DE2405595A1 - Dampf aus der erde - Google Patents

Description

• DAMPP A ATJS DER ERDE Beschreibung Bei Reykholt - zu deutsch ist Reyk = Rauch, Dampf - wohnte an einem Platz, wo Dampf aus der Erde quillt, der um 1300 lebende isländische Dichter Snorri Sturluson, bekannt durch die Edda-Lieder. Snorri legte sich unmittelbar dabei einen Swimmingpool an, der noch jetzt sehr warm ist. Er heißt Snorra laug (= Snorris Lache). Der in cteine gefaßte Tümpel ist ein Beweis für die Tatsache, daß das heiße Wasser über lange Zeit konstant bleibt. Überall im Innern Islands wohnen die Menschen fast ausschließlich dort, wo Dampf austritt.
• Sie bauten um oder bei den Dampfquellen ihre Häuser. Die Dampfenergie ist die Grundlage ihrer Existenz. Umfangreiche Gewächshäuser, Schulen mit Zentralheizung und Badeanstalten stehen da und das schon über lange Jahrzehnte und Jahrhunderte.
• Das ist das natürliche Vorbild für eine künstliche Energiequelle, die die Tatsache ausnutzt, daß die 'rde im Innern heiß ist. Es kot darauf an, künstliche Geysire wie ole, Öl und Erdgas in den Griff zu bekommen. Der Erddampf hat dabei den Vorteil, daß er nie versiegt.
• Die Voraussetzung dazu ist die Kenntnis, wo sich I3ohrungeu lohnen.
• Die Zunahme der Erdtemperatur mit der Erdtiefe ist nicht überall glo i ch. An manchen Stellteil muß Klan hundert peter tief bohren, um eine Zunahme der Erdtemperatur um 1° zu erhalten, an anderen Orten tritt bereits bei 3 bis 5 m eine Zunahme der Erwärmung um 1° ein.
• Die @genthermische Tiefenstufe?, also die Zahl der m pro 1 C, ist bisher wenig interessant. Sie ist leicht an Orten zu erhalten, wo Erdbohrungen wegen Erdöl uns1 @alz bereits vorliegen. Oie Arbeit ist systematisch durchzuführen.
• Eins scheint festzustehen: Anlagen zur Ausnutzung der Trdwärme lassen sich besonders da anbringen wo noch vulkanische Brscheinungen feststellbar sind, also in der Nähe von wannen Quellen.. Hier hat die geothermische Tiefenstufe den kleinsten Wert. (Bei Karlsbad beträgt sie nur 2,5 m/°C, in Ostpreußen hingegen 100 m/0C.) Bevorzugt sind also geologische Grabenbrüche wie z.B. am Fuß der Gebirge der oberrbeinischen Tiefebene (Baden-Baden!, am Fuß des Taunus (Wiesbaden), in der Tifel und am Thüringer Wald. Aber darüber hinaus bieten sich weite Gebiete an, wo sich die Bohrung noch lohnt.
• Wo lohnt sich die Bohrung? Eine überschlagliche T'echnung ergibt Folgendes: Wenn die geothermische Tiefenstufe bei lOm/0C liegt, dann bedeutet dies für ein Bohrloch von 100 m Tiefe eine durchschnittliche Temperatur von 100 C über dem Oberflächenniveau von jahresdurchschnitt--lich 100 C, mithin also 200 C. Bei 500 m liegt die Temperatur bei ca. C0o C - was auch in Bergwerken beobachtet wird. Bei mehr als 1000 m Tiefe ist etwa der Ort erreicht, wo die Temperatur 1000 C überschreitet. Das ist die kritische Temperatur zur Erzeugung von Dampf aus Wasser.
• dabei ist noch zu })erücksichtigen, daß der -rodient auf den Isothermen nicht konstant ist. Es ist aber anzunehmen, daß er mit größerer Tiefe eher kleiner wird. Ferner ist noch der Luftdruck zu berücksichtigen. Mit wachsender Tiefe der Bohrung nimmt der Lußtdruck zu - wie er mit wachsender Höhe über dem Erdboden abnimmt. Wasser, das von der Erdoberfläche in das Bohrloch einströmt, siedet also in größerer Tiefe um einige Grad über 1000 C.
• Für die technische Ausführung ist das Grundwasser - also der Wasserspiegel in einigen zehn Metern Tiefe - hinderlich. Wie bei einem natürlichen Geysir würde es dann in dem Bohrloch nach unten in die heiße Zone abfließen und von da stoßweise nach oben als Dampf austreten. Mit solchen Dampferuptionen kann man praktisch nicht viel abfangen. Das Bohrloch ist also zweckmäßig bis unter den Grundwasserspiegel hinunter durch ein Rohr abzuschirmen.
• Das für den Betrieb notwendige Wasser wird in einer Leitung an das Bohrloch gebracht. Die Leitung wird im Bohrloch als Doppelrohr ausgebildet, das am sunde verbunden ist. In der Falleitung wird das Wasser bis an die Heizstelle gebracht. Es erwärmt sich hier bis zum Verdampfungspunkt. Der Dampf dehnt sich in der Steigleitung auf das etwa tausendfache Volumen aus und verläßt mit Druck das obere Ende des Steigrohrs. Hier kann er direkt in eine Dampfturbine eingeführt werden. Der ausströmende Dampf hängt von der eingeführten Wassermenge ab und wird mit der Wasserzufuhr geregelt. Der Dampfdruck hängt von der Wärmezufuhr ab, also von der Temperatur am Fußpunkt der Leitung.
• Er wird umso größer, je kleiner die Wasserzufuhr ist - oder je stärker das wasser am Tiefpunkt erhitzt wird. Die Vorrichtung arbeitet also wie ein Durchlauferhitzer. Je tiefer das Doppelrohr in die heiße Erdzone eintaucht, desto größer ist der Nutzeffekt. Die Geschwindig keit des einströmenden Wassers reguliert den Dampfdruck. Die Rohrdicke bestimmt zusätzlich die erhalte@e Wärmeenergie. Zur Erhöhung der Dampferzeugung kann die Doppelleitung am unteren Ende in mehrere Seitenarme aufgezweigt oder in Windungen geführt werden.

Claims (7)

Patent-Ansprüche

1. V@rrichtung zur Erzeugung von Dampfenergie aus de@ @@@tie@c, dadurch gekennzeichnet, da@ ein aus einem ab- und au steigenden Teil bestehenden Rohr in die über Dampftemperatur liegende Tie@e eines Erdbohrlochs eintaucht und im absteigenden @ohrteil von oben her Wasser eingefüllt wird, das im aufsteigenden Rohrteil als Dampf nach oben strJwt.

2. Nach 1, daß das Wasser aus einer regulierbaren Wasserrohrleitung zugeführt wird.

3. Nach 1, daß das Doppelrohr in eine mehrere hundert Grad heiße Erdschicht eini@aucht.

4. Nach 1, daß sich das Rohr an seiner Umkehrstelle in mehrere Teile verz@eigt oder großflächig erweitert.

5. Nach 1, daß das Rohrloch bis unter den Grundwasserspiegel gegen seitlich eindringendes Wasser abgeschirmt wird.

ach Nach 2, daß der Dampfdruck indirekt mit dem Zulauf des Wassers geregelt wird.

7. Nach 2, daß das Steigrohr direkt in eine Zentralheizung oder eine Dampfturbine führt.