Изобретение относится к области энергетики, а точнее к области использования и утилизации энергии геотермальных вод и может быть использовано для теплоснабжения объектов различного назначения. The invention relates to the field of energy, and more specifically to the field of use and utilization of energy of geothermal waters and can be used for heat supply for various purposes.
Запасы большинства геотермальных месторождений имеют низкие и средние температуры и это не позволяет обеспечить их конкурентоспособность с традиционными энергоносителями и тормозит развитие геотермальной энергетики. В то же время на многих эксплуатируемых геотермальных месторождениях устьевые избыточные давления превышают 5-10 МПа и более, и такие воды содержат значительное количество растворенных газов органического происхождения, доходящее до 4-5 м3/м3 и более. Содержание метана в этих водах превышает более 90%. При эксплуатации месторождений эти виды энергий не утилизируются.The reserves of most geothermal deposits have low and medium temperatures and this does not allow them to be competitive with traditional energy sources and inhibits the development of geothermal energy. At the same time, in many exploited geothermal deposits wellhead overpressures exceed 5-10 MPa and more, and such waters contain a significant amount of dissolved gases of organic origin, reaching 4-5 m 3 / m 3 or more. The methane content in these waters exceeds 90%. During the exploitation of deposits, these types of energies are not utilized.
Известен способ утилизации энергии геотермальных вод (см. авт. св. СССР 1615488, кл. F 24 J 3/08, опубл. 23.12.1990). При таком способе утилизация энергии геотермальных вод происходит путем передачи через промежуточные теплообменники тепловой энергии геотермальной воды вторичному теплоносителю с использованием в качестве дополнительного источника энергии химической энергии растворенных газов, посредством использования первичного и вторичного сепараторов. A known method of utilizing the energy of geothermal waters (see ed. St. USSR 1615488, class F 24 J 3/08, publ. 23.12.1990). With this method, the utilization of the energy of geothermal water occurs by transferring heat energy of the geothermal water through intermediate heat exchangers to the secondary heat carrier using the dissolved gases as an additional energy source through the use of primary and secondary separators.
Недостатком такого способа является то, что не используется дополнительная потенциальная энергия термальной воды. The disadvantage of this method is that it does not use the additional potential energy of thermal water.
Целью настоящего изобретения является повышение термодинамической эффективности утилизации энергии термальных вод. The aim of the present invention is to increase the thermodynamic efficiency of the utilization of thermal water energy.
Поставленная цель достигается путем передачи через промежуточные теплообменники тепловой энергии геотермальной воды вторичному теплоносителю с использованием в качестве дополнительного источника энергии химической энергии растворенных газов посредством использования первичного и вторичного сепараторов и отличающийся тем, что в качестве дополнительного источника энергии используют сопутствующую потенциальную энергию геотермальной воды, а в качестве преобразователей потенциальной энергии используют детандер и компрессор на одном валу, а для использования энергии растворенных газов используют газгольдер и газораспределительный пункт. This goal is achieved by transferring the thermal energy of geothermal water through intermediate heat exchangers to the secondary heat carrier using the chemical energy of dissolved gases as an additional source of energy through the use of primary and secondary separators, characterized in that the associated potential energy of geothermal water is used as an additional energy source, and in as potential energy converters use an expander and a compressor on th shaft, and for dissolved gases and energy use gasholder gas distribution point.
На чертеже изображена технологическая схема предлагаемого способа. Термальная вода из геотермальной скважины 1 направляется в первичный теплообменник 2, где происходит нагрев вторичного теплоносителя, который в дальнейшем направляется к потребителю высокопотенциального тепла. Далее отработанная вода поступает в детандер 3 для утилизации потенциальной энергии. Из детандера термальная вода с низким давлением поступает в сепаратор 4. Жидкая фаза энергоносителя из сепаратора направляется в сток, а отсепарированный газ поступает в компрессор 5, привод которого осуществляется детандером 3. Из компрессора газ с высокими значениями давления и температуры направляется во вторичный теплообменник 6, куда противотоком также подводится нагреваемая пресная вода из коммунального водопровода 10. Из теплообменника 6 охлажденный газ направляется во вторичный сепаратор 7, откуда конденсат уходит в сток, а осушенный газ поступает в газгольдер 8. Из газгольдера газ проходит в газораспределительный пункт 9 и далее - на потребительские нужды. The drawing shows a flow chart of the proposed method. Thermal water from the geothermal well 1 is sent to the primary heat exchanger 2, where the secondary coolant is heated, which is then sent to the consumer of high potential heat. Next, the waste water enters the expander 3 for the utilization of potential energy. From the expander, low-pressure thermal water enters the separator 4. The liquid phase of the energy carrier from the separator is sent to the drain, and the separated gas enters the compressor 5, the drive of which is carried out by the expander 3. From the compressor, gas with high pressure and temperature is sent to the secondary heat exchanger 6, to which the heated fresh water from the public water supply system 10 is also supplied countercurrently. From the heat exchanger 6, the cooled gas is sent to the secondary separator 7, from where the condensate goes into the drain, and is drained gas flows to gas tank 8. From the gas tank, gas passes to gas distribution point 9 and then to consumer needs.