RU2105191C1

RU2105191C1 - Method of conversion or use of energy of fluid media containing inclusions of compressed gas or vapor for generation of electric energy

Info

Publication number: RU2105191C1
Application number: RU95115668A
Authority: RU
Inventors: Лев Александрович Репин
Original assignee: Лев Александрович Репин
Priority date: 1995-09-07
Filing date: 1995-09-07
Publication date: 1998-02-20

Abstract

FIELD: power engineering; use of energy of compressed gas or vapor contained in liquid used as working medium. SUBSTANCE: screw gas- expansion machine is used as thermal engine; pressure of working medium is reduced simultaneously with evaporation and use of energy of released gas or vapor for obtaining mechanical energy converted into electric energy. Geothermal water, superheated water from hot-water boilers or gas-saturated oil is used as working medium. Proposed method may be used at geothermal power stations at degassing gas-saturated oil and use of superheated water in hot-water boilers. EFFECT: enhanced efficiency. 4 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к энергетике, в частности к области использования энергии сжатого газа или пара, содержащихся в жидкости, применяемой в качестве рабочего тела. The invention relates to energy, in particular to the field of use of energy of compressed gas or steam contained in a liquid used as a working fluid.

Известен способ производства электроэнергии, осуществляемый на геотермальной электростанции с использованием пароводяной смеси. A known method for the production of electricity, carried out at a geothermal power plant using a steam-water mixture.

Сущность этого способа заключается в том что, пароводяную смесь из скважины направляют в сепарационное устройство, где при определенном давлении происходит разделение пароводяной смеси на пар и воду. Отсепарировавшийся пар по трубопроводам направляется в машинный зал к турбинам, являющимся тепловыми двигателями, связанными с электрогенераторами, вырабатывающими электроэнергию. The essence of this method is that the steam-water mixture from the well is sent to a separation device, where, at a certain pressure, the steam-water mixture is divided into steam and water. Separated steam is sent through pipelines to the engine room to turbines, which are heat engines connected to electric generators that generate electricity.

Отделившаяся горячая вода, как правило, не используется или используется частично для отопления объектов, находящихся вблизи электростанции, а в основном сбрасывается в реку. The separated hot water, as a rule, is not used or is partially used for heating facilities located near the power plant, but is mainly discharged into the river.

Недостатками этого способа являются незначительное использование энергии горячей воды, а также необходимость в системе сепарации геотермального потока. The disadvantages of this method are the insignificant use of hot water energy, as well as the need for a geothermal flow separation system.

Эту задачу позволяет решить заявляемое изобретение, сущность которого заключается в том, что в качестве теплового двигателя используют винтовой детандер, а расширение рабочей среды в нем осуществляют с одновременной дегазацией и использованием энергии высвободившегося газа (пара) для получения механической энергии, причем в качестве рабочей среды используют геотермальную воду, геотермальную пароводяную смесь, перегретую воду из водогрейных котлов и газонасыщенную нефть. This problem can be solved by the claimed invention, the essence of which is that a screw expander is used as a heat engine, and the expansion of the working medium in it is carried out with the simultaneous degassing and use of the energy of the released gas (steam) to produce mechanical energy, and as a working medium they use geothermal water, a geothermal steam-water mixture, superheated water from hot water boilers and gas-saturated oil.

Заявляемый способ может быть осуществлен, например, на геотермальной электростанции, схема которой представлена на чертеже, где 1 - геотермальная скважина, к которой через систему трубопроводов подключен винтовой детандер 2 с электрогенератором 3. К выходному патрубку детандера 2 присоединен конденсатор 4 смесительного типа, после которого установлен циркуляционный насос 5, связанный трубопроводом с градирней 6. Градирня 6 соединена с конденсатором 4 трубопроводом охлажденной воды, а к конденсатору 4 присоединен вакуумный насос 7. The inventive method can be carried out, for example, at a geothermal power plant, the scheme of which is shown in the drawing, where 1 is a geothermal well to which a screw expander 2 with an electric generator 3 is connected through a piping system. A mixing type capacitor 4 is connected to the outlet pipe of the expander 2, after which a circulation pump 5 is installed, connected by a pipeline to a cooling tower 6. A cooling tower 6 is connected to the condenser 4 by a chilled water pipeline, and a vacuum pump 7 is connected to the condenser 4.

Геотермальная электростанция работает следующим образом. Geothermal power plant operates as follows.

Геотермальную воду из скважины 1 направляют на вход винтового детандера 2, в котором осуществляют расширение рабочей среды с одновременным ее частичным испарением при уменьшении давления. Потенциальная энергия выделяющегося в процессе расширения пара преобразуется в механическую путем воздействия пара на роторы детандера. Полученную таким образом механическую энергию используют для привода электрогенератора. Geothermal water from the well 1 is sent to the inlet of the screw expander 2, in which the expansion of the working medium is carried out with its simultaneous partial evaporation with a decrease in pressure. The potential energy of the steam released during the expansion process is converted into mechanical energy by the action of steam on the expander rotors. The mechanical energy thus obtained is used to drive an electric generator.

После выхода из детандера 2 пароводяную смесь направляют в конденсатор 4 смесительного типа, где ее смешивают с холодной водой, поступающей из градирни 6, и обеспечивают тем самым конденсацию паровой фазы. Разрежение в конденсаторе 4 создают вакуумным насосом 7. After exiting the expander 2, the steam-water mixture is sent to a mixing type condenser 4, where it is mixed with cold water coming from the cooling tower 6, and thereby the vapor phase is condensed. The vacuum in the condenser 4 is created by a vacuum pump 7.

Полученную на выходе из конденсатора 4 среду циркуляционным насосом 5 направляют в градирню 6, где охлаждают и снова возвращают в конденсатор 4. The medium obtained at the outlet of the condenser 4 is circulated by a circulation pump 5 to the cooling tower 6, where it is cooled and returned to the condenser 4 again.

Описанная геотермальная электростанция является одним из вариантов применения заявляемого способа, который может быть также реализован при разгазировании газонасыщенной нефти или при использовании энергии перегретой воды в водогрейных котельных для производства электрической энергии. Кроме того, получаемая с помощью этого способа механическая энергия может быть использована для других нужд любого производства. The described geothermal power plant is one of the applications of the proposed method, which can also be implemented when gas-saturated oil is degassed or when using the energy of superheated water in boilers for the production of electrical energy. In addition, the mechanical energy obtained using this method can be used for other needs of any production.

Claims

1. A method of converting or using energy of fluids containing inclusions of compressed gas or steam for generating electricity, which comprises supplying a fluid to a heat engine, subsequently expanding it to produce mechanical energy that is converted into electrical energy, characterized in that the expansion of the working medium is carried out simultaneously with its degassing or vaporization and using the energy of the released gas or steam to obtain mechanical energy that is converted into electrical energy, and as ve heat engine operating on such a medium, using a screw expander.

2. The method according to claim 1, characterized in that geothermal water or a geothermal steam-water mixture is used as the working medium.

3. The method according to claim 1, characterized in that as the working medium use superheated water from boilers.

4. The method according to claim 1, characterized in that gas-saturated oil is used as the working medium.