RU2343368C1 - Геотермальная энергетическая установка - Google Patents
Геотермальная энергетическая установка Download PDFInfo
- Publication number
- RU2343368C1 RU2343368C1 RU2007120959/06A RU2007120959A RU2343368C1 RU 2343368 C1 RU2343368 C1 RU 2343368C1 RU 2007120959/06 A RU2007120959/06 A RU 2007120959/06A RU 2007120959 A RU2007120959 A RU 2007120959A RU 2343368 C1 RU2343368 C1 RU 2343368C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heat
- gas
- heat exchangers
- geothermal
- turbine
- Prior art date
Links
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 26
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 10
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 7
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 7
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 claims description 6
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims description 5
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 claims description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 abstract description 34
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 4
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 abstract description 2
- 230000008030 elimination Effects 0.000 abstract 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 abstract 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 abstract 1
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 9
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- JETSKDPKURDVNI-UHFFFAOYSA-N [C].[Ca] Chemical compound [C].[Ca] JETSKDPKURDVNI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000000112 cooling gas Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24T—GEOTHERMAL COLLECTORS; GEOTHERMAL SYSTEMS
- F24T10/00—Geothermal collectors
- F24T10/30—Geothermal collectors using underground reservoirs for accumulating working fluids or intermediate fluids
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/10—Geothermal energy
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к геотермальным энергетическим установкам, вырабатывающим электроэнергию на базе использования тепла геотермальных источников. В геотермальной энергетической установке с контуром теплоносителя, включающим соединенные со скважиной газоотделитель, теплообменники-утилизаторы тепла отходящих газов газотурбинной установки и теплообменники, установленные в конденсатно-питательном тракте паротурбинного контура, продукты сгорания органического топлива после газовой турбины поступают непосредственно в теплообменник смешивающего типа, установленный на отводящем от газоотделителя трубопроводе термальной воды. Смесь термальной воды вместе с продуктами сгорания органического топлива проходит через теплообменники, установленные в конденсатно-питательном тракте паротурбинной установки, что позволяет повысить эффективность работы геотермальной энергетической установки за счет предотвращения образования карбонатных отложений в геотермальном оборудовании, снятия угрозы забивания скважины обратной закачки, повышения энергетического потенциала термальной воды, проходящей через теплообменники, а также полного исключения загрязнения окружающей среды продуктами сгорания органического топлива. 1 ил.
Description
Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к геотермальным энергетическим установкам, вырабатывающим электроэнергию на базе использования тепла геотермальных источников.
Известны геотермальные энергетические установки с использованием для выработки электроэнергии тепловой энергии геотермальных источников, в которых геотермальная среда из эксплуатационной скважины поступает в последовательно установленные ступени расширителей, из которых образовавшийся пар поступает в турбину [1].
Недостатком таких установок является низкий КПД, определяемый низкими начальными параметрами пара, поступающего в турбину, и образование интенсивных отложений, как правило, карбоната кальция на внутренней поверхности геотермального оборудования при нарушении карбонатно-кальциевого равновесия в ступенях расширителей. Это одна из главных причин, препятствующих широкому использованию средне- и высокопотенциальных геотермальных источников для выработки электроэнергии (например, Каясула - Ставропольский край, Тарумовка - Республика Дагестан и др.).
Средне- и высокопотенциальные геотермальные источники энергии можно более эффективно использовать как поставщики дополнительного топлива через газоотделители и как подогреватели конденсатной и подпиточной воды основного паротурбинного контура энергетических установок.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату при ее использовании является геотермальная энергетическая установка с контуром теплоносителя, включающим соединенные со скважиной газоотделитель, линией отвода газов подключенный к камере сгорания органического топлива, теплообменники-утилизаторы тепла отходящих газов газотурбинной установки, связанной с камерой сгорания органического топлива, и теплообменники, установленные в конденсатно-питательном тракте паротурбинного контура, содержащего парогенератор, паровую турбину, конденсатор, деаэратор, регенеративные подогреватели низкого и высокого давления [2].
К недостаткам таких установок относится образование интенсивных отложений, как правило, карбоната кальция в геотермальном оборудовании после газоотделителя в теплообменниках в результате нарушения карбонатно-кальциевого равновесия. Одновременно наличие большого количества твердой фазы карбоната кальция в виде взвешенных частиц представляет серьезную угрозу для скважины обратной закачки термальной воды.
Эти установки также имеют резервы повышения эффективности использования тепловой энергии геотермального источника за счет большего использования теплового потенциала продуктов сгорания.
Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является повышение эффективности работы геотермальной энергетической установки за счет большего использования теплового потенциала продуктов сгорания и предотвращения солеотложений в теплообменниках, установленных в контуре геотермального теплоносителя, а также уменьшения опасности забивания скважин обратной закачки.
Технический результат достигается тем, что в геотермальной энергетической установке с контуром теплоносителя, включающим соединенные со скважиной газоотделитель, линией отвода газов подключенный к камере сгорания органического топлива, теплообменники-утилизаторы тепла отходящих газов газотурбинной установки, связанной с камерой сгорания органического топлива, и теплообменники, установленные в конденсатно-питательном тракте паротурбинного контура, содержащего парогенератор, паровую турбину, конденсатор, деаэратор, регенеративные подогреватели низкого и высокого давления, продукты сгорания органического топлива после газотурбинной установки и поверхностного типа теплообменника-утилизатора поступают в смешивающего типа теплообменник-утилизатор, установленный на отводящем от газоотделителя трубопроводе термальной воды, причем смесь термальной воды с продуктами сгорания проходит через теплообменники, установленные в конденсатно-питательном тракте паротурбинного контура, и далее в скважину обратной закачки.
На чертеже показана принципиальная схема предлагаемой геотермальной энергетической установки.
Геотермальная энергетическая установка содержит эксплуатационную скважину 1 геотермальной среды, насос 2 подачи термальной воды в газоотделитель 3, из которого парогазовый теплоноситель поступает в камеру 4 сгорания газотурбинной установки, состоящей из компрессора 5, газовой турбины 6 и электрического генератора 7. Выход газовой турбины 6 подключен к парогенератору 8 и к теплообменникам-утилизаторам тепла отходящих газов газотурбинной установки поверхностного типа 9 и смешивающего типа 10, установленным соответственно на подводящем (между скважиной 1 и газоотделителем 3) и отводящем (между газоотделителем 3 и теплообменником 19, установленным в линии питательной воды паротурбинной установки) трубопроводах термальной воды.
Паросиловая установка содержит парогенератор 8, паровую турбину 11, электрический генератор 12, конденсатор 13, конденсатный насос 14, деаэратор 15, питательный насос 16 и регенеративный подогреватель 17 высокого давления (регенеративный подогреватель низкого давления в контуре паротурбинной установки не показан). Для подачи термальной воды после газоотделителя 3 установлен перекачивающий насос 18, который прокачивает термальную воду вместе с продуктами сгорания органического топлива последовательно через теплообменник 19, установленный в линии питательной воды конденсатно-питательного тракта паротурбинной установки, теплообменник 20, установленный в конденсатной линии конденсатно-питательного тракта, в реинжекционную скважину обратной закачки 21. Насос 22 служит для подачи продуктов сгорания органического топлива под давлением в теплообменник 10 смешивающего типа.
Геотермальная энергетическая установка работает следующим образом.
Геотермальная среда из эксплуатационной скважины 1 насосом 2 подается в поверхностного типа теплообменник-утилизатор 9, где она дополнительно подогревается охлаждающими газами газовой турбины 6 и затем поступает в газоотделитель 3. Из газоотделителя 3 парогазовая смесь поступает в камеру сгорания 4, где при дополнительном подводе топлива в атмосфере кислорода воздуха происходит сгорание горючих газов. После камеры 4 продукты сгорания вместе с водяным паром из газоотделителя 3 поступают в газовую турбину 6, вращающую электрический генератор 7. После газовой турбины 6 часть продуктов сгорания направляется в парогенератор 8, а часть параллельным потоком в теплообменники-утилизаторы 9 и 10, установленные на подводящем и отводящем трубопроводах термальной воды соответственно. С помощью нагнетательного насоса 22 продукты сгорания топлива смешиваются в теплообменнике 10 с термальной водой, направляемой к теплообменникам 19 и 20, установленным в конденсатно-питательном тракте. Далее эта смесь поступает в реинжекционную скважину 21.
Содержащаяся в большом количестве в продуктах сгорания двуокись углерода (СО2) при смешивании с термальной водой способствует ее стабилизации и растворению образовавшихся ранее в газоотделителе взвешенных частиц карбоната кальция. Одновременно повышается энергетический потенциал термальной воды, проходящей через теплообменники, установленные в конденсатно-питательном тракте.
Таким образом, подача продуктов сгорания органического топлива после газовой турбины непосредственно в теплообменник смешивающего типа повышает эффективность работы геотермальной энергетической установки за счет предотвращения образования карбонатных отложений в геотермальном оборудовании, снятия угрозы забивания скважины обратной закачки, повышения энергетического потенциала термальной воды, проходящей через теплообменники, установленные в конденсатно-питательном тракте паротурбинной установки, а также полного исключения загрязнения окружающей среды продуктами сгорания органического топлива.
Источники информации
1. А.с. СССР №1035247, Кл. F01K 27/00, 1983.
2. Патент Российской Федерации RU 02027867 С1, 19950127, F01K 27/00, F03G 7/00.
Claims (1)
- Геотермальная энергетическая установка с контуром теплоносителя, включающим соединенные со скважиной газоотделитель, линией отвода газов подключенный к камере сгорания органического топлива, теплообменники-утилизаторы тепла отходящих газов газотурбинной установки, связанной с камерой сгорания органического топлива, и теплообменники, установленные в конденсатно-питательном тракте паротурбинного контура, содержащего парогенератор, паровую турбину, конденсатор, деаэратор, регенеративные подогреватели низкого и высокого давления, отличающаяся тем, что продукты сгорания органического топлива после газотурбинной установки и поверхностного типа теплообменника-утилизатора поступают в смешивающего типа теплообменник-утилизатор, установленный на линии отвода термальной воды от газоотделителя, причем смесь термальной воды с продуктами сгорания проходит через теплообменники, установленные в конденсатно-питательном тракте паротурбинного контура, и далее в скважину обратной закачки.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007120959/06A RU2343368C1 (ru) | 2007-06-04 | 2007-06-04 | Геотермальная энергетическая установка |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007120959/06A RU2343368C1 (ru) | 2007-06-04 | 2007-06-04 | Геотермальная энергетическая установка |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2343368C1 true RU2343368C1 (ru) | 2009-01-10 |
Family
ID=40374246
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007120959/06A RU2343368C1 (ru) | 2007-06-04 | 2007-06-04 | Геотермальная энергетическая установка |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2343368C1 (ru) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109915334A (zh) * | 2019-04-09 | 2019-06-21 | 李福军 | 地热井下循环高效热动电三联供装置及工艺方法 |
| RU196410U1 (ru) * | 2018-07-27 | 2020-02-28 | Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Дагестанский Государственный Технический Университет" (Дгту) | Геотермальная энергетическая установка |
| US11661926B2 (en) * | 2018-08-21 | 2023-05-30 | Ormat Technologies Inc. | System for optimizing and maintaining power plant performance |
| RU2810329C1 (ru) * | 2023-08-24 | 2023-12-26 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Геотермальная установка энергоснабжения потребителей |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3908381A (en) * | 1974-11-20 | 1975-09-30 | Sperry Rand Corp | Geothermal energy conversion system for maximum energy extraction |
| RU2027867C1 (ru) * | 1991-03-29 | 1995-01-27 | Белорусская государственная политехническая академия | Геотермальная энергетическая установка |
| RU2109982C1 (ru) * | 1992-06-16 | 1998-04-27 | Белорусская политехническая академия | Геотермальная энергетическая установка |
-
2007
- 2007-06-04 RU RU2007120959/06A patent/RU2343368C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3908381A (en) * | 1974-11-20 | 1975-09-30 | Sperry Rand Corp | Geothermal energy conversion system for maximum energy extraction |
| RU2027867C1 (ru) * | 1991-03-29 | 1995-01-27 | Белорусская государственная политехническая академия | Геотермальная энергетическая установка |
| RU2109982C1 (ru) * | 1992-06-16 | 1998-04-27 | Белорусская политехническая академия | Геотермальная энергетическая установка |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU196410U1 (ru) * | 2018-07-27 | 2020-02-28 | Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Дагестанский Государственный Технический Университет" (Дгту) | Геотермальная энергетическая установка |
| US11661926B2 (en) * | 2018-08-21 | 2023-05-30 | Ormat Technologies Inc. | System for optimizing and maintaining power plant performance |
| CN109915334A (zh) * | 2019-04-09 | 2019-06-21 | 李福军 | 地热井下循环高效热动电三联供装置及工艺方法 |
| CN109915334B (zh) * | 2019-04-09 | 2023-12-19 | 陕西国诚恒业能源技术有限公司 | 地热井下循环高效热动电三联供装置及工艺方法 |
| RU2810329C1 (ru) * | 2023-08-24 | 2023-12-26 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Геотермальная установка энергоснабжения потребителей |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2846008B1 (en) | Steam turbine plant | |
| KR101317222B1 (ko) | 고효율 급수 가열기 | |
| WO2012060739A1 (ru) | Способ работы газотурбинной установки | |
| CN104963735A (zh) | 利用凝汽器冷却水回水废热加热气体燃料的方法及装置 | |
| JPH09502233A (ja) | 地熱／化石燃料併用発電プラント | |
| RU2343368C1 (ru) | Геотермальная энергетическая установка | |
| RU2334882C1 (ru) | Способ работы тепловой электрической станции | |
| KR101613201B1 (ko) | 가스복합발전플랜트의 담수화 시스템 | |
| RU2639397C1 (ru) | Способ работы газотурбинной установки на метаносодержащей парогазовой смеси и устройство для его осуществления | |
| Varlamov et al. | Improvement of energy efficiency and environmental safety of thermal energy through the implementation of contact energy exchange processes | |
| RU2463460C1 (ru) | Конденсационная паротурбинная электростанция | |
| JP2005146185A (ja) | 植物系バイオマス資源利用設備 | |
| RU2261337C1 (ru) | Теплоэлектроцентраль с открытой теплофикационной системой | |
| RU2650238C1 (ru) | Способ работы энергетической установки газораспределительной станции или газорегуляторного пункта | |
| RU2631961C1 (ru) | Способ работы бинарной парогазовой тэц | |
| RU2605878C1 (ru) | Турбодетандерная система утилизации теплоты циркуляционной воды на конденсационных блоках паровых турбин тепловой электрической станции | |
| RU2280768C1 (ru) | Теплоэлектроцентраль с газотурбинной установкой | |
| CN205277516U (zh) | 基于液态金属磁流体发电的船舶余热发电装置 | |
| RU126373U1 (ru) | Парогазовая установка | |
| RU118360U1 (ru) | Установка электро-тепло-водоснабжения предприятий добычи, транспорта и переработки углеводородного сырья | |
| RU117512U1 (ru) | Установка для получения электроэнергии и тепла | |
| RU2027867C1 (ru) | Геотермальная энергетическая установка | |
| RU2774553C1 (ru) | Система производства экологически чистого топлива на тэц с паровым котлом | |
| RU2259486C1 (ru) | Теплоэлектроцентраль с открытой теплофикационной системой | |
| RU2626710C1 (ru) | Способ работы бинарной парогазовой теплоэлектроцентрали |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110605 |