RU7714U1

RU7714U1 - COMBINED GEOTHERMAL POWER PLANT

Info

Publication number: RU7714U1
Application number: RU97117046/20U
Authority: RU
Inventors: О.А. Поваров; Э.П. Волков; О.В. Бритвин; В.А. Васильев; А.В. Крайнов; А.И. Никольский; Е.М. Ставиский; Ю.П. Томков
Original assignee: Закрытое акционерное общество "НАУКА"
Priority date: 1997-10-14
Filing date: 1997-10-14
Publication date: 1998-09-16

Abstract

Комбинированная геотермальная установка, содержащая основной контур с геотермальным рабочим телом, включающий продуктивную скважину, сепаратор, турбогенератор, конденсатор, реинжекционную скважину и дополнительный контур с низкокипящим рабочим телом, включающий испаритель, подогреватель, турбогенератор, воздушный конденсатор и питательный насос, отличающаяся тем, что в дополнительном контуре между испарителем и турбогенератором размещен паpоперегреватель, на выходе турбогенератора установлен рекуператор, а между испарителем и подогревателем расположен холодильник-испаритель, связанный с эжектором и сепаратором неконденсирующихся газов, при этом последний сообщен через компрессор газовой магистралью с линией сепаратора основного контура, подключенной к пароперегревателю, а эжектор по рабочему телу связан с паровой магистралью основного контура.Combined geothermal installation containing a main circuit with a geothermal working fluid, including a production well, separator, turbogenerator, condenser, re-injection well and an additional circuit with a low boiling fluid, including an evaporator, heater, turbogenerator, air condenser and feed pump, characterized in that a superheater is placed between the evaporator and the turbogenerator in an additional circuit, a recuperator is installed at the outlet of the turbogenerator, and between the evaporator and under a heater is a refrigerator-evaporator connected to an ejector and a separator of non-condensable gases, the latter being communicated through a compressor via a gas line to the separator line of the main circuit connected to the superheater, and the ejector is connected via a working fluid to the steam main of the main circuit.

Description

f;//; 4 /f; //; 4 /

КОМБШ-МРОВАННАЯ ГЕОТЕРгШЪНАЯ ЭНЕЕГОУСТАНОВКА Полезная модель относится к области энерготехники, конкретнее - к устройства для выработки электроэнергии, использр)Щ1Ш энергию геотермального источника.COMBINED-MOVED GEOTHERIC POWER INSTALLATION A utility model relates to the field of power engineering, and more specifically, to a device for generating electricity using the energy of a geothermal source.

Известны геотермальные электростанц ш с комбинированным циклом, содержащие основной контур с геотермальным рабочим телом, включающий продуктршную скважлну, сепаратор, турбогенератор, конденсатор, реинжекционную скважину и дополнительный контур с низкокипящим рабочим телом, включающий испаритель, конденсатор, турбогенератор и воздушный конденсатор ( см.,например, патент США № 4542625 по кл. РОЗв 7/04 за 1985г.).Known geothermal power plants with a combined cycle, containing a main circuit with a geothermal working fluid, including a production well, a separator, a turbogenerator, a condenser, a re-injection well and an additional circuit with a low boiling fluid, including an evaporator, condenser, turbogenerator and air condenser (see, for example, , US patent No. 4542625 according to class ROSV 7/04 for 1985).

К недостаткам известных устройств следует отнести невысокую экономичность преобразования энергии, обусловленную неиспользованием тепловой энергии сепарата основного контура.The disadvantages of the known devices include the low cost-effectiveness of energy conversion, due to the non-use of thermal energy of the main circuit separator.

Наиболее близким к предложенному техническому решению по технической суп рости и достигаемому эффекту является геотермальная электростанция с комбинированным циклом, содеркящая основной контур с геотермальным рабочим телом, включающий продуктшную сквшшну, сепаратор, турбогенератор, ковденсатор и дополнителышй контур с низкокипящим рабочим телом, включаюшдй испаритель, подогреватель, турбогенератор, воздушныйКонденсатор и питательный насос ( см., напршлер, з-ка РФ 1 96122157/20 по кл. Р03в7/0( пол.реш. от 25.04.1997г.)оThe closest to the proposed technical solution for technical haste and the achieved effect is a geothermal power plant with a combined cycle containing a main circuit with a geothermal working fluid, including a production well, a separator, a turbogenerator, a condenser and an additional circuit with a low-boiling working fluid, including a reheater turbogenerator, air condenser and feed pump (see, naprshler, z-ka of the Russian Federation 1 96122157/20 according to class P03v7 / 0 (pol. res. from 04.25.1997) about

К недостаткам описанной конструкции следует отнести невысокую эффективность преобразования энергии, обусловленную отсутствием опт1мальных соотношений тепловых параметров элементов основного и дополнительного контуров, приводящем к непроизводительным потерям тепла в цикле преобразования энергии. Кроме того, использование в качестве рабочего тела p 03 e 7/00 новного контура мжнералосодержащей геотермальной среды вызывает появление в трактах дополнительного контура солеобразований и накипей, вызывающее сни кение надёжности работы установки в целом. Задачей полезной модели является устранение перечисленных недостатков и повышение эф(|)ект11вности преобразования энергии при повышении надёжности работы установкио Поставленная задача решается благодаря тоьлу, что в известной комбинированной геотермальной установке, содержащей основной контур с геотермальным рабоч1Ш телом, включающий продуктивную скважину, сепаратор, тур богенератор, конденсатор, реинжекционную скваждну и дополнительный контур с низкокипящим рабочим телом, включающий испаритель, подогреватель, турбогенератор, воздушный конденсатор и питательный насос, по предложенной полезной модели в дополнительном контуре между испарителем и турбогенератором размещён пароперегреватель, на выходе турбогенератора установлен рекуператор, а меду испарителем и подогревателем расположен холодильник-испаритель, связанный с эжектором и сепаратором неконденсирующихся газов, при этом последний сообщён через компрессор газовой магистралью с линией сепарата основного контура, нюдключённой к пароперегревателю, а эжектор по рабочему телу связан с паровой магистралью основного контура. Установка в дополнительном контуре пароперегревателя, рекуператора и холодильника-испарителя позволяет использовать ранее непроизводительно теряемый тепловой потенциал острого пара и сепарата основного контура и отработавшего пара низкокипящего рабочего тела (НРТ) для выработки дополнительной энергии в дополнительном контуре, доля которой составляет порядка 60. Кроме того, использование эжектора, работающего на остром паре, установка сепаратора неконденсирующихся газов и выполнение компрессорной магистрали, связанной с магистралью сепарата основного контура, позволяет изменить физико-химические параметры сепарата, что приводит к существенному снижению солеобразования и повышению надёжности работы установки в целом в Комбинированная установка содержит продуктивную скважину I, связанную трактом 2 пароводяной смеси (ПВО) с первой 3 и второй 4 ступенью сепарации, последняя из которых магистралью 5 сообщена с турбогенератором 6 Выход турбогенератора 6 связан с конденсатором 7, явлшощимся испарителем дополнительного контура, заполненного НРТ, например, аммиаком, В дополнительном контуре последовательно размещены пароперегреватель 8, турбогенератор 9, воздушный конденсатор 10, питающий насос II, рекуператор 12, подогреватель 13 и холодильник-испаритель 14. К магистрали 5 подключён эжектор 15, пассивной средой которого является отработанный пар основного контура в конденсаторе 7. Холодильник 14 связан с сепаратором неконденсирующихся газов 16, сепарат из которого по магистрали 17 через конденсатный насос 18 поступает в реинжекционнута скважину 19, а неконденсирующиеся газы, в основном СОо компрессором 20 - по газовой магистрали 21 в линию 22 сепарата основного контура, связанную с пароперегревателем 8, Устройство работает следующим образом. ПВО из продуктивной сква:1ашы I по тракту 2 поступает в первую 3 и вторую 4 ступени сепарации, откуда пар по магистрали 5 попадает в турбогенератор 6, где происходит выработка электроэнергии основного контура, а отсепарированная вода по линии сепарата 22 направляется в пароперегреватель 8 дополнительного контура, заполненного НРТ. Одновременно, отработавший пар после турбогенератора 6 попадает в конденсатор 7, являющийся испарителем НРТ дополнительного контура, где отдаёт своё тепло НРТ, интенсифицируя его испарение После конденсатора-испарителя 7 НРТ направляется в пароперегреватель 8, в котором повышает температурный потенциал за счёт тепла сепарата основного контура. Из пароперегревателя 8 пар НРТ попадает в турбогенератор 9, где происходит выработка электроэнергии дополнительного контура. Отработавший пар НРТ попадает на воздушный коаденсатор 10, предварительно отдав тепло в рекуператоре 12, откуда питательным насосом II сконденсированное НРТ подаётся в подогреватель 13, холодильник-испаритель 14 и далее в конденсатор-испаритель 7 При этом эжектор15.The disadvantages of the described construction include the low efficiency of energy conversion, due to the lack of optimal ratios of the thermal parameters of the elements of the main and additional circuits, leading to unproductive heat losses in the energy conversion cycle. In addition, using as a working medium p 03 e 7/00 a new contour of an mnogonal-containing geothermal medium causes an additional contour of salt formation and scale in the ducts, causing a decrease in the reliability of the installation as a whole. The objective of the utility model is to eliminate the aforementioned shortcomings and increase the efficiency of energy conversion with increasing the reliability of the installation. The problem is solved due to the fact that in the well-known combined geothermal installation containing the main circuit with a geothermal working fluid, including a production well, separator, and turbine generator , a condenser, a re-injection well and an additional circuit with a low-boiling working fluid, including an evaporator, heater, turbogenerator, air a suffocating condenser and a feed pump, according to the proposed utility model, a superheater is located in an additional circuit between the evaporator and the turbogenerator, a recuperator is installed at the outlet of the turbogenerator, and a refrigerator-evaporator is connected to the evaporator and heater connected to the ejector and separator of non-condensable gases, the latter being communicated through the compressor gas line with a main circuit separator line connected to the superheater, and the ejector is connected to the steam line through the working fluid main circuit. The installation of an additional superheater, recuperator and refrigerator-evaporator in the additional circuit allows you to use the previously unproductive thermal potential of hot steam and the separate main circuit and exhaust steam low boiling medium (NRT) to generate additional energy in the additional circuit, the proportion of which is about 60. In addition, the use of an ejector working on a sharp pair, the installation of a separator of non-condensable gases and the implementation of the compressor line associated with the line The separation of the main circuit, allows you to change the physico-chemical parameters of the separator, which leads to a significant reduction in salt formation and increase the reliability of the installation as a whole. The combined installation contains a productive well I, connected by path 2 of the steam-water mixture (air defense) with the first 3 and second 4 separation stages , the last of which is connected to the turbogenerator 6 by line 5; the output of the turbogenerator 6 is connected to a condenser 7, which is an evaporator of an additional circuit filled with НРТ, for example, ammonia, The superheater 8, the turbogenerator 9, the air condenser 10, the feed pump II, the recuperator 12, the heater 13 and the refrigerator-evaporator are sequentially placed on the main circuit 5. An ejector 15 is connected to line 5, the passive medium of which is the exhausted steam from the main circuit in the condenser 7. Refrigerator 14 connected to a non-condensable gas separator 16, a separator from which through a line 17 through a condensate pump 18 enters the re-injection well 19, and non-condensable gases, mainly СОо by a compressor 20 - through gases th line 21 to line 22 separatrix primary circuit associated with the superheater 8 apparatus operates as follows. Air defense from a productive well: 1 of your I through path 2 enters the first 3 and second 4 separation stages, from where steam passes through line 5 to the turbine generator 6, where the main circuit is generated, and the separated water is sent through separator line 22 to the superheater 8 of the additional circuit filled with NRT. At the same time, the exhaust steam after the turbogenerator 6 enters the condenser 7, which is the HPT evaporator of the additional circuit, where it releases its heat to the HPT, intensifying its evaporation After the condenser-evaporator 7, the HPT is sent to the superheater 8, in which it increases the temperature potential due to the heat of the main circuit separator. From the superheater 8, the NRT steam enters the turbine generator 9, where the additional circuit is generated. The spent steam of НРТ gets to the air co-condenser 10, having previously transferred heat to the recuperator 12, from where the condensed НРТ is fed by the feed pump II to the heater 13, the cooler-evaporator 14 and then to the condenser-evaporator 7. In this case, the ejector15.

работающий на остром паре основного контура производит откачку из трактов конденсатора-испарителя 7 геотермального пара и некодценсируюищхся газов в сепаратор 16, откуда неконденсирующиеся газы компрессором 20 по линии 21 закачиваются в линию 22 сепарата основного контура, а сепарат по линии 17 вместе с отработавшшл сепаратом основного контура конденсатным насосом 18 закачивается в реинжекционную скважину 19 оworking on a hot pair of the main circuit pumps out geothermal steam and non-censored gases from the paths of the condenser-evaporator 7 to the separator 16, from where the non-condensable gases are pumped by compressor 20 via line 21 to the main circuit separator line 22, and the separator along line 17 together with the spent main circuit separator condensate pump 18 is pumped into the reinjection well 19 about

Claims

Combined geothermal installation containing a main circuit with a geothermal working fluid, including a production well, separator, turbogenerator, condenser, re-injection well and an additional circuit with a low boiling fluid, including an evaporator, heater, turbogenerator, air condenser and feed pump, characterized in that a superheater is placed between the evaporator and the turbogenerator in an additional circuit, a recuperator is installed at the outlet of the turbogenerator, and between the evaporator and under a heater is a refrigerator-evaporator associated with an ejector and a separator of non-condensable gases, the latter being communicated through a compressor via a gas line to the main circuit separator line connected to a superheater, and the ejector is connected via a working fluid to the steam line of the main circuit.