EA018364B1 - Geothermal power unit - Google Patents
Geothermal power unit Download PDFInfo
- Publication number
- EA018364B1 EA018364B1 EA201001792A EA201001792A EA018364B1 EA 018364 B1 EA018364 B1 EA 018364B1 EA 201001792 A EA201001792 A EA 201001792A EA 201001792 A EA201001792 A EA 201001792A EA 018364 B1 EA018364 B1 EA 018364B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- hot rock
- geothermal power
- steam turbine
- rock formation
- borehole
- Prior art date
Links
Landscapes
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к средствам выработки электрической энергии из глубинного тепла пласта горячих горных пород.The invention relates to a means of generating electrical energy from the deep heat of a bed of hot rocks.
Известна схема геотермальной энергоустановки, содержащая нагнетательную и подъемную скважины, проведенные к пласту горячих горных пород, и паровую турбину для выработки электрической энергии. Аренс В.Ж. Скважинная добыча полезных ископаемых. Москва, Недра, 1986, с. 266.A known scheme of a geothermal power plant containing injection and lifting wells, conducted to the formation of hot rocks, and a steam turbine for generating electrical energy. Arens V.Zh. Downhole mining. Moscow, Nedra, 1986, p. 266.
В известной схеме нагнетательная и подъемная скважины непосредственно не связаны между собой в пласте горячих горных пород, паровая турбина расположена на поверхности земли, что ведет к потере пара в местах образования и снижению его энергетических характеристик при транспортировке.In the known scheme, the injection and lift wells are not directly interconnected in the hot rock formation, the steam turbine is located on the surface of the earth, which leads to the loss of steam in the places of formation and a decrease in its energy characteristics during transportation.
Прототипом предлагаемого изобретения является геотермальная энергоустановка, содержащая входную и отнесенную от нее выходную скважины, которые проведены с поверхности земли и соединены расположенным в пласте горячих горных пород поперечным штреком с наполнителем, и паровую турбину. Патент И8 6301894ВА, Кл. 7 Р03С 7/00, 2000.A prototype of the invention is a geothermal power plant containing an input well and an associated output well, which are drawn from the surface of the earth and connected by a transverse drift with a filler located in the hot rock formation, and a steam turbine. Patent I8 6301894BA, Cl. 7 P03C 7/00, 2000.
Недостаток известной геотермальной энергоустановки состоит в том, что входная и отнесенная от нее выходная скважины соединены поперечным штреком на одном уровне пласта горячих горных пород, что сужает объемы парообразования, прямолинейный поперечный штрек с наполнителем допускает проскок воды между входной и выходными скважинами без парообразования, что наряду с расположением паровой турбины на поверхности земли и присутствием газа в выходной скважине снижают эффективность и безопасность работы геотермальной энергоустановки.A disadvantage of the known geothermal power plant is that the input and output wells associated with it are connected by a transverse drift at the same level of the hot rock formation, which narrows the volumes of vaporization, a straight transverse drift with a filler allows water to slip between the input and output wells without vaporization, which, along with with the location of the steam turbine on the surface of the earth and the presence of gas in the output well reduce the efficiency and safety of the geothermal power plant.
Задача изобретения - повышение эффективности и безопасности работы геотермальной энергоустановки, преобразующей тепло пласта горячих горных пород в электрическую энергию.The objective of the invention is to increase the efficiency and safety of a geothermal power plant that converts the heat of a formation of hot rocks into electrical energy.
Технический результат - повышение энергетических параметров пара за счет увеличения площади и улучшения условий парообразования, роста интенсивности теплообмена, исключения потери пара и его отделения от газа в скважине до паровой турбины.The technical result is an increase in the energy parameters of steam by increasing the area and improving the conditions of vaporization, increasing the intensity of heat transfer, eliminating the loss of steam and its separation from gas in the well to the steam turbine.
Это достигается тем, что в известной геотермальной энергоустановке, содержащей входную и отнесенную от нее выходную скважины, которые проведены с поверхности земли и соединены расположенным в пласте горячих горных пород поперечным штреком с наполнителем, и паровую турбину, согласно изобретению, входная и выходная скважины соединены поперечными штреками на разных уровнях пласта горячих горных пород в вертикальной плоскости, где поперечные штреки выполнены с промежуточным внутренним уступом, большим диаметром со стороны входной скважины и меньшим диаметром, выходящими в выходную скважину, причем часть поперечного штрека с большим диаметром заполнена наполнителем, представляющим собой куски графита, а другая часть с меньшим диаметром закреплена трубами, при этом паровая турбина размещена в выходной скважине над пластом горячих горных пород и снизу дополнительно снабжена сепаратором, имеющим изолированный выход на поверхности земли.This is achieved by the fact that in a known geothermal power plant containing an input well and an associated output well, which are drawn from the surface of the earth and connected by a transverse drift with a filler located in a hot rock formation, and a steam turbine, according to the invention, the input and output wells are connected by transverse drifts at different levels of the hot rock formation in the vertical plane, where the transverse drifts are made with an intermediate inner ledge, a large diameter from the side of the input well and a smaller diameter extending into the output well, and part of the transverse drift with a large diameter is filled with filler, which is pieces of graphite, and the other part with a smaller diameter is fixed by pipes, while the steam turbine is placed in the output well above the hot rock formation and from below additionally equipped with a separator having an isolated outlet on the surface of the earth.
Отличительными признаками - соединением входной и отнесенной от нее выходной скважины поперечными штреками на разных уровнях пласта горячих горных пород - достигается расширение площади парообразования и упорядоченный переход воды в пар в полости поперечного штрека, выполнением поперечных штреков с промежуточным внутренним уступом с большим диаметром со стороны входной скважины и заполнением этой части штрека наполнителем, представляющим собой куски графита, обеспечивается замедление скорости потока воды и улучшение условий превращения воды в пар, тем самым исключается проскок воды между скважинами без парообразования, а за счет высокой теплопроводности наполнителя в виде кусков графита происходит рост интенсивности теплообмена и ускорение процесса парообразования с усилением энергетических параметров.Distinctive features - the connection of the input well and the associated output well with transverse drifts at different levels of the hot rock formation - the expansion of the area of vaporization and the ordered transition of water to steam in the cavity of the transverse drift is achieved by performing transverse drifts with an intermediate inner step with a large diameter from the side of the input well and filling this part of the drift with filler, which is pieces of graphite, provides a deceleration of the water flow rate and improvement of the conditions of water into steam, thereby eliminating the breakthrough of water between wells without vaporization, and due to the high thermal conductivity of the filler in the form of pieces of graphite, an increase in the heat transfer intensity and acceleration of the vaporization process with an increase in energy parameters occurs.
При выполнении части поперечного штрека, выходящей в выходную скважину с меньшим диаметром, и креплением этой части трубами в ней образуется силовой поток сужающегося пара с динамическим ускорением, что за счет эффекта всасывания создает зону низкого давления в части поперечного штрека с большим диаметром, заполненной кусками графита, способствующую интенсивному поступлению в нее тепла пласта горячих горных пород и исключению потери пара.When a part of the transverse drift leading to the outlet borehole with a smaller diameter is made and the pipes are fastened to it, a force flow of converging steam with dynamic acceleration is formed in it, which, due to the suction effect, creates a low pressure zone in the part of the transverse drift with a large diameter filled with pieces of graphite , which contributes to the intensive intake of heat from the formation of hot rocks and the exclusion of steam loss.
Размещением паровой турбины в выходной скважине над пластом горячих горных пород и дополнительным снабжением ее снизу сепаратором, имеющим изолированный выход на поверхность земли, осуществляется централизованный отбор очищенного от газа пара в скважине, что повышает показатели работы паровой турбины, а выводом газа по изолированному выходу на поверхность земли обеспечивается безопасность работы геотермальной энергоустановки.By placing a steam turbine in the output well above the hot rock formation and additionally supplying it from below with a separator having an isolated exit to the earth's surface, centralized extraction of steam purified from gas in the well is carried out, which increases the performance of the steam turbine, and the gas is withdrawn from the isolated exit to the surface land ensures the safety of the geothermal power plant.
Приведенные признаки изобретения имеют причинно-следственную связь, в совокупности обеспечивают повышение эффективности и безопасности работы геотермальной энергоустановки, преобразующей тепло пласта горячих горных пород в электрическую энергию.The above features of the invention have a causal relationship, together they provide an increase in the efficiency and safety of the geothermal power plant, which converts the heat of the formation of hot rocks into electrical energy.
На чертеже изображена схема геотермальной энергоустановки, вертикальный разрез.The drawing shows a diagram of a geothermal power plant, a vertical section.
Геотермальная энергоустановка содержит входную скважину 1 и выходную скважину 2, которые проведены с поверхности земли и соединены поперечными штреками 3 на разных уровнях пласта горячих горных пород 4 в вертикальной плоскости, где поперечные штреки 3 выполнены с промежуточным внутренним уступом 5, с большим диаметром 6 со стороны входной скважины 1 и меньшим диаметром 7, выходящими в выходную скважину 2. Часть поперечного штрека 3 с большим диаметром 6 заполнена наполнителем 8, представляющим собой куски графита, а другая часть с меньшим диаметром 7 закрепA geothermal power plant contains an input well 1 and an output well 2, which are held from the ground and connected by transverse drifts 3 at different levels of the hot rock formation 4 in a vertical plane, where the transverse drifts 3 are made with an intermediate inner ledge 5, with a large diameter of 6 from the side the input well 1 and a smaller diameter 7, leading to the output well 2. A part of the transverse drift 3 with a large diameter 6 is filled with filler 8, which is pieces of graphite, and the other part with a smaller diameter Trom 7 Secure
- 1 018364 лена трубами 9.- 1 018364 Lena pipes 9.
Паровая турбина 10 размещена в выходной скважине 2 над пластом горячих горных пород 4 и снизу дополнительно снабжена сепаратором 11, имеющим изолированный выход через трубопровод 12 на поверхность земли.The steam turbine 10 is placed in the output well 2 above the hot rock formation 4 and from the bottom is additionally equipped with a separator 11 having an isolated outlet through the pipeline 12 to the earth's surface.
На поверхности земли расположены входящие в состав геотермальной энергоустановки газохранилище 13, связанное с сепаратором 11, отстойник 14, сообщающийся с выходной скважиной 2, и промывочный насос 15, соединенный с отстойником 14.On the surface of the earth are located part of the geothermal power plant gas storage 13 associated with the separator 11, the sump 14, communicating with the output well 2, and a flushing pump 15 connected to the sump 14.
Геотермальная энергоустановка работает следующим образом.Geothermal power plant operates as follows.
С поверхности земли вода промывочным насосом 15 через входную скважину 1 закачивается в поперечные штреки 3, расположенные на разных уровнях пласта горячих горных пород 4. Протекая по части поперечного штрека 3 с большим диаметром 6 до уступа 5 через наполнитель 8, представляющий собой куски графита высокой теплопроводности, вода теряет скорость, и под воздействием тепла пласта горячих горных пород 4 происходит парообразование. Далее пар поступает в часть поперечного штрека 3 с меньшим диаметром 7, закрепленную трубами 9, где образуется силовой поток сужающегося пара с динамическим ускорением, что вызывает за счет эффекта всасывания интенсивное поступление тепла пласта горячих горных пород 4 в часть штрека 3 с большим диаметром 6, и проходит в выходящую скважину 2 и направляется в сепаратор 11, отделяющий пар от газа. Далее очищенный пар входит в паровую турбину 10, вырабатывая электрическую энергию. Отделенный от пара газ через изолированный выход по трубопроводу 12 перетекает в газохранилище 13.From the surface of the earth, water is pumped by a washing pump 15 through an inlet well 1 into transverse drifts 3 located at different levels of a hot rock formation 4. Flowing along a portion of a transverse drift 3 with a large diameter of 6 to ledge 5 through a filler 8, which is pieces of graphite with high thermal conductivity , water loses speed, and vaporization occurs under the influence of the heat of the formation of hot rocks 4. Next, the steam enters the part of the transverse drift 3 with a smaller diameter 7, fixed by pipes 9, where the power flow of the converging steam with dynamic acceleration is formed, which causes due to the absorption effect the intensive heat of the formation of hot rocks 4 to the part of the drift 3 with a large diameter of 6, and passes into the output well 2 and is sent to a separator 11, which separates the vapor from the gas. Next, the cleaned steam enters the steam turbine 10, generating electrical energy. The gas separated from the steam through an isolated outlet through the pipeline 12 flows into the gas storage 13.
Отработанный в паровой турбине 10 пар по выходной скважине 2 поступает в отстойник 14, охлаждаясь, превращается в воду и промывочным насосом 15 закачивается в входную скважину 1. Цикл повторяется.Spent 10 steam in the steam turbine through the outlet well 2 enters the sump 14, being cooled, turns into water and is flushed by the washing pump 15 into the inlet well 1. The cycle is repeated.
Предлагаемая схема геотермальной энергоустановки, встроенная в пласт горячих горных пород, представляется простой по конструктивному исполнению, эффективна и безопасна при преобразовании тепла пласта горячих горных пород в электрическую энергию.The proposed geothermal power plant scheme, built into the hot rock formation, seems to be simple in design, efficient and safe when converting the heat of the hot rock formation into electrical energy.
Claims (1)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KZ20101283 | 2010-10-18 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA201001792A1 EA201001792A1 (en) | 2012-04-30 |
| EA018364B1 true EA018364B1 (en) | 2013-07-30 |
Family
ID=46145160
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA201001792A EA018364B1 (en) | 2010-10-18 | 2010-12-15 | Geothermal power unit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| EA (1) | EA018364B1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4022025A (en) * | 1974-11-25 | 1977-05-10 | Clarence Kirk Greene | Cyclical energy transfer method and apparatus |
| US5911684A (en) * | 1995-06-07 | 1999-06-15 | Shnell; James H. | System for geothermal production of electricity |
| US6301894B1 (en) * | 2000-05-12 | 2001-10-16 | Albert H. Halff | Geothermal power generator |
| RU2376495C1 (en) * | 2008-03-27 | 2009-12-20 | Александр Дмитриевич Елисеев | Hydraulic geopower station (versions) |
-
2010
- 2010-12-15 EA EA201001792A patent/EA018364B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4022025A (en) * | 1974-11-25 | 1977-05-10 | Clarence Kirk Greene | Cyclical energy transfer method and apparatus |
| US5911684A (en) * | 1995-06-07 | 1999-06-15 | Shnell; James H. | System for geothermal production of electricity |
| US6301894B1 (en) * | 2000-05-12 | 2001-10-16 | Albert H. Halff | Geothermal power generator |
| RU2376495C1 (en) * | 2008-03-27 | 2009-12-20 | Александр Дмитриевич Елисеев | Hydraulic geopower station (versions) |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EA201001792A1 (en) | 2012-04-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105625993B (en) | Hot dry rock multi-cycle heating system and its production method | |
| CN204252967U (en) | Hot dry rock multi cycle heating system | |
| JP4927136B2 (en) | Geothermal power generation equipment | |
| CN106703780B (en) | A kind of slant well exploiting ocean natural gas hydrates method | |
| JP7260953B2 (en) | Processes and methods for generating geothermal heat | |
| US7320221B2 (en) | Method and apparatus for using geothermal energy for the production of power | |
| EP3695115B1 (en) | Underground energy generating method | |
| US20070245729A1 (en) | Directional geothermal energy system and method | |
| CA2742565C (en) | Methods and systems for providing steam | |
| CN102852496B (en) | Medium-deep heavy oil reservoir exploitation method | |
| CN105840146A (en) | Method for self-circulation exploitation of geothermal energy of hot dry rock with multilateral well and volume fracturing technologies | |
| WO2016082188A1 (en) | Hot dry rock multi-cycle heating system and production method therefor | |
| CN103983035B (en) | A kind of twin-well based on fracturing technique recharges geothermal exploitation system | |
| MX2014012981A (en) | Hydropower and geothermal energy system and methods. | |
| CA2742563C (en) | Methods and systems for providing steam | |
| CA2839518C (en) | Recycling co2 in heavy oil or bitumen production | |
| CN101762104B (en) | Geothermal water single-well grading recharging method and equipment thereof | |
| CN109505577A (en) | Hot dry rock recovery method | |
| CN109915082A (en) | A kind of device and method for exploiting Offshore Heavy Oil Field oil reservoir | |
| CN106499371A (en) | Method and device for improving recovery ratio of condensate oil gas reservoir through single-well circulating gas injection | |
| CN108868723B (en) | Double-well closed circulation underground thermoelectric power generation system and method | |
| CN107304671A (en) | Hole sandstone heat reservori is to well cell cube big flow circulation exploitation supporting technology | |
| CN207647704U (en) | The S-CO2 electricity generation systems of hot dry rock geothermal energy are developed based on fin casing | |
| CN102392646A (en) | Marine gas hydrate electronic-spraying pump composite exploitation method and apparatus | |
| RU2014101101A (en) | SYSTEM AND METHOD FOR PRODUCING ELECTRIC POWER WITH APPLICATION OF A HYBRID GEOTHERMAL POWER PLANT CONTAINING A NUCLEAR POWER PLANT |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM AZ BY KZ KG MD TJ TM RU |