RU2165658C1 - Heat-and-power generating and industrial waste processing complex - Google Patents
Heat-and-power generating and industrial waste processing complex Download PDFInfo
- Publication number
- RU2165658C1 RU2165658C1 RU2000121608A RU2000121608A RU2165658C1 RU 2165658 C1 RU2165658 C1 RU 2165658C1 RU 2000121608 A RU2000121608 A RU 2000121608A RU 2000121608 A RU2000121608 A RU 2000121608A RU 2165658 C1 RU2165658 C1 RU 2165658C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- well
- heat
- delivery
- separator
- pump
- Prior art date
Links
Classifications
-
- 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
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области получения тепловой и электрической энергии и обработки отходов производства на основе использования высокотемпературных гидротермальных систем, в частности к использованию пароводяных смесей из геотермальных скважин. The invention relates to the field of heat and electric energy and waste processing based on the use of high-temperature hydrothermal systems, in particular the use of steam-water mixtures from geothermal wells.
Известен комплекс теплоэлектроснабжения, содержащий эксплуатационную скважину, теплообменник с контуром вторичного теплоснабжения, турбину с генератором, систему сброса геотермальной жидкости (Э. Берман. Геотермальная энергия. - М. : Мир, 1978, с. 299, Фиг. 6.16, схема с вторичным теплоносителем). A well-known complex of heat and power supply, containing a production well, a heat exchanger with a secondary heat supply circuit, a turbine with a generator, a geothermal fluid discharge system (E. Berman. Geothermal energy. - M.: Mir, 1978, p. 299, Fig. 6.16, a scheme with a secondary coolant )
Недостатком данного комплекса является низкий процент использования тепла, т. к. вторичным теплоносителем является изобутан, за счет его нагрева получают электроэнергию, а геотермальную еще горячую воду сбрасывают, частично использовав для теплосети. The disadvantage of this complex is the low percentage of heat use, because isobutane is the secondary heat carrier, electricity is generated due to its heating, and geothermal still hot water is discharged, partially used for the heating system.
Известен комплекс теплоэлектроснабжения и обработки отходов, содержащий эксплуатационную геотермальную скважину, теплообменник с контуром вторичного теплоносителя, турбину с генератором, конденсатор пара, насос и систему обработки отходов (см. И.М. Дворов. Глубинное тепло земли. - М.: Наука, Геотермальная станция с теплообменником, с. 110, рис. 27). Данный комплекс взят за прототип. A well-known complex of heat and power supply and waste treatment, containing a production geothermal well, a heat exchanger with a secondary coolant circuit, a turbine with a generator, a steam condenser, a pump and a waste treatment system (see IM Dvorov. Deep heat of the earth. - M.: Science, Geothermal station with heat exchanger, p. 110, fig. 27). This complex is taken as a prototype.
Прототип имеет недостаток - снижение температурных и упругих параметров пара перед турбиной, пониженный коэффициент полезного действия, узкий круг обрабатываемых отходов. The prototype has a drawback - a decrease in the temperature and elastic parameters of the steam in front of the turbine, a reduced efficiency, a narrow circle of processed waste.
Данное изобретение устраняет указанные недостатки. The invention eliminates these disadvantages.
Техническим результатом данного изобретения является повышение коэффициента использования геотермальной скважины, расширение диапазона обрабатываемых отходов, улучшение экологических характеристик месторождения гидротермальной системы. The technical result of this invention is to increase the utilization rate of a geothermal well, expanding the range of processed waste, improving the environmental characteristics of a hydrothermal system deposit.
Технический результат достигается тем, что в комплекс теплоэлектроснабжения и обработки отходов производства, содержащий эксплуатационную геотермальную скважину, теплообменник, контур вторичного теплоносителя, турбину с генератором, конденсатор пара, насос и систему обработки отходов, введены нагнетательная и наблюдательная скважины, насос выполнен дозировочным, выход эксплуатационной скважины связан с турбосепаратором, который соединен с генератором, один из выходов турбосепаратора соединен со входом теплообменника, в качестве вторичного теплоносителя которого выбрана потребляемая вода, теплообменник содержит выход потребляемой воды и выход термальной воды, который через первый дозировочный насос соединен со входом нагнетательной скважины, второй выход турбосепаратора связан с сетчатым сепаратором, выход которого связан с турбогенератором, последовательно с турбогенератором расположен конденсатор пара, выход которого соединен со входом первого дозировочного насоса, система обработки отходов содержит контейнер жидких радиоактивных отходов, соединенный через второй дозировочный насос со входом нагнетательной скважины, в наблюдательной скважине расположены приборы контроля за нагнетательной скважиной и приборы управления дозировочными насосами, при этом расстояние между эксплуатационной скважиной и нагнетательной скважиной удовлетворяет условию
Rэн - расстояние между нагнетательной и эксплуатационной скважинами;
Rвл - радиус зоны влияния эксплуатационной скважины,
а наблюдательная скважина расположена в зоне влияния нагнетательной скважины.The technical result is achieved by the fact that in the complex of heat and power supply and processing of production wastes containing a production geothermal well, a heat exchanger, a secondary coolant circuit, a turbine with a generator, a steam condenser, a pump and a waste treatment system, injection and observation wells are introduced, the pump is dosed, the production output the well is connected to a turbo separator, which is connected to the generator, one of the outputs of the turbo separator is connected to the input of the heat exchanger, as of the original heat carrier whose consumption water is selected, the heat exchanger contains the outlet of the consumed water and the outlet of thermal water, which is connected through the first metering pump to the inlet of the injection well, the second outlet of the turbo separator is connected to a mesh separator, the outlet of which is connected to the turbogenerator, a steam condenser is located in series with the turbogenerator, the outlet which is connected to the inlet of the first metering pump, the waste treatment system contains a container of liquid radioactive waste connected to Res second metering pump to the inlet of the injection well, located in the observation well control devices for the injection well and metering pumps control devices, wherein a distance between a production well and an injection well satisfies
R en - the distance between the injection and production wells;
R ow - the radius of the zone of influence of the production well,
and the observation well is located in the zone of influence of the injection well.
Сущность изобретения поясняется на чертеже, где 1 - эксплуатационная скважина, 2 - нагнетательная скважина, 3 - наблюдательная скважина, 4 - турбосепаратор, 5 - генератор турбосепаратора, 6 - сетчатый сепаратор, 7 - турбогенератор, 8 - генератор, 9 - конденсатор пара, 10 - первый дозирующий насос (для подачи теплоносителя), 11 - вторичный теплоноситель (вода для отопления), 12 - теплообменник, 13 - потребитель (например, система центрального отопления), 14 - контейнер с жидкими радиоактивными отходами, 15 - второй дозирующий насос. The invention is illustrated in the drawing, where 1 is a production well, 2 is an injection well, 3 is an observation well, 4 is a turbo separator, 5 is a turbo separator generator, 6 is a mesh separator, 7 is a turbogenerator, 8 is a generator, 9 is a steam condenser, 10 - the first metering pump (for supplying the heat carrier), 11 - the secondary heat carrier (water for heating), 12 - the heat exchanger, 13 - the consumer (e.g., central heating system), 14 - the container with liquid radioactive waste, 15 - the second metering pump.
Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.
Эксплуатационная геотермальная скважина 1 расположена в геологических формациях высокотемпературных гидротермальных системах с диапазоном температур от 100oC и выше. Гидротермальные системы сложены ультраосновными, основными и кислыми алюмосиликатными магматическими породами, содержащими магний. Из эксплуатационной скважины 1 пар и пароводяная смесь поступают на турбосепаратор 4, в котором происходит разделение смеси на воду и пар, при этом генератор 5 уже начинает вырабатывать электроэнергию. Сепарированный пар поступает на сетчатый сепаратор 6, из которого полностью осушенный подается на турбину 7 (турбогенератор), с генератора 8 которой электроэнергия поступает потребителю, отработанный пар поступает в конденсатор пара 9, откуда жидкость поступает с помощью первого дозирующего насоса 10 в нагнетательную скважину 2, т.е. происходит обратная закачка.Production geothermal well 1 is located in the geological formations of high-temperature hydrothermal systems with a temperature range of 100 o C and above. Hydrothermal systems are composed of ultrabasic, basic and acidic aluminosilicate igneous rocks containing magnesium. From the production well, 1 steam and the steam-water mixture are fed to the turbo separator 4, in which the mixture is separated into water and steam, while the generator 5 is already starting to generate electricity. The separated steam enters the screen separator 6, from which it is completely drained to a turbine 7 (turbo generator), from the generator 8 of which electricity is supplied to the consumer, the waste steam enters the steam condenser 9, from where the liquid enters with the help of the first metering pump 10 into the injection well 2, those. reverse download occurs.
В это же время отсепарированная жидкость с турбогенератора 4 направляется в теплообменник 12, через который пропускают вторичный теплоноситель 11, в нашем случае это вода для системы центрального отопления, которая, нагреваясь, поступает к потребителю 13. Наличие геотермальной воды и дренажная структура в геологических формациях высокотемпературных системах позволяет использовать нагнетательную скважину 2 как для реинжекции (обратная закачка термальных вод), так и для захоронения жидких радиоактивных отходов. Из контейнера 14 через второй дозирующий насос 15 жидкие радиоактивные отходы подаются в нагнетательную скважину 2. Управление как первым дозирующим насосом 10, так и вторым насосом 15 идет по команде контролирующих и управляющих приборов, расположенных в наблюдательной скважине 3. При совместном нагнетании в недра гидротермальных систем жидких радиоактивных отходов и отработанного теплоносителя происходит еще большее разбавление радиоактивных отходов, а главное - их подкисление конденсатом пара из сбрасываемых вод, что уменьшает вероятность преждевременного осаждения радиоактивных элементов в прискважинной зоне. At the same time, the separated liquid from the turbogenerator 4 is sent to the heat exchanger 12, through which the secondary heat carrier 11 is passed, in our case it is water for the central heating system, which, when heated, enters the consumer 13. The presence of geothermal water and the drainage structure in the geological formations of high temperature systems allows you to use injection well 2 for re-injection (re-injection of thermal water), and for the disposal of liquid radioactive waste. From the container 14, through the second metering pump 15, liquid radioactive waste is supplied to the injection well 2. Both the first metering pump 10 and the second pump 15 are controlled by control and control devices located in the observation well 3. When hydrothermal systems are simultaneously injected into the bowels liquid radioactive waste and spent coolant even more dilution of radioactive waste occurs, and most importantly - their acidification by steam condensate from discharged water, which reduces the likelihood of st premature precipitation of radioactive elements in the near-wellbore zone.
Радиоактивные сточные воды закачиваются в нагнетательную скважину 2, где на первой стадии образуются гели кремнекислоты и частичное осаждение сульфидов тяжелых металлов. Эти процессы характерны для участка гидротермальных систем с формированием кислых и слабокислых SO4-Cl-Na и затем нейтральных Cl-Na-K гидротерм, содержащих растворимые соли тяжелых металлов типа MeCl, MeSO4, а также Me+SiO2.Radioactive waste water is pumped into injection well 2, where silica gels and partial precipitation of heavy metal sulfides are formed in the first stage. These processes are characteristic of the site of hydrothermal systems with the formation of acidic and slightly acidic SO 4 -Cl-Na and then neutral Cl-Na-K hydrotherms containing soluble salts of heavy metals such as MeCl, MeSO 4 , as well as Me + SiO 2 .
На второй стадии наблюдается осаждение тяжелых металлов из водных окисей в коллоидном состоянии при коагуляции в форме аморфного кремнезема (Me+SiO2). Количество и состояние радиоактивных отходов контролируется приборами наблюдательной скважины 3. При необходимости включаются первый дозирующий насос 10, или второй дозирующий насос 15, или оба работают одновременно.At the second stage, heavy metals are precipitated from aqueous oxides in a colloidal state upon coagulation in the form of amorphous silica (Me + SiO 2 ). The quantity and condition of the radioactive waste is controlled by the instruments of the observation well 3. If necessary, the first metering pump 10 or the second metering pump 15 is turned on, or both work simultaneously.
На третьей стадии образуются и осаждаются окислы и карбонаты тяжелых металлов (MeCO3, MeO3, Me+SiO2, CaCO3). Высокая концентрация магния в подземных водах морского генезиса способствует образованию нерастворимого кремнезема.In the third stage, oxides and carbonates of heavy metals (MeCO 3 , MeO 3 , Me + SiO 2 , CaCO 3 ) are formed and precipitated. A high concentration of magnesium in the underground waters of marine genesis contributes to the formation of insoluble silica.
Проведенные эксперименты показали, что кремнезем и алюмосиликаты сорбируют 100% уранила, 50-70% цезия и стронция. The experiments showed that silica and aluminosilicates sorb 100% of uranyl, 50-70% of cesium and strontium.
Закачиваемый в пласт раствор, представляющий смесь сбрасываемой после сепарации воды, конденсата пара и жидких радиоактивных отходов при взаимодействии с минеральной нагрузкой термальных вод, заключенных в пласте, и минералами породы, образуют нерастворимые соединения. Это обстоятельство делает безопасным извлечение пластовой воды даже вблизи участка нагнетательной скважины 2. Тем не менее для полной гарантии безопасного извлечения пароводяной смеси из эксплуатационной скважины 1 эксплуатационную скважину 1 и нагнетательную скважину 2 располагают согласно условию
где Rэн - расстояние между нагнетательной и эксплуатационной скважинами;
Rвл - радиус зоны влияния эксплуатационной скважины,
а наблюдательная скважина расположена в зоне влияния нагнетательной скважины.A solution injected into the formation, which is a mixture of water, steam condensate and liquid radioactive waste discharged after separation, interacting with the mineral load of the thermal waters contained in the formation and rock minerals form insoluble compounds. This circumstance makes it safe to extract produced water even near the site of injection well 2. Nevertheless, to fully guarantee the safe extraction of the steam-water mixture from production well 1, production well 1 and injection well 2 are arranged according to the condition
where R en - the distance between the injection and production wells;
R ow - the radius of the zone of influence of the production well,
and the observation well is located in the zone of influence of the injection well.
Наблюдательную скважину 3 располагают в зоне влияния нагнетательной скважины 2. Существующая практика показывает, что радиус влияния скважины составляет 0,3-1,0 км в зависимости от фильтрационных свойств водовмещающих пород месторождения. Observation well 3 is located in the zone of influence of injection well 2. Existing practice shows that the radius of influence of the well is 0.3-1.0 km, depending on the filtration properties of the water-bearing rocks of the field.
Claims (1)
где Rэн - расстояние между нагнетательной и эксплуатационной скважинами;
Rвл - радиус зоны влияния эксплуатационной скважины,
а наблюдательная скважина расположена в зоне влияния нагнетательной скважины.A complex of heat and power supply and processing of production waste containing a production geothermal well, a heat exchanger, a secondary coolant circuit, a turbine with a generator, a steam condenser, a pump and a waste treatment system, characterized in that injection and observation wells are introduced into it, the pump is dosed, and the production well is output connected to a turbo separator, which is connected to the generator, one of the outputs of the turbo separator is connected to the input of the heat exchanger, as a secondary heat the source of which the consumed water is selected, the heat exchanger contains the outlet of the consumed water and the outlet of thermal water, which is connected through the first metering pump to the inlet of the injection well, the second outlet of the turbo separator is connected to a mesh separator, the outlet of which is connected to the turbogenerator, and a steam condenser is located in series with the turbogenerator, the outlet of which connected to the inlet of the first metering pump, the waste treatment system contains a container of liquid radioactive waste, connected through a second metering a full-time pump with an inlet of an injection well, in the observation well there are instruments for monitoring the injection well and control devices for metering pumps, while the distance between the production well and the injection well satisfies the condition
where R en - the distance between the injection and production wells;
R ow - the radius of the zone of influence of the production well,
and the observation well is located in the zone of influence of the injection well.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000121608A RU2165658C1 (en) | 2000-08-17 | 2000-08-17 | Heat-and-power generating and industrial waste processing complex |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000121608A RU2165658C1 (en) | 2000-08-17 | 2000-08-17 | Heat-and-power generating and industrial waste processing complex |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2165658C1 true RU2165658C1 (en) | 2001-04-20 |
Family
ID=20239152
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2000121608A RU2165658C1 (en) | 2000-08-17 | 2000-08-17 | Heat-and-power generating and industrial waste processing complex |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2165658C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2510088C1 (en) * | 2012-10-08 | 2014-03-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Промышленные технологии" | Underground nuclear power complex |
-
2000
- 2000-08-17 RU RU2000121608A patent/RU2165658C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ДВОРОВ И.М. Глубинное тепло земли. - М.: Наука, 1985, с.110. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2510088C1 (en) * | 2012-10-08 | 2014-03-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Промышленные технологии" | Underground nuclear power complex |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6301894B1 (en) | Geothermal power generator | |
| US20060010865A1 (en) | Produced water disposal method | |
| UA127718C2 (en) | Geothermal energy device | |
| Banks et al. | The operational performance of Scottish minewater-based ground source heat pump systems | |
| Tomaszewska et al. | Geothermal water resources management–economic aspects of their treatment | |
| Hamdan et al. | The feasibility of solar-powered small-scale brackish water desalination units in a coastal aquifer prone to saltwater intrusion: A comparison between electrodialysis reversal and reverse osmosis | |
| RU2165658C1 (en) | Heat-and-power generating and industrial waste processing complex | |
| RU16799U1 (en) | COMPLEX OF HEAT AND ELECTRIC SUPPLY AND PROCESSING OF PRODUCTION WASTE | |
| US6029453A (en) | Geothermal magnetohydrodynamics | |
| Smith | Geothermal energy | |
| RU2422630C1 (en) | Method and system of collection, preparation of low-head gas-carbon methane and use of thermal potential of formation fluid (versions) | |
| Heins et al. | World's first SAGD facility using evaporators, drum boilers, and zero discharge crystallizers to treat produced water | |
| Kaygusuz et al. | Geothermal energy: Power for a sustainable future | |
| SA518400572B1 (en) | Water processing system and method | |
| Pasra et al. | Pengoperasian water treatment plant di PT PJB Unit Pembangkitan Paiton | |
| Tahri | The prospects of fresh water supply for Tan Tan City from non-conventional water resources | |
| RU2165657C1 (en) | Method for disposal of liquid radioactive wastes | |
| RU2115868C1 (en) | Geothermal device with gas turbine | |
| DiPIPPO | International developments in geothermal power production | |
| RU2260751C2 (en) | Geothermal energy generating plant | |
| Elíasson | Power generation from high-enthalpy geothermal resources | |
| CN205313340U (en) | Oiliness silt purification treatment system | |
| RU32578U1 (en) | Device for energy recovery of low-temperature coolants | |
| JP2004522071A (en) | Geothermal power generation | |
| Dmitrienko et al. | Use of low potencial wastewater heat |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080818 |