RU2534917C2 - Turbine for geothermal power plant - Google Patents
Turbine for geothermal power plant Download PDFInfo
- Publication number
- RU2534917C2 RU2534917C2 RU2013109873/06A RU2013109873A RU2534917C2 RU 2534917 C2 RU2534917 C2 RU 2534917C2 RU 2013109873/06 A RU2013109873/06 A RU 2013109873/06A RU 2013109873 A RU2013109873 A RU 2013109873A RU 2534917 C2 RU2534917 C2 RU 2534917C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- geothermal
- turbine
- housing
- rotating blades
- blades
- 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
Abstract
Description
Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к установкам, использующим теплоту геотермальных источников в виде газопароводяной смеси с повышенным солесодержанием.The invention relates to a power system, in particular, to plants using the heat of geothermal sources in the form of a gas-steam mixture with high salinity.
Наличие в геотермальной воде большого количества растворенных солей и газов ограничивает возможности широкого использования традиционных видов турбин на геотермальных электростанциях (ГеоТЭС). При выходе на поверхность Земли парциальное давление углекислого газа в воде уменьшается. При этом в растворе геотермальной воды возможно нарушение углекислотного равновесия с образованием твердой фазы карбоната кальция как в толще воды в виде взвешенных частиц, так и на поверхности оборудования в виде отложений. При использовании высокопотенциальных вод (температура воды свыше 100°С) эти процессы протекают с большой скоростью. В расширителях и дегазаторах ГеоТЭС возможны интенсивные отложения карбоната кальция. Для исключения этих отложений на лопатках самой турбины и на ее корпусе необходима высокая очистка геотермального теплоносителя от содержащихся в нем растворенных солей жесткости.The presence of a large amount of dissolved salts and gases in geothermal water limits the widespread use of traditional types of turbines at geothermal power plants (GeoTES). Upon reaching the Earth's surface, the partial pressure of carbon dioxide in water decreases. At the same time, in the solution of geothermal water carbon dioxide equilibrium may be disturbed with the formation of the solid phase of calcium carbonate both in the water column in the form of suspended particles, and on the equipment surface in the form of deposits. When using high potential waters (water temperature above 100 ° C), these processes proceed at high speed. Intensive deposits of calcium carbonate are possible in GeoTES expanders and degassers. To eliminate these deposits on the blades of the turbine itself and on its casing, high purification of the geothermal coolant from the dissolved hardness salts contained in it is necessary.
Известно, что для геотермального теплоносителя на любой скважине в эксплуатируемом оборудовании можно создавать такие условия, при которых в нем не образуются отложения карбоната кальция. Этого можно добиться путем охлаждения стенки оборудования до температуры, ниже которой при данном давлении из раствора геотермальной воды не выделяется твердая фаза карбоната кальция [1-5].It is known that for a geothermal coolant at any well in the equipment in operation, it is possible to create conditions under which calcium carbonate deposits are not formed in it. This can be achieved by cooling the equipment wall to a temperature below which, at a given pressure, the solid phase of calcium carbonate does not stand out from the solution of geothermal water [1-5].
Однако, если стенку оборудования, в котором находится турбина, или стенку расширителя, дегазатора геотермальной воды можно защитить охлаждением ее до температуры, ниже которой не идут отложения [5], то турбину ГеоТЭС можно защитить только предварительной очисткой геотермального теплоносителя от растворенных в нем солей жесткости. В то же время, в расширителях и дегазаторах ГеоТЭС имеет место некоторое снижение механического и теплового потенциала геотермального теплоносителя (уменьшается давление и температура воды). Вследствие этого, а также из-за наличия затрат на очистку геотермального теплоносителя от растворенных в нем солей жесткости, в общем, снижается эффективность использования энергии геотермального источника.However, if the wall of the equipment in which the turbine is located, or the wall of the expander, degasser of geothermal water can be protected by cooling it to a temperature below which deposits do not go [5], then the GeoTES turbine can be protected only by preliminary cleaning of the geothermal coolant from hardness salts dissolved in it . At the same time, in the expanders and degassers of GeoTES there is a slight decrease in the mechanical and thermal potential of the geothermal coolant (pressure and temperature of the water decrease). As a result of this, and also because of the cost of cleaning the geothermal coolant from hardness salts dissolved in it, in general, the efficiency of using the energy of the geothermal source is reduced.
Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является повышение эффективности использования энергии геотермальных источников за счет исключения затрат на очистку геотермального теплоносителя от растворенных в нем солей жесткости, а также исключения потерь механического и некоторого теплового потенциала геотермальных вод.The technical problem to which the invention is directed is to increase the efficiency of the use of energy of geothermal sources by eliminating the cost of cleaning the geothermal coolant from hardness salts dissolved in it, as well as eliminating the loss of mechanical and some thermal potential of geothermal waters.
Технический результат достигается тем, что в турбине для геотермальной электростанции, содержащей корпус на валу, рабочие лопатки и сопло для подачи рабочего тела, корпус, вал и рабочие лопатки выполнены полыми и сообщающимися между собой, при этом толщина стенок рабочих лопаток не превышает толщину стенки корпуса, а вершины лопаток имеют овальный профиль.The technical result is achieved by the fact that in a turbine for a geothermal power plant containing a housing on the shaft, working blades and a nozzle for supplying a working fluid, the housing, the shaft and working blades are made hollow and interconnected, while the wall thickness of the working blades does not exceed the wall thickness of the casing and the tops of the shoulder blades have an oval profile.
На фиг.1 показана принципиальная схема предлагаемой турбины для геотермальной электростанции, а на фиг.2 - вид фиг.1 по А-А.Figure 1 shows a schematic diagram of the proposed turbine for a geothermal power plant, and figure 2 is a view of figure 1 on aa.
Турбина для геотермальной электростанции состоит из полого корпуса 1, соединенного по обоим торцам с валом 2 в виде полой трубы, рабочих лопаток 3 в виде полых выступов на корпусе 1 с овальным профилем верхушек 4, сопла 5 для подачи геотермального теплоносителя на лопатки 3. При этом полости корпуса 1, вала 2 и рабочих лопаток 3 сообщаются между собой.The turbine for a geothermal power plant consists of a
Турбина работает следующим образом.The turbine operates as follows.
Геотермальный теплоноситель 6 в виде газопароводяной смеси подается на рабочие лопатки 3 через сопло 5. Под действием сил давления струи газопароводяной смеси турбина приходит во вращение. Одновременно с одного торца турбины через вал 2 подается холодная вода 7 во внутрь корпуса 1. При этом холодная вода 7 заполняет корпус 1 турбины только на половину его емкости. Вода 7, проходя внутри корпуса 1, попадает в полость лопаток 3 турбины и выводится из корпуса 1 через противоположный торец турбины по валу 2.The
Вращение турбины и заполнение емкости корпуса 1 только наполовину интенсифицирует процесс турбулизации потока воды внутри полости корпуса 1 и рабочих лопаток 3. Этому способствует также и периодическое перетекание холодной воды из корпуса 1 в полость лопаток 3 и обратно. В то же время, выполнение стенок рабочих лопаток 3 толщиной не более толщины стенки корпуса 1 уменьшает термическое сопротивление их стенок. В итоге все это приводит к охлаждению стенок корпуса 1 и рабочих лопаток 3 турбины со стороны геотермального теплоносителя до температуры, при которой отсутствует выделение из раствора геотермальной воды твердой фазы карбоната кальция [1, 2]. Дополнительным условием охлаждения стенок корпуса и лопаток является еще тот факт, что время контакта с ними холодной воды больше, чем время контакта газопароводяной смеси. Овальный профиль верхушек 4 со стенкой не более толщины стенки корпуса 1 позволяет равномерно охлаждать всю их поверхность.The rotation of the turbine and the filling of the capacity of the
Благодаря охлаждению стенок корпуса турбины и ее лопаток предлагаемое техническое решение позволяет непосредственно подавать геотермальный теплоноситель из скважины без промежуточного оборудования (дегазаторы, расширители), где возможна потеря некоторого энергетического потенциала (давление, температура). В то же время, после прохождения через турбину холодная вода может быть подана во вторичный контур теплообменника для дальнейшей утилизации тепла геотермального теплоносителя, подведенного в первичный контур того же теплообменника. А утилизация горючих газов из геотермального теплоносителя может быть осуществлена на любой стадии после прохождения им предлагаемой турбины.Thanks to the cooling of the walls of the turbine casing and its blades, the proposed technical solution allows direct supply of the geothermal coolant from the well without intermediate equipment (degassers, expanders), where a loss of some energy potential (pressure, temperature) is possible. At the same time, after passing through the turbine, cold water can be supplied to the secondary circuit of the heat exchanger for further utilization of the heat of the geothermal coolant supplied to the primary circuit of the same heat exchanger. And the utilization of combustible gases from the geothermal coolant can be carried out at any stage after passing through the proposed turbine.
Таким образом, благодаря выполнению в турбине корпуса, вала и рабочих лопаток полыми и сообщающимися между собой, а рабочих лопаток с овальной формой их вершин и со стенками толщиной не более толщины стенки корпуса турбины, удается повысить эффективность использования энергии геотермальных источников в виде газопароводяной смеси с повышенным солесодержанием.Thus, due to the execution of the casing, shaft and rotor blades in the turbine hollow and interconnected, and the blades with an oval shape of their vertices and walls with a thickness not exceeding the wall thickness of the turbine casing, it is possible to increase the energy efficiency of geothermal sources in the form of a gas-vapor mixture with increased salinity.
Источники информацииInformation sources
1. Ахмедов Г.Я. Проблемы солеотложения при использовании геотермальных вод для горячего тепловодоснабжения // Промышленная энергетика.- №9.- 2009.1. Akhmedov G.Ya. Problems of salt deposition when using geothermal water for hot heat supply // Industrial Energy. - No. 9. - 2009.
2. Ахмедов Г.Я. Защита геотермальных систем водоподготовки от карбонатных отложений // Энергосбережение и водоподготовка. - №6. - 2010.2. Akhmedov G.Ya. Protection of geothermal water treatment systems from carbonate deposits // Energy saving and water treatment. - No. 6. - 2010.
3. Ахмедов Г.Я. Устройство для очистки жидкости. А.с. СССР №1583135. МКИ В01D 21/24, С02F 5/00. Заявл. 26.10.88., опубл.07.08.90. Бюл. №29.3. Akhmedov G.Ya. A device for cleaning liquids. A.S. USSR No. 1583135. MKI B01D 21/24, С02F 5/00. Claim 10.26.88., Published on 07.08.90. Bull. No. 29.
4. Ахмедов Г.Я. Геотермальная установка. Патент №91384. МПК F03G 7//00. Заявл. 04.05.2008. опубл. 10.02.2010. Бюл. №4.4. Akhmedov G.Ya. Geothermal installation. Patent No. 91384. IPC
5. Ахмедов Г.Я. Геотермальное устройство. Патент №2406944. МПК F24J 3/08. Заявл. 06.04.2009., опубл. 20.12.2010. Бюл. №35.5. Akhmedov G.Ya. Geothermal device. Patent No. 2406944.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013109873/06A RU2534917C2 (en) | 2013-03-05 | 2013-03-05 | Turbine for geothermal power plant |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013109873/06A RU2534917C2 (en) | 2013-03-05 | 2013-03-05 | Turbine for geothermal power plant |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2013109873A RU2013109873A (en) | 2014-09-10 |
RU2534917C2 true RU2534917C2 (en) | 2014-12-10 |
Family
ID=51539924
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013109873/06A RU2534917C2 (en) | 2013-03-05 | 2013-03-05 | Turbine for geothermal power plant |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2534917C2 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2006662C1 (en) * | 1990-12-27 | 1994-01-30 | Владимир Афанасьевич Корниенко | Wind-electric power unit |
US5970714A (en) * | 1992-10-02 | 1999-10-26 | Ormat Industries Ltd. | Geothermal power plant operating on high pressure geothermal fluid |
WO2002033332A1 (en) * | 2000-10-20 | 2002-04-25 | Hita Ag | Method and system for exchanging earth energy between earthly bodies and an energy exchanger, especially to produce an electric current |
RU2201510C2 (en) * | 2001-04-04 | 2003-03-27 | ОАО "Калужский турбинный завод" | Steam turbine plant |
-
2013
- 2013-03-05 RU RU2013109873/06A patent/RU2534917C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2006662C1 (en) * | 1990-12-27 | 1994-01-30 | Владимир Афанасьевич Корниенко | Wind-electric power unit |
US5970714A (en) * | 1992-10-02 | 1999-10-26 | Ormat Industries Ltd. | Geothermal power plant operating on high pressure geothermal fluid |
WO2002033332A1 (en) * | 2000-10-20 | 2002-04-25 | Hita Ag | Method and system for exchanging earth energy between earthly bodies and an energy exchanger, especially to produce an electric current |
RU2201510C2 (en) * | 2001-04-04 | 2003-03-27 | ОАО "Калужский турбинный завод" | Steam turbine plant |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
RU 2245454 C1, (ГОУВПО "МЭИ (ТУ)"), 27.01.2005 . * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2013109873A (en) | 2014-09-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Hu et al. | Water vapor compression and its various applications | |
CN105317485B (en) | A kind of novel energy converting system | |
Eliasson et al. | Geothermal power plants | |
CN103771564B (en) | Ocean thermal energy open circulation joint deep sea reverse-osmosis seawater desalination system | |
KR20110101754A (en) | Ocean thermal energy conversion system of multistage cycle type using surface water or discharge water of power plant and deep sea water | |
KR20140085001A (en) | Energy saving system for using waste heat of ship | |
Venkatesan et al. | A theoretical and experimental study of a small-scale barometric sealed flash evaporative desalination system using low grade thermal energy | |
RU2534917C2 (en) | Turbine for geothermal power plant | |
RU2012127294A (en) | STEAM TURBINE INSTALLATION AND METHOD FOR COOLING A NUMBER OF INTER-WHEEL SPACES ONE OR MORE SECTIONS OF A STEAM TURBINE | |
JP2013167178A (en) | Power generation system | |
CN204644039U (en) | Utilize the low-temperature evaporation formula high slat-containing wastewater treatment unit of waste water residual heat | |
KR20110115028A (en) | Cooling application system for power plant and ocean thermal energy conversion using deep sea water | |
CN105217706A (en) | A kind of solar energy sea water desalination apparatus | |
CN202039044U (en) | Semi-water gas cooling system with lithium bromide unit and capable of generating cold water as byproduct | |
CN210505649U (en) | Seawater desalination system based on water-cooling internal combustion generator set waste heat recovery | |
CN204063684U (en) | A kind of fume afterheat segmented utilizes device | |
CN201660459U (en) | Seawater desalinization device | |
Jesionek et al. | Enhancement of the Brayton cycle efficiency by water or steam utilization | |
CN104048452A (en) | Sectional type utilizing device for flue gas waste heat | |
RU2007119765A (en) | HEAT ELECTRIC STATION | |
KR20090016613A (en) | In an ocean thermal energy conversion system, a method and an apparatus of collecting deep and surface sea water into the heat exchange chamber by the force of gravity without using pump | |
RU2372564C1 (en) | Method for prevention of scale formation in process of geothermal waters energy utilisation | |
Yang et al. | New air cooling system by steam power cycle coupled with the positive and negative sequence refrigerating cycle. | |
RU2528776C1 (en) | Method of cleaning heat exchanger from carbonate deposits | |
CN202937318U (en) | System for generating power and supplying heat by utilizing afterheat |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150306 |