воды, которую можно использовать для нужд персонала, обслуживающего станцию -например, для приготовления пищи, умывания, полива растений и т. п., поскольку ГеоТЭС чаще всего расположены в необжитых отдаленных местах, с неразвитой инфраструктурой. Пример конкретного выполнения устройства. Для модуля ГеоТЭС электрической мощностью 1,5 МВт расход рассола на линии подпитки системы оборотного охлаждения конденсатора составляет около 20 М3/ч. Температура рассола для подпитки на входе во вспомогательную градирню - около 80°С, после градирни - около 27°С. Воздух в градирне нагреется примерно до 60°С и увлажнится до 100%.. Поэтому в воздушном конденсаторе за сутки можно получить до 400 литров обессоленной воды, практически дистиллированной. Смешивая ее в определенной пропорции с отсепарированным геотермальным рассолом, можно получить воду н ужного качества - питьевого, технического, для полива растений и т. п.
ДивитисяДодаткова інформація
Автори англійськоюKolohryvov Mykhailo Mykhailovych
Автори російськоюКологривов Михаил Михайлович
МПК / Мітки
Мітки: геотермальна, електростанція
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/3-22625-geotermalna-elektrostanciya.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Геотермальна електростанція</a>
Попередній патент: Пристрій для контролю ресурсу комутаційних апаратів
Наступний патент: Спосіб безперервного розливу металів методом плавка на плавку
Випадковий патент: Спосіб визначення стабільності магнітоліпосом