RU2014101101A - Система и способ производства электроэнергии с применением гибридной геотермальной электростанции, содержащей атомную электростанцию - Google Patents

Система и способ производства электроэнергии с применением гибридной геотермальной электростанции, содержащей атомную электростанцию Download PDF

Info

Publication number
RU2014101101A
RU2014101101A RU2014101101/07A RU2014101101A RU2014101101A RU 2014101101 A RU2014101101 A RU 2014101101A RU 2014101101/07 A RU2014101101/07 A RU 2014101101/07A RU 2014101101 A RU2014101101 A RU 2014101101A RU 2014101101 A RU2014101101 A RU 2014101101A
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
shaft
pumping
injection
power generation
generation system
Prior art date
Application number
RU2014101101/07A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2599786C2 (ru
Inventor
Гарри ХАЙН
Original Assignee
Гарри ХАЙН
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from AU2011902916A external-priority patent/AU2011902916A0/en
Application filed by Гарри ХАЙН filed Critical Гарри ХАЙН
Publication of RU2014101101A publication Critical patent/RU2014101101A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2599786C2 publication Critical patent/RU2599786C2/ru

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21DNUCLEAR POWER PLANT
    • G21D5/00Arrangements of reactor and engine in which reactor-produced heat is converted into mechanical energy
    • G21D5/04Reactor and engine not structurally combined
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24TGEOTHERMAL COLLECTORS; GEOTHERMAL SYSTEMS
    • F24T10/00Geothermal collectors
    • F24T10/30Geothermal collectors using underground reservoirs for accumulating working fluids or intermediate fluids
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01KSTEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K13/00General layout or general methods of operation of complete plants
    • F01K13/02Controlling, e.g. stopping or starting
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03GSPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G7/00Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for
    • F03G7/04Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for using pressure differences or thermal differences occurring in nature
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22STEAM GENERATION
    • F22BMETHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B1/00Methods of steam generation characterised by form of heating method
    • F22B1/02Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers
    • F22B1/023Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers with heating tubes, for nuclear reactors as far as they are not classified, according to a specified heating fluid, in another group
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24TGEOTHERMAL COLLECTORS; GEOTHERMAL SYSTEMS
    • F24T10/00Geothermal collectors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24TGEOTHERMAL COLLECTORS; GEOTHERMAL SYSTEMS
    • F24T10/00Geothermal collectors
    • F24T10/10Geothermal collectors with circulation of working fluids through underground channels, the working fluids not coming into direct contact with the ground
    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21CNUCLEAR REACTORS
    • G21C1/00Reactor types
    • G21C1/04Thermal reactors ; Epithermal reactors
    • G21C1/06Heterogeneous reactors, i.e. in which fuel and moderator are separated
    • G21C1/07Pebble-bed reactors; Reactors with granular fuel
    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21DNUCLEAR POWER PLANT
    • G21D1/00Details of nuclear power plant
    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21DNUCLEAR POWER PLANT
    • G21D7/00Arrangements for direct production of electric energy from fusion or fission reactions
    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21DNUCLEAR POWER PLANT
    • G21D9/00Arrangements to provide heat for purposes other than conversion into power, e.g. for heating buildings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D21/00Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F28D2021/0019Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for
    • F28D2021/0054Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for nuclear applications
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/10Geothermal energy
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)

Abstract

1. Система производства электроэнергии, содержащая:геотермальную систему, содержащую электростанцию, по меньшей мере один шахтный ствол для нагнетания, проходящий на заданную глубину для обеспечения нагнетания текучей среды в зону горячей сухой породы (HDR), и по меньшей мере один шахтный ствол для откачивания, проходящий на заданную глубину для обеспечения откачивания текучей среды из зоны HDR для применения электростанцией для производства электроэнергии; иатомную систему, содержащую атомную электростанцию и по меньшей мере один реактор, причем реактор расположен удаленно от атомной электростанции, при этом по меньшей мере один реактор расположен в области зоны HDR между шахтным стволом для нагнетания и шахтным стволом для откачивания для нагрева породы в области зоны HDR.2. Система производства электроэнергии по п.1, отличающаяся тем, что геотермальная система содержит насосную станцию.3. Система производства электроэнергии по п.1, отличающаяся тем, что шахтный ствол для нагнетания и шахтный ствол для откачивания пробурены на глубину от 4400 м до 5000 м.4. Система производства электроэнергии по п.2, отличающаяся тем, что шахтный ствол для нагнетания и шахтный ствол для откачивания соединены.5. Система производства электроэнергии по п.4, отличающаяся тем, что шахтный ствол для нагнетания и шахтный ствол для откачивания соединены с образованием практически U-образного трубопровода между электростанцией и насосной станцией.6. Система производства электроэнергии по п.1, отличающаяся тем, что текучая среда накачена в верхнюю часть шахтного ствола для нагнетания при низком давлении.7. Система производства электроэнергии

Claims (24)

1. Система производства электроэнергии, содержащая:
геотермальную систему, содержащую электростанцию, по меньшей мере один шахтный ствол для нагнетания, проходящий на заданную глубину для обеспечения нагнетания текучей среды в зону горячей сухой породы (HDR), и по меньшей мере один шахтный ствол для откачивания, проходящий на заданную глубину для обеспечения откачивания текучей среды из зоны HDR для применения электростанцией для производства электроэнергии; и
атомную систему, содержащую атомную электростанцию и по меньшей мере один реактор, причем реактор расположен удаленно от атомной электростанции, при этом по меньшей мере один реактор расположен в области зоны HDR между шахтным стволом для нагнетания и шахтным стволом для откачивания для нагрева породы в области зоны HDR.
2. Система производства электроэнергии по п.1, отличающаяся тем, что геотермальная система содержит насосную станцию.
3. Система производства электроэнергии по п.1, отличающаяся тем, что шахтный ствол для нагнетания и шахтный ствол для откачивания пробурены на глубину от 4400 м до 5000 м.
4. Система производства электроэнергии по п.2, отличающаяся тем, что шахтный ствол для нагнетания и шахтный ствол для откачивания соединены.
5. Система производства электроэнергии по п.4, отличающаяся тем, что шахтный ствол для нагнетания и шахтный ствол для откачивания соединены с образованием практически U-образного трубопровода между электростанцией и насосной станцией.
6. Система производства электроэнергии по п.1, отличающаяся тем, что текучая среда накачена в верхнюю часть шахтного ствола для нагнетания при низком давлении.
7. Система производства электроэнергии по п.6, отличающаяся тем, что текучая среда подана посредством насосной станции в шахтный ствол для нагнетания при давлении 30-40 фунт/кв. дюйм.
8. Система производства электроэнергии по п.1, отличающаяся тем, что текучая среда откачана из шахтного ствола для откачивания в виде потока пара высокого давления.
9. Система производства электроэнергии по п.8, отличающаяся тем, что давление текучей среды по длине шахтного ствола для откачивания изменяется в диапазоне давлений от 3000 до 6000 фунт/кв. дюйм.
10. Система производства электроэнергии по п.9, отличающаяся тем, что поток пара извлекается из шахтного ствола для откачивания при давлении от 2500 до 3300 фунт/кв. дюйм.
11. Система производства электроэнергии по п.10, отличающаяся тем, что поток пара высокого давления применяется для приведения в действие одной или нескольких турбин, расположенных на электростанции.
12. Система производства электроэнергии по п.11, отличающаяся тем, что электростанция дополнительно содержит один или несколько конденсаторов для конденсирования потока пара обратно в текучую среду для повторного нагнетания назад в шахтный ствол для нагнетания.
13. Система производства электроэнергии по п.1, отличающаяся тем, что геотермальная система содержит дополнительный шахтный ствол для нагнетания и шахтный ствол для откачивания, расположенные между электростанцией и насосной станцией.
14. Система производства электроэнергии по п.1, отличающаяся тем, что атомный реактор расположен в шахтном стволе на глубине от 3000 м до 4400 м.
15. Система производства электроэнергии по п.14, отличающаяся тем, что питание реактора осуществляется посредством набора урановых стержней.
16. Система производства электроэнергии по п.14, отличающаяся тем, что шахтный ствол, в котором находится реактор, содержит ряд зарядов взрывчатого вещества, находящихся в отдельных точках по его длине.
17. Система производства электроэнергии по п.16, отличающаяся тем, что взрыв зарядов взрывчатого вещества запечатывает шахтный ствол.
18. Система производства электроэнергии по п.1, отличающаяся тем, что атомная система содержит ряд реакторов, расположенных в области между шахтным стволом для нагнетания и шахтным стволом для откачивания.
19. Система производства электроэнергии по п.18, отличающаяся тем, что каждый реактор из ряда реакторов является высокотемпературным реактором.
20. Система производства электроэнергии по п.19, отличающаяся тем, что каждый реактор из ряда реакторов является реактором с засыпкой из шариковых тепловыделяющих элементов.
21. Система производства электроэнергии по п.20, отличающаяся тем, что каждый из реакторов содержит активную зону реактора, соединенную с атомной электростанцией посредством составного шланга.
22. Система производства электроэнергии по п.21, отличающаяся тем, что по меньшей мере один датчик соединен с активной зоной реактора посредством составного шланга.
23. Система производства электроэнергии по п.20, отличающаяся тем, что составной шланг обеспечивает поступление охлаждающей жидкости в активную зону реактора.
24. Способ производства электроэнергии, который включает этапы:
бурения на заданную глубину шахтного ствола для нагнетания для обеспечения нагнетания текучей среды в зону горячей сухой породы (HDR);
бурения на заданную глубину шахтного ствола для откачивания для обеспечения откачивания текучей среды из зоны HDR для применения электростанцией для производства электроэнергии;
размещения активной зоны реактора в области зоны HDR между шахтным стволом для нагнетания и шахтным стволом для откачивания для нагрева породы в области зоны HDR;
накачивания текучей среды в шахтный ствол для нагнетания под низким давлением;
откачивания пара под высоким давлением из шахтного ствола для откачивания; и
поддержания посредством применения активной зоны реактора практически постоянного перепада температур в области зоны HDR между шахтным стволом для нагнетания и шахтным стволом для откачивания, способствуя превращению текучей среды в поток пара высокого давления, и
производства электроэнергии посредством электростанции с применением пара, извлеченного из шахтного ствола для откачивания.
RU2014101101/07A 2011-07-15 2012-07-13 Система и способ производства электроэнергии с применением гибридной геотермальной электростанции, содержащей атомную электростанцию RU2599786C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AU2011902916A AU2011902916A0 (en) 2011-07-15 System and Method for Power Generation
AU2011902916 2011-07-15
PCT/AU2012/000850 WO2013010212A1 (en) 2011-07-15 2012-07-13 System and method for power generation using a hybrid geothermal power plant including a nuclear plant

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2014101101A true RU2014101101A (ru) 2015-08-27
RU2599786C2 RU2599786C2 (ru) 2016-10-20

Family

ID=47557578

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014101101/07A RU2599786C2 (ru) 2011-07-15 2012-07-13 Система и способ производства электроэнергии с применением гибридной геотермальной электростанции, содержащей атомную электростанцию

Country Status (7)

Country Link
US (2) US9303629B2 (ru)
EP (1) EP2732159B1 (ru)
CN (1) CN103649531B (ru)
AU (1) AU2012286516B2 (ru)
CA (1) CA2840122A1 (ru)
RU (1) RU2599786C2 (ru)
WO (1) WO2013010212A1 (ru)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2012286516B2 (en) * 2011-07-15 2015-07-09 Garry HINE System and method for power generation using a hybrid geothermal power plant including a nuclear plant
JP5848490B1 (ja) * 2014-02-28 2016-01-27 中国電力株式会社 発電設備の熱交換構造
CN104833121A (zh) * 2015-05-13 2015-08-12 中核通辽铀业有限责任公司 地浸采铀过程溶液地热能利用的方法
DE102016010903A1 (de) * 2016-09-08 2018-03-08 Jürgen Himbert Behälterkombination und Verfahren zur Beseitigung von radioaktiven Substanzen
RU2696617C1 (ru) * 2018-10-22 2019-08-05 Акционерное Общество "Ордена Ленина Научно-Исследовательский И Конструкторский Институт Энерготехники Имени Н.А. Доллежаля" Контур циркуляции газового теплоносителя космической ядерной энергетической установки

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB856904A (en) * 1959-01-16 1960-12-21 Exxon Research Engineering Co Utilization of nuclear energy
US3765477A (en) * 1970-12-21 1973-10-16 Huisen A Van Geothermal-nuclear energy release and recovery system
US4431349A (en) * 1982-04-14 1984-02-14 E. I. Du Pont De Nemours & Co. Ice-filled structure and tunnelling method for the egress and launching of deep-based missiles
DE3612946A1 (de) * 1986-04-17 1987-10-22 Kernforschungsanlage Juelich Verfahren und vorrichtung zur erdoelfoerderung
US4851183A (en) * 1988-05-17 1989-07-25 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Underground nuclear power station using self-regulating heat-pipe controlled reactors
BR9609023A (pt) * 1995-06-07 1999-12-14 James H Schnell Sistema e processo para capturar calor geotérmico, dispositivo catalístico para colher produtos de uma reação endotérmica, dispositivo de termopar para geração de eletricidade proveniente de um poço e turbina combinada para uso em sistemas para a produção geotérmica de eletricidade.
US6216463B1 (en) * 1995-10-19 2001-04-17 Leonard Leroux Stewart Method of combining waste water treatment and power generation technologies
RU2126058C1 (ru) * 1997-05-06 1999-02-10 Центральный научно-исследовательский институт имени академика А.Н.Крылова Способ теплоснабжения города и комплекс для его реализации
US6301894B1 (en) * 2000-05-12 2001-10-16 Albert H. Halff Geothermal power generator
RU2246010C1 (ru) * 2003-09-01 2005-02-10 Институт проблем геотермии ДНЦ РАН Паротурбинная установка для геотермальной электростанции
CN101027480A (zh) * 2004-06-23 2007-08-29 特拉瓦特控股公司 开发和生产深部地热储集层的方法
KR20070050041A (ko) * 2004-06-23 2007-05-14 해리 비. 컬레트 지하 지열 저장고 개발 및 생성 방법
US7178337B2 (en) * 2004-12-23 2007-02-20 Tassilo Pflanz Power plant system for utilizing the heat energy of geothermal reservoirs
US7445041B2 (en) * 2006-02-06 2008-11-04 Shale And Sands Oil Recovery Llc Method and system for extraction of hydrocarbons from oil shale
WO2008051833A2 (en) * 2006-10-20 2008-05-02 Shell Oil Company Heating hydrocarbon containing formations in a checkerboard pattern staged process
US8640462B2 (en) * 2008-07-28 2014-02-04 James H. Shnell Deep sea geothermal energy system
AU2012286516B2 (en) * 2011-07-15 2015-07-09 Garry HINE System and method for power generation using a hybrid geothermal power plant including a nuclear plant

Also Published As

Publication number Publication date
US9303629B2 (en) 2016-04-05
WO2013010212A1 (en) 2013-01-24
EP2732159A1 (en) 2014-05-21
EP2732159B1 (en) 2016-08-17
CA2840122A1 (en) 2013-01-24
US20140174081A1 (en) 2014-06-26
EP2732159A4 (en) 2014-11-19
US20160169212A1 (en) 2016-06-16
CN103649531B (zh) 2016-11-16
AU2012286516B2 (en) 2015-07-09
CN103649531A (zh) 2014-03-19
AU2012286516A1 (en) 2014-01-16
US9574552B2 (en) 2017-02-21
RU2599786C2 (ru) 2016-10-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Zhang et al. Geothermal power generation in China: Status and prospects
CN107939621B (zh) 基于翅片套管开发热干岩地热能的s-co2发电系统及方法
JP4927136B2 (ja) 地熱発電装置
WO2012006258A3 (en) Oilfield application of solar energy collection
CN101666286B (zh) 一种海洋能源一体化开发系统
WO2019178447A1 (en) Multi-fluid, earth battery energy systems and methods
US20170211849A1 (en) Process and method of producing geothermal power
RU2014101101A (ru) Система и способ производства электроэнергии с применением гибридной геотермальной электростанции, содержащей атомную электростанцию
CN103743580A (zh) 一种增强型地热系统开发试验装置
CN104533372A (zh) 利用定向压裂技术开采地热能的方法
US20170299226A1 (en) Multi-fluid renewable geo-energy systems and methods
CN102052269A (zh) 地壳热—发电、供暖
Fleming et al. High efficiency and large-scale subsurface energy storage with CO2
CN105298569A (zh) 一种煤田火区热能的提取与转化方法
CN203658074U (zh) 一种增强型地热系统开发试验装置
Kuo Geothermal energy
Buscheck et al. Hybrid-energy approach enabled by heat storage and oxy-combustion to generate electricity with near-zero or negative CO2 emissions
CN104101121A (zh) 多井连通循环加热提取深层地热
CN204003270U (zh) 地热风能发电机
CN108775275B (zh) 单井闭式循环井下热电发电系统及方法
CN202832981U (zh) 注水蓄能式风能与地热能利用系统
Forsberg Gigawatt-year geothermal energy storage coupled to nuclear reactors and large concentrated solar thermal systems
CN101943142A (zh) 地热能发电技术方法
CN102913403A (zh) 一种深部地热资源利用及能量转化的新工艺
WO2014125288A1 (en) Geothermal energy extraction

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180714