DE3621393A1

DE3621393A1 - Energiegewinnung aus tiefbergbauanlagen

Info

Publication number: DE3621393A1
Application number: DE19863621393
Authority: DE
Inventors: Gamal El Din Dipl Ing Nasser; Hannes Dipl Ing Kneissl; Heinz Dipl Ing Hoelter
Original assignee: Nasser gamal El Din dipl-Ing
Current assignee: Nasser gamal El Din dipl-Ing
Priority date: 1986-06-07
Filing date: 1986-06-26
Publication date: 1988-02-18

Description

In der Hauptanmeldung "Vorrichtung zur Stromerzeugung" wird eine Vorrichtung mit einem Grundgedanken beschrieben, indem im wesentlichen ein kegelförmiger, sich verjüngender Turm mit aus einem benachbarten Fluß abgeleitetem Wasser in einem Ringkanal gespeist wird, wobei gleichzeitig in der Wand dieses Turmes eine Anzahl von Steigrohren eingebracht ist, in denen Dampf eines Energieträgers zu einer oberen Platte aufsteigt, wo der Dampf in Kon densatoren verflüssigt wird.

Der flüssige Energieträger fällt in ein innerhalb des Turmes angeordnetes Fallrohr, das mit einer Flüssigkeits turbine verbunden ist, zur Ebene des Ringkanals zurück. Von dort gelangt der Energieträger in im Ringkanal ange ordnete Wärmetauscher, in denen er verdampft, bevor er in den Steigrohren aufsteigt. Der Ring kanal kann mit einem als Sonnenkollektor ausge bildeten Wasserbecken verbunden sein.

Am oberen Ende des Turmes erzeugen die angeordne ten Kondensatoren die Wandlung des gasförmigen Mediums in ein flüssiges Medium, das dann als Fallenergieträger zur Ebene des Ringkanals herab fällt, wobei eine Flüssigkeitsturbine mit einem Generator Strom erzeugt.

Ergänzende Maßnahmen sind beschrieben worden, z.B. auch die Kupplung mit einem parallel dazu verbundenen Kraftwerk.

Erfindungsgemäß wird ergänzend hierzu eine weitere Idee vorgetragen, indem die Grundidee beibehalten wird, jedoch die Hochanlage in eine Tiefberg bauanlage gewandelt wird mit gleicher Zielsetzung.

Der Abbau im Untertagebergbau in Teufen von weit über 1000 m ist in vielen Bergbauländern bereits üblich.

Die dabei freigesetzte Wärme, bedingt durch die anstehende Gebirgstemperatur und den frei gesetzten Abbau, z.B. Kohle und/oder Erz sowie die adiabatische Luftverdichtung zur Addierung der Temperatur ab der geothermischen Tiefenstufe, führt teilweise zu Temperaturen von über 50°C.

Hinzu kommt das Freisetzen der Energie aus den Antriebsmotoren der Bedienungsmaschinen und Transporteinheiten.

Diese Energie liegt heute schon vielfach bei ca. 20% der gewonnenen Kohleenergie.

Eine Großschachtanlage mit einer Förderung von 10 Mio t p.a. SKE-Einheiten hat mehr als 2 Mio SKE-Einheiten p.a. an Abwärme.

Dieses ist gleichbedeutend mit einer nutzlosen Energieabführung von etwa 600 MW bei üblicher Auslastung eines Großkraftwerkes und einem Kraft werks-Wirkungsgrad von etwa 35%, wenn der Wärme verlust frei genutzt werden könnte.

Der Abbau in Kohlebergwerken wird durch einen Luftzuführungs- und Wetterabführungsschacht bewettert.

Teilweise liegen diese Schächte mehrere Kilometer auseinander, und im einziehenden Wetterschacht werden die Wetter durch die Grubenbaue gefördert, um

a) erträgliche Temperaturen für die Bedienungs mannschaft zu erzielen und
b) die entsprechenden Ausgasungen soweit zu verdünnen, daß eine Schlagwettergefahr ver mieden wird.

Erfindungsgemäß wird nun vorgeschlagen, vor einem ausführenden Wetterschacht die mit Wärme aufgespeicherten Wetter vorzugsweise staubtech nisch zu reinigen, und über Wärmetauscher die Energie an das Energieträgermittel abzugeben.

Das Energieträgermittel verdampft und wird über Rohrleitungen nach Übertage geführt - z.B. über mehr als 1000 m.

Übertage kondensiert der Energieträgerdampf, wobei über weitere Wärmetauscher Wärme an die Umgebung abgegeben wird entsprechend der Hauptan meldung P 36 19 269.4. Die Flüssigkeit wird nun im Untertagebereich den hydraulischen Turbinen zur Stromerzeugung übergeben, wobei sie je nach Energieträgermedium und Fallhöhe mit einem Lei tungsdruck von 100 bis 200 bar zur Verfügung steht.

Die notwendigen Wärmetauscher untertage können im Bereich des ausziehenden Wetterschachtes in Grubenräumen, die großflächig angelegt sind, oder in mehreren Parallelstrecken genutzt und aufgeständert werden.

Es können nicht nur z.Zt. im Abbau befindliche Bergbaubetriebe genutzt werden, sondern auch abgeworfene Gruben eignen sich zur Nutzung, in denen allerdings die zusätzliche Energie aus den Förder- und Gewinnungsaggregaten dem Wärmetauscher nicht zur Verfügung steht, jedoch die Temperaturdifferenz der Luft aus der adiaba tischen Luftverdichtung und der thermische Über gang der Wärme aus dem angrenzenden Gestein der einzelnen Strecken dienlich ist.

Zusatzstrecken und zusätzliche Blindschächte können punktuell zur weiteren Nutzung bei be stehenden und/oder abgeworfenen Bergbaubetrieben genutzt werden.

Heißes Grubenwasser, das in vielen abgeworfenen Bergwerken noch zwangsläufig gefördert wird, kann ebenfalls zur Wärmeübertragung unter Nutzung des Systems beitragen.

Es ist weiterhin vorteilhaft, in den kalten Monaten die ausblasende Luft aus dem ausziehenden Wetterschacht über eine isolierte Leitung, die unter Flur oder über Flur verlegt ist, zum ein ziehenden Schacht wieder hinzuführen, wodurch z.B. in den Wintermonaten, wenn die Temperaturen unter 0 Grad sinken, ein Aufheizen des Bereiches bis zur Abkühlung auf z.B. 20 Grad C nicht not wendig ist.

Die rückgeführte Luft kann auf dem Weg vom aus ziehenden Wetterschacht zum einziehenden Wetter schacht über Solarenergie aufgeheizt werden.

Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die vorstehend im einzelnen beschriebenen Aus bildungsformen beschränkt, sondern es sind zahl reiche Abänderungen möglich, ohne jedoch von dem Grundgedanken abzuweichen, zwischen dem einziehenden und ausziehenden Wetterschacht eines Bergbaubereiches den thermischen Zufluß der Energie aus den Abbaubereichen und der natür lich zufließenden Energie durch Aufnahme von Gebirgswärme und adiabatischer Verdichtung im Bereich des einziehenden Wetterschachtes zu nutzen und über ein Kühlmittel zu verdampfen und in diesem Zustand einer Zwangsförderung nach Übertage zu unterziehen, um dann das kon densierte Mittel antriebstechnisch zur Strom erzeugung durch Fallenergie zu nutzen.

Claims

1. Energiegewinnung aus Tiefbergbauanlagen nach Hauptanmeldung "Vorrichtung zur Stromerzeugung" des Herrn Gamal El Din Nasser, am 7.6.1986 durch die Patentanwälte Kirschner & Grosse beim Patent amt eingebracht - (Aktenzeichen: P 36 19 269.4) - dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem ein ziehenden und ausziehenden Wetterschacht eines Bergbaubereiches der thermische Zufluß der Energie aus den Abbaubereichen und/oder in Auffahrung begriffenen Grubenräumen erfolgt durch Aufnahme von Gebirgswärme und adiabatischer Verdichtung in dem Bereich des einziehenden Wetterschachtes in der Form - entsprechend der Hauptanmeldung durch Wärmetauscher, die im Bereich des aus ziehenden Wetterschachtes aufgeständert sind und zur Energieträgermittelverdampfung beitragen und in diesem Zustand einer Zwangsförderung nach Übertage unterzogen werden, um dann das Energieträgermittel zu kondensieren und antriebs technisch zur Stromerzeugung durch Fallenergie zu nutzen.

2. Energiegewinnung aus Tiefbergbauanlagen nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die abge kühlte Wettermenge aus dem ausziehenden Schacht durch eine Isolationsleitung über eine Leitung, die isoliert ist, dem zuführenden Wetterschacht zugeleitet wird.

3. Energiegewinnung aus Tiefbergbauanlagen nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß die unter Flur oder über Flur geführte Luftrück führleitung vom ausziehenden Wetterschacht zum einziehenden Wetterschacht durch Solarenergie bedarfsgerecht aufgeheizt wird.