RU172586U1 - Геотермальная электростанция с бинарными циклами - Google Patents
Геотермальная электростанция с бинарными циклами Download PDFInfo
- Publication number
- RU172586U1 RU172586U1 RU2016129501U RU2016129501U RU172586U1 RU 172586 U1 RU172586 U1 RU 172586U1 RU 2016129501 U RU2016129501 U RU 2016129501U RU 2016129501 U RU2016129501 U RU 2016129501U RU 172586 U1 RU172586 U1 RU 172586U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- geothermal
- power plant
- heat
- geothermal power
- evaporators
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
- F01K25/00—Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03G—SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03G7/00—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24T—GEOTHERMAL COLLECTORS; GEOTHERMAL SYSTEMS
- F24T10/00—Geothermal collectors
-
- 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
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
Геотермальная электростанция с бинарными циклами относится к области энергомашиностроения и может быть использована для выработки электроэнергии на базе геотермальных однофазных водных источников. Геотермальная электростанция для выработки электрической энергии путем утилизации тепла однофазного водного геотермального теплоносителя включает конденсаторы, испарители, насосы и турбины, работающие на низкокипящем рабочем теле, причем она содержит несколько аналогичных замкнутых контуров на низкокипящих рабочих телах, а геотермальная однофазная среда последовательно подводится к испарителям каждого замкнутого контура. Повышение эффективности работы геотермальной электростанции достигается за счет повышения количества утилизируемого тепла и более полного использования потенциала геотермального теплоносителя. 2 ил.
Description
Полезная модель относится к области энергомашиностроения и может быть использована для выработки электроэнергии на базе геотермальных однофазных водных источников.
Известны энергетические установки с бинарным циклом, содержащие замкнутый контур, заполненный низкокипящим рабочим телом и включающие конденсатор, испаритель, насос и турбину (см., например, патент США №6233938 по кл. F01K 25/08 за 2001 год).
К недостаткам известных установок следует отнести низкую эффективность выработки электрической энергии, обусловленную тем, что используется только один замкнутый контур с низкокипящим рабочим телом.
Наиболее близкой к предложенному техническому решению по технической сущности и достигаемому эффекту является схема энергетической установки с бинарным циклом, содержащая замкнутый контур, заполненный низкокипящим рабочим телом и включающая теплообменные аппараты, турбины, устройства по разделению и слиянию потоков (см., например, патент США №6857268 по кл. F01K 25/08 за 2005 год).
К недостаткам описанной установки следует отнести невысокую эффективность выработки электрической энергии, обусловленную тем, что тепло передается от геотермального теплоносителя только в одном теплообменнике из всех в замкнутом контуре, а также повышенную стоимость, связанную с наличием значительного количества дополнительного теплообменного и вспомогательного оборудования.
Задачей полезной модели является устранение перечисленных недостатков и повышение эффективности работы геотермальной электростанции с бинарным циклом за счет повышения количества тепла, передаваемого в энергоустановку, и более полного использования потенциала геотермального теплоносителя.
Поставленная задача решается благодаря тому, что в отличие от известной геотермальной электростанции, позволяющей вырабатывать электрическую энергию путем утилизации тепла однофазного водного геотермального теплоносителя и включающей конденсаторы, испарители, насосы и турбины, работающие на низкокипящем рабочем теле, согласно полезной модели электростанция содержит несколько аналогичных замкнутых контуров на низкокипящих рабочих телах, а геотермальная однофазная среда последовательно подводится к испарителям каждого замкнутого контура.
На фиг. 1 изображена T-Q диаграмма, на которой по оси абсцисс откладывается переданное тепло, а по оси ординат - температуры греющей и нагреваемой сред, на фиг. 2 схематично представлена предлагаемая геотермальная электростанция с бинарными циклами.
При разработке геотермальной электростанции с бинарными циклами необходимо учитывать, что согласно второму началу термодинамики, в замкнутой системе теплота может передаваться только в одном направлении - от горячего источника к холодному, при этом между ними всегда должна иметь место разность температур, или температурный напор.
Для теплообмена с подводом тепла в бинарный цикл от греющего теплоносителя, который имеет место в испарителе, T-Q диаграмма (на которой по оси абсцисс откладывается переданное тепло, а по оси ординат - температуры греющей и нагреваемой сред) будет выглядеть так, как показано на фиг. 1 (для одного и двух замкнутых контуров). Процесс отдачи тепла греющим геотермальным теплоносителем на диаграмме показан линией А'B' для одного замкнутого контура и АВ для двух замкнутых контуров энергоустановки и характеризуется снижением его температуры. Процесс нагрева жидкого рабочего тела, его испарения и перегрева отражается на диаграмме линиями (1-2-3-4 и 5-6-7-8 для одного и 1-9-10-11 - для двух замкнутых циклов).
Как видно по T-Q диаграмме, из-за горизонтальной площадки (2-3, 6-7 и т.д.), характеризующей процесс испарения рабочих тел, протекающий при постоянной температуре, на линии нагрева появляется ступенька в точках 2, 6, которая и определяет минимальный температурный напор ΔTmin, ограничивающий теплообмен между двумя средами. Их положение и величины температурных напоров в этой точке ΔTmin в значительной мере определяют проектные параметры технологической схемы и теплообменного оборудования. Уменьшение минимального температурного напора приводит к значительному росту поверхностей теплообмена и, как следствие, к увеличению массогабаритных характеристик оборудования и его удорожанию. Заданные величины минимальных температурных напоров в замкнутых контурах электростанции будут определять температуру в точках В и В' геотермального теплоносителя, направляемого в скважину реинжекции (показано на фиг. 2).
Геотермальная электростанция с бинарными циклами содержит линию подачи однофазного водного геотермального теплоносителя к первому замкнутому контуру геотермальной электростанции с бинарными циклами, заполненному рабочим телом и содержащему испаритель 12, турбину 13, конденсатор 14 и питательный насос 15. Геотермальный однофазный водный теплоноситель, отдавший часть тепла в первом контуре, подводится к испарителю 16 второго замкнутого контура, заполненного рабочим телом и содержащего, кроме того, турбину 17, конденсатор 18 и питательный насос 19. Количество контуров, последовательно используемых в схеме, определяется на основе расчета технико-экономических показателей энергоблока.
Геотермальная электростанция с бинарными циклами работает следующим образом.
Однофазная геотермальная среда подводится к испарителю 12 (фиг. 2) и отдает тепло рабочему телу замкнутого контура бинарной установки. Рабочее тело испаряется и пар направляется в турбину 13, где расширяется и производит механическую работу, а затем поступает в конденсатор 14, где превращается в жидкость, после чего питательным насосом 15 подается в испаритель 12, где нагревается до температуры насыщения, испаряется и перегревается, таким образом цикл замыкается. Геотермальная однофазная среда после испарителя 12 подводится к испарителю 16 второго замкнутого контура бинарной установки и отдает тепло органическому рабочему телу второго замкнутого контура. Это рабочее тело испаряется и пар направляется в турбину 17, где расширяется и производит механическую работу, а затем поступает в конденсатор 18, где превращается в жидкость, после чего питательным насосом 19 подается в испаритель 16, где нагревается до температуры насыщения, испаряется и перегревается, таким образом цикл замыкается. Отдав тепло во втором замкнутом контуре, геотермальная однофазная среда может быть направлена в третий и последующие замкнутые контуры, принципы работы и состав оборудования которых аналогичны второму контуру.
В части преобразования механической энергии вращения ротора турбины в электрическую в электрогенераторе геотермальная электростанция с бинарными циклами работает аналогично прототипу.
Описанное выполнение геотермальной электростанции с бинарными циклами позволяет увеличить количество тепла (на ΔQ, см. фиг. 1), передаваемого в энергоустановку и более полно использовать потенциал геотермального теплоносителя за счет снижения температуры греющей среды (на ΔT, см. фиг. 1), отправляемой в скважину реинжекции.
Claims (1)
- Геотермальная электростанция, позволяющая вырабатывать электрическую энергию путем утилизации тепла однофазного водного геотермального теплоносителя, включающая конденсаторы, испарители, насосы и турбины, работающие на низкокипящем рабочем теле, отличающаяся тем, что содержит несколько аналогичных замкнутых контуров на низкокипящих рабочих телах, а геотермальная однофазная среда последовательно подводится к испарителям каждого замкнутого контура.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016129501U RU172586U1 (ru) | 2016-07-19 | 2016-07-19 | Геотермальная электростанция с бинарными циклами |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016129501U RU172586U1 (ru) | 2016-07-19 | 2016-07-19 | Геотермальная электростанция с бинарными циклами |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU172586U1 true RU172586U1 (ru) | 2017-07-13 |
Family
ID=59498859
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016129501U RU172586U1 (ru) | 2016-07-19 | 2016-07-19 | Геотермальная электростанция с бинарными циклами |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU172586U1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2767421C1 (ru) * | 2021-03-26 | 2022-03-17 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Казанский государственный энергетический университет» | Геотермальная электростанция |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3875749A (en) * | 1972-11-17 | 1975-04-08 | Petru Baciu | Geothermal power plant with high efficiency |
RU2123606C1 (ru) * | 1993-11-03 | 1998-12-20 | Эксерджи, Инк. | Способ и устройство для осуществления термодинамического цикла |
US6857268B2 (en) * | 2002-07-22 | 2005-02-22 | Wow Energy, Inc. | Cascading closed loop cycle (CCLC) |
WO2011011831A1 (en) * | 2009-07-31 | 2011-02-03 | The University Of Queensland | Thermal power plants |
-
2016
- 2016-07-19 RU RU2016129501U patent/RU172586U1/ru active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3875749A (en) * | 1972-11-17 | 1975-04-08 | Petru Baciu | Geothermal power plant with high efficiency |
RU2123606C1 (ru) * | 1993-11-03 | 1998-12-20 | Эксерджи, Инк. | Способ и устройство для осуществления термодинамического цикла |
US6857268B2 (en) * | 2002-07-22 | 2005-02-22 | Wow Energy, Inc. | Cascading closed loop cycle (CCLC) |
WO2011011831A1 (en) * | 2009-07-31 | 2011-02-03 | The University Of Queensland | Thermal power plants |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2767421C1 (ru) * | 2021-03-26 | 2022-03-17 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Казанский государственный энергетический университет» | Геотермальная электростанция |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN204267120U (zh) | 采用变频自动控制技术的低温余热发电设备 | |
CN204267119U (zh) | 利用油田地热尾水进行双循环螺杆膨胀机发电的设备 | |
CN104266173A (zh) | 一种熔盐传热储热的谷电过热蒸汽锅炉及其制备过热蒸汽的方法 | |
KR20130128903A (ko) | Orc 발전시스템의 안전장치 | |
CN104727867A (zh) | 中低温余热的利用方法及其降压吸热式蒸汽动力循环系统 | |
CN104481619A (zh) | 能实现热能高效利用的郎肯循环发电系统 | |
CN104481613B (zh) | 一种低品位热能再热循环利用双驱发电机发电系统 | |
RU172586U1 (ru) | Геотермальная электростанция с бинарными циклами | |
CN104612918A (zh) | 常压型太阳能热电联产系统 | |
RU174569U1 (ru) | Устройство для преобразования геотермальной энергии эксплуатационных нефтяных скважин в электрическую | |
CN204371436U (zh) | 能实现热能高效利用的郎肯循环发电系统 | |
JP2018044439A (ja) | 地熱発電反対を抑制し、我国地熱エネルギ活用を促進し、我国地熱発電を促進する方法 | |
RU145203U1 (ru) | Тепловая электрическая станция | |
RU145194U1 (ru) | Тепловая электрическая станция | |
RU145195U1 (ru) | Тепловая электрическая станция | |
KR20120074926A (ko) | 중저온 폐열 발전 장치 | |
CN107044392A (zh) | 发电系统 | |
RU144943U1 (ru) | Тепловая электрическая станция | |
RU163498U1 (ru) | Геотермальная установка | |
RU145230U1 (ru) | Тепловая электрическая станция | |
RU140386U1 (ru) | Тепловая электрическая станция | |
RU146393U1 (ru) | Тепловая электрическая станция | |
Hu et al. | ORC-based low-temperature geothermal power generation system | |
RU145807U1 (ru) | Тепловая электрическая станция | |
RU145204U1 (ru) | Тепловая электрическая станция |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
QB9K | Licence granted or registered (utility model) |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20180405 Effective date: 20180405 |