RU2430312C1 - Установка для использования геотермальной энергии низкотемпературных подземных горных пород - Google Patents
Установка для использования геотермальной энергии низкотемпературных подземных горных пород Download PDFInfo
- Publication number
- RU2430312C1 RU2430312C1 RU2010103274/06A RU2010103274A RU2430312C1 RU 2430312 C1 RU2430312 C1 RU 2430312C1 RU 2010103274/06 A RU2010103274/06 A RU 2010103274/06A RU 2010103274 A RU2010103274 A RU 2010103274A RU 2430312 C1 RU2430312 C1 RU 2430312C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- injection well
- well
- geothermal energy
- turbogenerator
- steam
- Prior art date
Links
Images
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
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
Изобретение относится к средствам извлечения геотермальной энергии массива горных пород и может использоваться для обогрева зданий и сооружений. Задачей является расширение эксплуатационных возможностей. Для решения поставленной задачи предложена установка, содержащая образующие непрерывный путь нагнетательную скважину для закачивания холодной воды, участок нагрева в горной породе и выходную скважину, связанный с ней турбогенератор для преобразования пара в электроэнергию, последовательно соединенные конденсатор пара, бак для сбора сконденсированной воды и очистную установку, связанную с нагнетательной скважиной. Нагнетательная скважина выполнена наклонной, участок нагрева расположен в горной породе на глубине 3-5 км по возможности горизонтально или близко к горизонтальному положению, для догрева воды на поверхности и парообразования использована цепочка из последовательно связанных между собой солнечной батареи, электронагревателя и/или теплообменника с жидкостью низкотемпературного кипения, связанные выходом с турбогенератором. Установка позволяет эффективно использовать геотермальную энергию в любых районах, там, где нет доступа к горячим температурным слоям, т.е. расширяет возможности ее использования. 1 ил.
Description
Изобретение относится к средствам извлечения геотермальной энергии массива горных пород и может использоваться в жилищно-коммунальном хозяйстве для обогрева зданий и сооружений, в гидрометаллургии и т.п.
Известно использование геотермальной энергии, описанное в з. РФ №94033853 по кл. F25B 13/00, з. 1994 г., а.с. СССР №458691 по кл. F25B 29/00, 1975 г.
Известное использование заключается в том, что пластовая жидкость (грунтовая вода) транспортируется из заборной жидкости к тепловому насосу, передает тепло хладагенту теплового насоса, хладагент, изменяя свое агрегатное состояние, нагревает теплоноситель системы распределения тепла, передающей тепло к отопительным приборам, а охлажденная пластовая жидкость сбрасывается в дополнительную инфильтрационную скважину.
Недостатком известного использования является низкая эффективность отбора геотермальной энергии, т.к. передача тепла от грунтовой воды за счет непрерывного обмывания теплообменника с хладагентом теплового насоса происходит на поверхности, а внутреннее пространство заборной скважины не используется.
Известно использование геотермальной энергии, описанное в п.РФ №2341736, з. 07.11.06, oп. 20.12.08.
Известное использование заключается в том, что создают циркуляцию теплоносителя в коллекторе системы забора тепла, расположенного в буровой скважине, к тепловому насосу, передают тепло, собранное теплоносителем системы забора тепла, хладагенту теплового насоса, изменяют агрегатное состояние хладагента и нагревают хладагентом теплоноситель системы распределения тепла, при этом для повышения эффективности отбора геотермальной энергии ствол скважины разделяют герметичной перемычкой на зону всасывания, расположенную ниже герметичной перемычки, и зону нагнетания, расположенную выше герметичной перемычки, причем зону нагнетания полностью заполняют теплопроводной жидкостью и в ней размещают коллектор системы забора тепла теплового насоса. При этом жидкость, закачиваемую в скважину, могут нагревать путем помещения в скважину одного или нескольких теплообменников с замкнутыми контурами циркуляции теплоносителя.
Недостатком известных средств использования является их недостаточная эффективность, обусловленная использованием испарителей теплового насоса и превращением геотермального тепла непосредственно в полезную тепловую энергию.
Известна установка для использования геотермальной энергии, описанная в п. РФ №2260751 по кл. F24J 3/08. з. 25.07.01, оп. 20.09.05 «Установка для выработки геотермальной энергии» и выбранная в качестве прототипа.
Известная установка содержит образующие непрерывный путь вертикальную нагнетательную скважину для закачивания холодной воды, горизонтальную скважину в горячей горной породе и вертикальную выходную скважину, соединенный с выходной скважиной турбогенератор, последовательно соединенные конденсатор пара, бак для сбора сконденсированной воды и очистную установку, связанную с нагнетательной скважиной.
Использование геотермальной энергии происходит следующим образом. Через нагнетательный ствол скважины закачивают в горизонтальный участок скважины, расположенный в подземной горячей горной породе, холодную воду, которая, протекая через горизонтальный участок в горячей горной породе, нагревается и превращается в пар, который затем выходит на поверхность через ствол выходной скважины и приводит в действие турбогенератор, с помощью которого производится электрическая энергия. После конденсации пара в конденсаторе он превращается в воду, которую собирают в бак, очищают с помощью очистной установки и снова закачивают в скважину.
Недостаток известной установки заключается в том, что ее эксплуатационные возможности ограничены, т.к. она может применяться только в горячих горных породах, которые есть не везде, и на небольших глубинах, в которых технологически возможно создание горизонтальных скважин.
Задачей является расширение эксплуатационных возможностей установки.
Поставленная задача решается тем, что в установке для использования геотермальной энергии низкотемпературных подземных горных пород, содержащей образующие непрерывный путь нагнетательную скважину для закачивания холодной воды, участок нагрева в горной породе и выходную скважину, связанный с ней турбогенератор для преобразования пара в электроэнергию, последовательно соединенные конденсатор пара, бак для сбора сконденсированной воды и очистную установку, связанную с нагнетательной скважиной, согласно изобретению нагнетательная скважина выполнена наклонной, участок нагрева расположен в горной породе на глубине 3-5 км по возможности горизонтально или близко к горизонтальному положению, для догрева воды на поверхности и парообразования использована цепочка из последовательно связанных между собой солнечной батареи и электронагревателя и/или теплообменника с жидкостью низкотемпературного кипения, связанные выходом с турбогенератором.
В заявляемой установке выполнение нагнетательной скважины наклонной дает возможность воде набирать тепло горной породы уже на «пути» к участку нагрева, а расположение участка нагрева в подземной горной породе на глубине 3-5 км по возможности горизонтально или близко к горизонтальному положению в совокупности с наличием средств догрева на поверхности земли нагретой в скважине воды до состояния пара с помощью других, более дешевых источников энергии позволяет эффективно использовать геотермальную энергию в любых районах, там, где нет доступа к горячим температурным слоям, т.е. расширяет возможности ее использования.
Технический результат - возможность более широкого эффективного использования геотермальной энергии.
Заявляемая установка обладает новизной в сравнении с прототипом, отличаясь от него наличием таких существенных признаков, как выполнение нагнетательной скважины наклонной, расположение участка нагрева на глубине 3-5 км по возможности горизонтально или близко к тому, использование для догрева воды до парообразного состояния солнечной батареи и электронагревателя и/или теплообменника с жидкостью низкотемпературного кипения, обеспечивающих в совокупности достижение заданного результата.
Заявителю неизвестны технические решения, обладающие указанными отличительными признаками, обеспечивающими в совокупности достижение заданного результата, поэтому он считает, что заявляемое техническое решение соответствует критерию «изобретательский уровень».
Заявляемая установка для использования геотермальной энергии может использоваться в энергетике, а потому соответствует критерию «промышленная применимость».
Заявляемое изобретение иллюстрируется чертежом, где приведена схема установки.
Заявляемая установка содержит образующие непрерывный путь наклонную нагнетательную скважину 1, участок 2 нагрева в подземной горной породе на глубине 3-5 км, выходную скважину 3 и последовательно связанные между собой солнечную батарею 4, электронагреватель 5 и/или теплообменник 6 с жидкостью низкотемпературного кипения, связанные выходом с турбогенератором 7, который соединен с конденсатором 8 пара, связанным через очистную установку 9 с нагнетательной скважиной 1.
Участок 2 нагрева расположен в подземной горной породе на глубине 3-5 км по возможности горизонтально или с наклоном, но ближе к горизонтальному положению.
Использование заявляемой установки осуществляется следующим образом.
Через наклонную нагнетательную скважину 1 нагнетают с помощью насосов (не показаны) в участок 2 нагрева холодную воду. Проходя через участок 2, вода нагревается примерно до температуры 80-90°С, затем она извлекается через выходную скважину 3 на поверхность земли, где она догревается до температуры 100-110°С и превращается в пар. Догрев производится с помощью цепочки из последовательно связанных между собой солнечной батареи 4, чье тепло преобразуется электронагревателем 5 в электрический ток, нагревающий воду до 110-120°С, и/или с помощью теплообменника 6 с жидкостью низкотемпературного кипения. Полученный пар поступает на турбогенератор 5, который вырабатывает электроэнергию. Отработанный пар поступает в конденсатор 6, преобразуется в воду, которую далее очищают на очистной установке 7 и снова используют для нагнетания в скважину 1. Для нагнетания воды в скважину и извлечения ее из выходной скважины используют насосы 8.
В сравнении с прототипом заявляемая установка может более широко применяться для использования геотермальной энергии, особенно в тех регионах, где нет доступных высокотемпературных подземных пород.
Claims (1)
- Установка для использования геотермальной энергии низкотемпературных подземных горных пород, содержащая образующие непрерывный путь нагнетательную скважину для закачивания холодной воды, участок нагрева в горной породе и выходную скважину, связанный с ней турбогенератор для преобразования пара в электроэнергию, последовательно соединенные конденсатор пара, бак для сбора сконденсированной воды и очистную установку, связанную с нагнетательной скважиной, отличающася тем, что нагнетательная скважина выполнена наклонной, участок нагрева расположен в горной породе на глубине 3-5 км по возможности горизонтально или близко к горизонтальному положению, для догрева воды на поверхности и парообразования использована цепочка из последовательно связанных между собой солнечной батареи, электронагревателя, и/или теплообменника с жидкостью низкотемпературного кипения, связанные выходом с турбогенератором.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010103274/06A RU2430312C1 (ru) | 2010-02-01 | 2010-02-01 | Установка для использования геотермальной энергии низкотемпературных подземных горных пород |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010103274/06A RU2430312C1 (ru) | 2010-02-01 | 2010-02-01 | Установка для использования геотермальной энергии низкотемпературных подземных горных пород |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2430312C1 true RU2430312C1 (ru) | 2011-09-27 |
Family
ID=44804211
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010103274/06A RU2430312C1 (ru) | 2010-02-01 | 2010-02-01 | Установка для использования геотермальной энергии низкотемпературных подземных горных пород |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2430312C1 (ru) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104533372A (zh) * | 2014-12-30 | 2015-04-22 | 王作韬 | 利用定向压裂技术开采地热能的方法 |
CN104713259A (zh) * | 2015-03-20 | 2015-06-17 | 清华大学 | 一种提取干热岩热能的方法及系统 |
RU2716534C1 (ru) * | 2018-10-01 | 2020-03-12 | Алексей Тимофеевич Лавриненко | Способ использования геотермального тепла и тепла отвалов вскрышных пород глубоких карьеров угледобычи |
CN114353343A (zh) * | 2022-01-14 | 2022-04-15 | 常州大学 | 一种由双管槽式太阳能集热的地下岩层清油干燥系统及其使用方法 |
-
2010
- 2010-02-01 RU RU2010103274/06A patent/RU2430312C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104533372A (zh) * | 2014-12-30 | 2015-04-22 | 王作韬 | 利用定向压裂技术开采地热能的方法 |
CN104713259A (zh) * | 2015-03-20 | 2015-06-17 | 清华大学 | 一种提取干热岩热能的方法及系统 |
RU2716534C1 (ru) * | 2018-10-01 | 2020-03-12 | Алексей Тимофеевич Лавриненко | Способ использования геотермального тепла и тепла отвалов вскрышных пород глубоких карьеров угледобычи |
CN114353343A (zh) * | 2022-01-14 | 2022-04-15 | 常州大学 | 一种由双管槽式太阳能集热的地下岩层清油干燥系统及其使用方法 |
CN114353343B (zh) * | 2022-01-14 | 2024-04-05 | 常州大学 | 一种由双管槽式太阳能集热的地下岩层清油干燥系统及其使用方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8881805B2 (en) | Systems and methods for an artificial geothermal energy reservoir created using hot dry rock geothermal resources | |
US20090211757A1 (en) | Utilization of geothermal energy | |
US20120144829A1 (en) | Direct exchange geothermal refrigerant power advanced generating system | |
US9181930B2 (en) | Methods and systems for electric power generation using geothermal field enhancements | |
KR101676589B1 (ko) | 열 에너지 저장용 배열체를 작동시키는 방법 | |
US20110314818A1 (en) | Cascaded condenser for multi-unit geothermal orc | |
KR20140000227A (ko) | 에너지 저장 및 유체 정제를 위한 시스템 및 방법 | |
CN105431686B (zh) | 地热源与远距离供热网的热工连接 | |
CN102644565B (zh) | 海洋温差能和地热能联合发电系统 | |
RU2430312C1 (ru) | Установка для использования геотермальной энергии низкотемпературных подземных горных пород | |
WO2009025693A1 (en) | Method and system integrating thermal oil recovery and bitumen mining for thermal efficiency | |
CN202579063U (zh) | Tr有机郎肯循环地热发电装置 | |
Mburu | Geothermal energy utilization | |
RU2445554C1 (ru) | Система теплоснабжения и горячего водоснабжения на основе возобновляемых источников энергии | |
RU97814U1 (ru) | Установка для использования геотермальной энергии низкотемпературных подземных горных пород | |
Nurhilal et al. | The simulation of organic rankine cycle power plant with n-pentane working fluid | |
CN208763826U (zh) | 一种利用废弃油井低温地热能的磁悬浮涡轮发电机组 | |
RU73392U1 (ru) | Геотермальный теплообменник для энергоснабжения потребителей | |
RU2528213C2 (ru) | Способ комплексного использования геотермального тепла с помощью пароэжекторного теплового насоса | |
WO2013060340A1 (ru) | Устройство и способ преобразования геотермальной энергии скважин в электрическую | |
CN202851278U (zh) | 单循环低温tr地热发电装置 | |
RU63867U1 (ru) | Геотермальная установка энергоснабжения потребителей | |
CN104074691A (zh) | 一种低排放温度的地热能耦合发电循环系统及其工作方法 | |
RU73718U1 (ru) | Устройство для энергообеспечения помещений с использованием низкопотенциальных энергоносителей | |
RU51637U1 (ru) | Геотермальная теплонасосная система теплоснабжения и холодоснабжения зданий и сооружений |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120202 |