RU84467U1 - Геотермальная установка для выработки электроэнергии с водородно-кислородным перегревом - Google Patents
Геотермальная установка для выработки электроэнергии с водородно-кислородным перегревом Download PDFInfo
- Publication number
- RU84467U1 RU84467U1 RU2009101816/22U RU2009101816U RU84467U1 RU 84467 U1 RU84467 U1 RU 84467U1 RU 2009101816/22 U RU2009101816/22 U RU 2009101816/22U RU 2009101816 U RU2009101816 U RU 2009101816U RU 84467 U1 RU84467 U1 RU 84467U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- hydrogen
- oxygen
- steam
- geothermal
- overheating
- Prior art date
Links
Landscapes
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
Abstract
Геотермальная установка для выработки электроэнергии с водородно-кислородным перегревом, содержащая паровую турбину, электролизер, хранилища водорода и кислорода, сепаратор грубой очистки пара, конденсатор и водородно-кислородный парогенератор, отличающаяся тем, что водородно-кислородный парогенератор связан с геотермальной паровой турбиной, при этом выходные патрубки электролизера связаны с входными патрубками хранилища водорода и кислорода напрямую, а сепаратор грубой очистки связан с водородно-кислородным парогенератором.
Description
Предлагаемая полезная модель относится к области геотермальных энергетических установок, использующих водородные технологии для производства водорода и повышения эффективности выработки электроэнергии, и может быть использована в геотермальной энергетике и паротурбинных энергоустановках.
Известна геотермальная энергетическая установка, использующая водородные технологии для производства водорода за счет провальной электроэнергии в часы сниженного энергопотребления (Патент RU №65627 от 10.08.2007 г.). Однако простое производство водорода в качестве товарного продукта может быть полезным только в областях, где в нем имеется резкая потребность и отсутствует возможность установки более дешевого оборудования, к примеру, получение водорода с помощью пароводяной конверсии метана.
Наиболее близкой к предлагаемой полезной модели является установка, которая может не только производить водород в часы сниженного энергопотребления, но и использовать его для производства дополнительной электроэнергии в часы пикового потребления, в состав которой входит устройство для производства водорода с блоком электролизера и блоком его аккумулирования, водородный парогенератор, газопаровая турбина с электрогенератором, геотермальный модуль, соединенный электрическим кабелем с электролизером и включающий в себя геотермальные скважины, сепаратор, турбину с электрогенератором, конденсатор пара и насосы (Патент RU №45377 от 14.10.2004 г., прототип).
Недостатком данной конструкции является наличие отдельной паровой турбины, использующей пар из водородно-кислородного парогенератора, что приводит к необходимости ее многократного пуска и выключения в процессе эксплуатации. Подобный режим нестационарной работы существенно снижает ее срок службы, а установка дополнительной турбины усложняет всю установку в целом и требует наличия специальной системы управления для синхронизации работы всего оборудования.
Кроме этого, низкий КПД геотермальных установок (12-18%) обусловлен низкими параметрами водяного пара на входе в паровую турбину, что в свою очередь обусловлено геотермальной скважиной. К примеру, максимальная температура пара в таких установках не превышает 600 К, а в среднем не более 450 К, в то же время, для традиционных паровых турбин она достигает 850 К, что позволяет получать в них КПД более 40%.
Предложенная полезная модель решает техническую задачу повышения эффективности работы геотермальной установки в целом. Такое решение технической задачи возможно за счет того, что при использовании водородно-кислородного парогенератора происходит увеличение термического КПД цикла (на 4-5%), КПД геотермальной турбины (на 8-12%) и уменьшения потерь при исключении из схемы сепаратора тонкой очистки (на 2-3%). Таким образом, суммарное увеличение КПД составит примерно 5-7%, а затраты электроэнергии для производства водорода и кислорода и последующий перегрев пара на 50-70 градусов потребует затрат примерно 1,5-2% от общей выработки электроэнергии, т.е. окончательный КПД геотермальной энергоустановки с водородно-кислородным перегревом вырастет на 3-4%. Следует отметить, что установка нового оборудования потребует незначительных капиталовложений, а следовательно, приведет к быстрой окупаемости.
Расчеты показывают, что использование доли от выработанной электроэнергии для производства водорода и кислорода методом электролиза с последующим смешиванием высокотемпературного водяного пара с паром из геотермальной скважины, позволит существенно повысить эффективность установки в целом, учитывая затраты на электролиз.
Предлагаемая полезная модель решает техническую задачу тем, что геотермальная установка для выработки электроэнергии с водородно-кислородным перегревом содержит паровую турбину, электролизер, хранилища водорода и кислорода, сепаратор грубой очистки пара, конденсатор и водородно-кислородный парогенератор, связанный с геотермальной паровой турбиной, при этом выходные патрубки электролизера связаны с входными патрубками хранилища водорода и кислорода напрямую, а сепаратор грубой очистки связан с водородно-кислородным парогенератором.
Сущность предлагаемого технического решения поясняется схемой, показанной на фиг.1. Геотермальная установка для выработки электроэнергии с водородно-кислородным перегревом включает в себя геотермальную паровую турбину 1 с электрогенератором 2, электролизер 3, соединенный трубопроводами с хранилищами водорода 4 и кислорода 5, сепаратор предварительной очистки пара 6, конденсатор 7, водородно-кислородный парогенератор 8, две геотермальные скважины 9 и 10, два водяных насоса 11 и 12, компрессоры водорода 13 и кислорода 14.
Геотермальная установка работает следующим образом:
Пар из геотермальной скважины 9 поступает в сепаратор грубой очистки, где происходит его очистка от минеральных примесей и конденсата и уменьшение степени влажности до 7-10%, далее конденсат водяным насосом 11 закачивается в геотермальную скважину 10 для парообразования. Далее водяной пар из сепаратора 6 смешивается с водяным паром из водородно-кислородного парогенератора 8, при этом происходит увеличение его температуры на 100-150 К и полное испарение оставшегося конденсата после сепаратора. Затем смешанный пар поступает на вход геотермальной паровой турбины 1, где происходит преобразование его внутренней энергии в механическую и далее в электрическую посредством электрогенератора 2. Отработавший водяной пар поступает в конденсатор 7, в котором счет конденсации создается разрежение до 3-15 кПа, далее сконденсировавшаяся вода водяным насосом закачивается в геотермальную скважину 10 и частично подается на охлаждение водородно-кислородного парогенератора 8 и балластировку его продуктов сгорания.
Часть выработанной электроэнергии поступает в электролизер 3, в котором происходит производство водорода и кислорода. Далее водород и кислород компрессорами 13 и 14 закачиваются в хранилища 4 и 5, из которых они подаются в водородно-кислородный парогенератор, где происходит их сжигание при стехиометрическом соотношении компонентов с образованием сверхперегретого водяного пара. Следует отметить, что основное производство водорода и кислорода происходит в часы провала нагрузки от потребителя, т.е. происходит также и выравнивание графика нагрузки.
Таким образом, использование водородно-кислородного перегрева в геотермальной установке для выработки электроэнергии позволит существенно повысить эффективность установки в целом, учитывая затраты на электролиз.
Claims (1)
- Геотермальная установка для выработки электроэнергии с водородно-кислородным перегревом, содержащая паровую турбину, электролизер, хранилища водорода и кислорода, сепаратор грубой очистки пара, конденсатор и водородно-кислородный парогенератор, отличающаяся тем, что водородно-кислородный парогенератор связан с геотермальной паровой турбиной, при этом выходные патрубки электролизера связаны с входными патрубками хранилища водорода и кислорода напрямую, а сепаратор грубой очистки связан с водородно-кислородным парогенератором.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009101816/22U RU84467U1 (ru) | 2009-01-21 | 2009-01-21 | Геотермальная установка для выработки электроэнергии с водородно-кислородным перегревом |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009101816/22U RU84467U1 (ru) | 2009-01-21 | 2009-01-21 | Геотермальная установка для выработки электроэнергии с водородно-кислородным перегревом |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU84467U1 true RU84467U1 (ru) | 2009-07-10 |
Family
ID=41046290
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009101816/22U RU84467U1 (ru) | 2009-01-21 | 2009-01-21 | Геотермальная установка для выработки электроэнергии с водородно-кислородным перегревом |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU84467U1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2024052735A3 (ru) * | 2022-08-17 | 2024-07-04 | Реджепмурад ИШАНКУЛИЕВ | Геотермальный комплекс по производству водорода |
-
2009
- 2009-01-21 RU RU2009101816/22U patent/RU84467U1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2024052735A3 (ru) * | 2022-08-17 | 2024-07-04 | Реджепмурад ИШАНКУЛИЕВ | Геотермальный комплекс по производству водорода |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DK3019582T3 (en) | Flexible power plant and method for operating it | |
US8833051B2 (en) | Method for operation of an integrated solar combined-cycle power station, and a solar combined-cycle power station for carrying out this method | |
US7188478B2 (en) | Power generation system and method of operating same | |
CN107034480A (zh) | 一种利用火电厂调峰电力通过高温固体电解池制氢的系统 | |
EP3849939B1 (en) | Process for the synthesis of ammonia | |
RU2335642C1 (ru) | Электрогенерирующее устройство с высокотемпературной паровой турбиной | |
WO2019200975A1 (zh) | 变速同步电机驱动压气机的重型燃气轮机 | |
RU129998U1 (ru) | Комбинированная парогазотурбинная установка на продуктах гидротермального окисления алюминия | |
RU54631U1 (ru) | Электрогенерирующий комплекс с комбинированным топливом | |
RU2661341C1 (ru) | Гибридная аэс с дополнительной высокотемпературной паровой турбиной | |
CN113756953A (zh) | 燃气轮机发电系统和发电方法 | |
RU84467U1 (ru) | Геотермальная установка для выработки электроэнергии с водородно-кислородным перегревом | |
RU64699U1 (ru) | Электрогенерирующее устройство с высокотемпературной паровой турбиной | |
RU121300U1 (ru) | Экологически чистое электрогенерирующее устройство с высокотемпературной паровой турбиной и воздушным конденсатором | |
RU2326246C1 (ru) | Парогазовая установка для комбинированного производства тепловой и электрической энергии | |
RU2529615C1 (ru) | Способ аккумулирования энергии | |
RU144013U1 (ru) | Автономная когенерационная установка с внутрицикловым пиролизом твердого углеродсодержащего топлива | |
RU56958U1 (ru) | Парогазовая установка с комбинированным топливом | |
RU30848U1 (ru) | Энергокомплекс с комбинированным топливом | |
CN216111022U (zh) | 一种双热源天然气加热系统 | |
RU50603U1 (ru) | Парогазовая установка | |
RU133880U1 (ru) | Геотермальная паротурбинная система с водородным аккумулированием энергии | |
RU2788872C2 (ru) | Способ синтеза аммиака | |
RU108484U1 (ru) | Тепловая электрическая станция | |
Maslennikov et al. | A high-efficiency steam-gas plant for combined electrical power and heat production |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20140122 |