DE2401024A1 - Kraftwerksystem zur energiegewinnung aus erdwaerme - Google Patents

Description

• Kraftwerksystem zur Energiegewinnung aus Erdwärme Die Erfindung dient der wirtschaftlichen Ausnutzung von Wärme des Erdinnern zur Erzeugung elektrischer Energie bei Verwendung von z.Zt. gebräuchlichen Dampf- und Wasserturbinen.
• Es ist bekannt, daß die Temperatur der Erde in der Tiefe zunimmt, in Deutschland auf einen km ca.
• 25 - 300 C-(geothermische Tiefenstufe). Es ist auch technisch möglich, Bohrungen in die Erde zu bringen.
• Bisher wurden Kraftwerke dieser Art nicht gebaut, weil kein System da war, das die hohen Kosten tiefer Bohrungen gerechtfertigt hätte. Da das Patent-des Herrn Hans Schulz, München 1928 theoretisch nur für Orte mit hoher geothermischer Tiefenstufe möglich wäre, weil der Siedepunkt des ins Erdinnere geleiteten Wassers mit zunehmendem Druck erheblich steigt, bedarf es zur praktischen Ausnutzung der Erdwärme zusätzlicher wirtschaftlicher Systeme.
• Beispiel: Bei einem Temperaturanstieg pro 1000 m Tiefe hätte man in einem gefüllten Wasserrohr einen Druck von cag 100 at (den normalen athmosphärischen Druck nicht hinzugerechnet). Unter diesem Druck beträgt der Siedepunkt des Wassers aber schon 309,53° C.
• Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Erdwärme auch praktisch und wirtschaftlich durch Anordnung von technischen Systemen auszunutzen, wobei davon ausgegangen wird, daß eine Bohrung ins Erdinnere nur dann wirtschaftlich ist, wenn sehr hohe Energien erzeugt werden können0 Die Aufgabe wird erfindungsgemäß wie folgt gelöst: s. Zeichnung Von einem Wasserbecken B) auf der Erdoberfläche aus führt eine Rohrleitung R) ins Erdinnere und versorgt in bestimmten Abständen t) normale Wasserturbinen, die auf bekannte Weise elektrische Energie erzeugen. Der Abstand t) wird, entsprechend den benötigten Drücken, für die Wasserturbinen gewählt.
• Der Druck des Wassers wird nach Durchgang durch die Turbinen jeweils auf normalen athmospärischen Druck der entsprechenden Tiefe reduziert. Die letzte Wasserturbine ist in einer Tiefe angeordnet, deren Temperatur es gerade noch ermöglicht, das Wasser nach Durchgang durch die Turbine flüssig zu halten. Es wird dann in eine weitere Rohrleitung R 1) geleitet, deren Oberfläche zwecks besserer Wärmeübertragung vergrößert sein kann (Rippen oder dergl). An einer Stelle im Rohr, an der das unter Druck stehende Wasser bereits eine Temperatur hat, die es bei Druckreduzierung sofort verdampfen lassen würde, wird ein Ventil V) angeordnet. Dieses Ventil dient dazu, die Dampfmenge für die nachfolgenden Dampfturbinen nach Belieben steuern zu können.
• Die Rohrleitung R 1) führt nun in eine Tiefe, bis die gewünschte Temperatur im Rohr erreicht wird, kommt zum Scheitelpunkt und wird wieder nach oben geführt.
• Etwas oberhalb des Scheitelpunktes wird das Rohr so gestaltet, daß es möglichst wenig Wärme des erhitzten Wassers abgibt.
• Das überhitzte, unter Druck stehende Wasser gelangt in einen Kessel K), in dem es unter Zusetzen elektrischer Energie e), die von der in den Wasserturbinen erzeugten Energie abgezweigt wird, in Dampf umgewandelt wird, d.h. durch Zusetzen der noch fehlenden Temperatur.
• Der Druck im Kessel kann weiterhin durch die Lage des Kessels, d.h. die im Rohr R 1) über ihm stehende Wassersäule h) beeinflußt werden. Der Dampf wird dann in die Dampfturbine geleitet und erzeugt auf bekannte Art elektrische Energie. Der Abdampf wird durch ein Rohr nach oben geleitet, wobei darauf zu achten Ist, daß er in den tieferen Schachtbereichen nicht kondensiert. In das Abdampfrohr wird gleichfalls der durch das Ventil V) evtl. entnommene Dampf eingeleitet. Das Kondensieren des Wassers geschieht durch eine Kühlanlage, die gleichfails mit entnommener elektrischer Energie e 1) des Systems gespeist wird. Das Wasserbecken B) hat weiterhin die Aufgabe, den im Kreislauf entstandenen Wasserverlust durch Wasserzusatz auszugleichen.
• Das ganze System wird in einem geräumigen Schacht angeordnet, in dem auch Montage- und Wartungsaufzug Platz finden, sowie die Elektroleitungen, die die gewonnene Energie zur Oberfläche transportieren, sowie Klimaschacht für die Turbinenräume.
• Das System aus Wasser- und Dampfturbinen muß so abgestimmt sein, daß die benötigten Wassermengen der Wasserturbinen in Form von Dampf auch in der Dampfturbine benötigt werden.
• In einem Schacht können mehrere Systeme angeordnet werden, so daß die Bohrung rentabler wird.
• Die Vorteile dieser Art von Energieerzeugung bestehen darin, daß sie besonders umweltfreundlich ist, da keine Wärmeerzeugung durch Verbrennung erfolgt, daß sie an keinen Standort gebunden ist, da die Kühlung mit eigener Energiequelle geschieht, daß kein Brennmaterial auf Verkehrswegen herantransportiert werden muß und daß der Platzbedarf einer solchen Kraftwerksanlage im Erdoberflächenbereich sehr gering ist. Eine Tiefenbohrung wird wirtschaftlich, da mit zunehmender Tiefe auch die Energieerzeugung durch die zunehmende Anzahl der Wasserturbinen steigt. Die Anlage kann vollautomatisch laufen. Die hohen Investitionskosten würden sich durch extrem niedrige Betriebskosten in kurzer Zeit amortisieren.

Claims (4)

1. Patentanspruch

   aftwerksystem mit Erdwärme als Energiequelle, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasser auf dem Weg ins Erdinnere mittels Rohrleitungen Energieerzeugende und druckreduzierende Wasserturbinen durchfließt und in der Tiefe durch Wärme des Erdinnern und Hinzusetzen von Energie verdampft wird, wobei Dampf durch energieerzeugende Dampfturbinen geleitet wird.
2. 2.) Die Verwendung gebräuchlicher Turbinen dadurch ermöglicht, daß Arbeitsdruck und Arbeitstemperatur des Wassers bzw. Dampfes nach Wunsch gewählt werden können a) Wasserturbine T) durch Wählen von t) und Querschnitt des Wasserrohres R) in Verbindung mit Ventil V) b) Dampfturbine D) durch Wählen von h) und e) sowie der Tiefe l)der Rohrleitung R 1) im Erdinnern.
3. 3.) Die Kondensierung des Abdampfes mittels eigener erzeugter Energie.
4. 4.) Anordnung mehrerer Systeme in einem Schacht, die an der Peripherie des Schachtes angeordnet werden.

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