SI26426A - Metoda in naprava za proizvodnjo toplote in /ali električne energije z geotermično gravitacijsko toplotno cevjo - Google Patents
Metoda in naprava za proizvodnjo toplote in /ali električne energije z geotermično gravitacijsko toplotno cevjo Download PDFInfo
- Publication number
- SI26426A SI26426A SI202200222A SI202200222A SI26426A SI 26426 A SI26426 A SI 26426A SI 202200222 A SI202200222 A SI 202200222A SI 202200222 A SI202200222 A SI 202200222A SI 26426 A SI26426 A SI 26426A
- Authority
- SI
- Slovenia
- Prior art keywords
- geothermal
- heat pipe
- working fluid
- condenser
- shut
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 59
- 230000005611 electricity Effects 0.000 title claims abstract description 54
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 29
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims abstract description 175
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 140
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 24
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 claims description 52
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 32
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 28
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 24
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 9
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 2
- 239000011435 rock Substances 0.000 abstract description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 6
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 5
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 2
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N hydroxyacetaldehyde Natural products OCC=O WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F22—STEAM GENERATION
- F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
- F22B1/00—Methods of steam generation characterised by form of heating method
- F22B1/02—Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers
- F22B1/16—Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers the heat carrier being hot liquid or hot vapour, e.g. waste liquid, waste vapour
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
- F01K7/00—Steam engine plants characterised by the use of specific types of engine; Plants or engines characterised by their use of special steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating
- F01K7/10—Steam engine plants characterised by the use of specific types of engine; Plants or engines characterised by their use of special steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating characterised by the engine exhaust pressure
- F01K7/12—Steam engine plants characterised by the use of specific types of engine; Plants or engines characterised by their use of special steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating characterised by the engine exhaust pressure of condensing type
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
- F01K9/00—Plants characterised by condensers arranged or modified to co-operate with the engines
- F01K9/003—Plants characterised by condensers arranged or modified to co-operate with the engines condenser cooling circuits
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
- Rigid Pipes And Flexible Pipes (AREA)
Abstract
Metoda in naprava za proizvodnjo toplote in/ali električne energije z geotermično gravitacijsko toplotno cevjo (1) po izumu predstavlja izrabo termične energije podzemnih kamenin za proizvodnjo toplote in/ali električne energije. Geotermična energija podzemnih slojev kamenin se izkorišča s pomočjo geotermične gravitacijske toplotne cevi (1) tako, da se v geotermično gravitacijsko toplotno cev (1) dovaja kapljevina delovnega fluida, katera se v geotermični gravitacijski toplotni cevi (1) zaradigeotermičnega potenciala podzemnih kamenin upari, pare delovnega fluida pa se vodijo na površino. Na površini se pare delovnega fluida, po prvi izvedbi izuma metode in naprave za proizvodnjo toplote in/ali električne energije z geotermično gravitacijsko toplotno cevjo (1), izkoriščajo za soproizvodnjo toplote in/ali električne energije. Pri drugi izvedbi izuma, metode in naprave za proizvodnjo toplote in/ali električne energije z geotermično gravitacijsko toplotno cevjo (1), se pare delovnega fluida, ki sedovajajo iz geotermične gravitacijske cevi (1) na površino, izkoriščajo samo za proizvodnjo električne energije. Pri tretji izvedbi, izuma metode naprave za proizvodnjo toplote in/ali električne energije z geotermično gravitacijsko toplotno cevjo (1), se pare delovnega fluida, ki se dovajajo iz geotermične gravitacijske cevi (1) na površino, izkoriščajo predvsem za proizvodnjo toplote in v manjši meri tudi za proizvodnjo električne energije s fazno spremenljivo turbino (20).
Description
METODA IN NAPRAVA ZA PROIZVODNJO TOPLOTE IN/ALI ELEKTRIČNE ENERGIJE Z GEOTERMIČNO GRAVITACIJSKO TOPLOTNO CEVJO
Področje tehnike
Izum spada na področje naprav in postopkov za izkoriščanje geotermične energije zemlje. Predmet izuma je metoda in naprava za proizvodnjo toplote in/ali električne energije z geotermično gravitacijsko toplotno cevjo, s katero se izkorišča geotermični potencial zemlje.
Ozadje izuma in tehnični problem
Proizvodnja toplote in/ali električne energije z izrabo geotermične energije je v praksi lahko zelo otežena zaradi premalega temperaturnega gradienta ali pretoka geotermalne vode, prisotnost plinov in razstopljenih snovi v geotermalni vodi, premale poroznosti geoloških plasti, stroškov izvedbe reinjektirne vrtine itd. Zaradi navedenih problemov je izkoriščanje geotermičnega potenciala bolj prikladno direktno z izkoriščanjem geotermične toplote zemlje z geotermično gravitacijsko toplotno cevjo. Tehnični problem, ki ga rešuje izum, je torej zasnova metode in naprave, ki bo omogočala proizvodnjo toplote ogrevalnega sistema in/ali proizvodnjo električne energije z izrabo geotermične energije proizvedene z geotermično gravitacijsko toplotno cevjo.
Stanje tehnike
Mednarodni register intelektualne lastnine obsega nekaj podobnih rešitev, pri čemer se nobeden ne nanaša na izkoriščanje nasičenih par delovnega fluida proizvedene z geotermično gravitacijsko toplotno cevjo. Patent SI23618A opisuje izvedbo geotermične gravitacijske toplotne cevi, ne opisuje pa principa proizvodnje toplote ali električne energije. Patent US6895740B2 opisuje proizvodnjo električne energije z amonijakom kot delovni fluid, ki se upa rja v kotlu, pregrete pare amonijaka pa se vodijo na turbino. Opisan postopek se razlikuje od predstavljenega izuma v tem, da se v kotlu proizvajajo pregrete pare amonijaka, katere se vodijo v aksialno turbino. Patentna prijava US3436912A opisuje proizvodnjo električne energije z dovodom pregrete pare amonijaka v niz zaporedno vezanih aksialnih turbin, kar se bistveno razlikuje od predstavljenega izuma. Patentna prijava US20040139747A1 opisuje kombiniran cikel plinske turbine in parne turbine z amonijakom kot delovni fluid, kateri se bistveno razlikuje od predstavljenega izuma. Patent US9540958B2 opisuje ORC cikel z enostopenjsko parno turbino z radialnim iztokom, kjer za za proizvodnjo par delovnega fluida, ki se vodi v turbino, uporablja uparjalnik, po kondenzaciji delovnega fluida v kondenzatorju, pa se kondenzat vrača v uparjalnik s črpalko, kar pa se bistveno razlikuje od predstavljenega izuma.
Opis rešitve tehničnega problema
Z geotermično gravitacijsko toplotno cevjo se izkorišča geotermični temperaturni potencial globin zemlje tako, da se v vrtino vodi kapljevina delovnega fluida, ki se zaradi toplote zemlje v vrtini upari, na površino pa se vodijo pare delovnega fluida.
Za proizvodnjo toplote se nasičene pare delovnega fluida, ki se dovajajo iz geotermične gravitacijske toplotne cevi na površino vodijo v kondenzator, kjer se kondenzirajo in segrevajo vodo ogrevalnega sistema porabnika toplote, kondenzat pa se nato preko regulacijskega ventila vrača nazaj v geotermično gravitacijsko toplotno cev.
V primeru, kadar želimo proizvajati električno energijo se nasičene pare delovnega fluida vodijo v enostopenjsko turbino z radialnim iztokom, ki poganja električni generator, iz turbine izstopajoče pare delovnega fluida pa se vodijo v kondenzator, kjer se z uporabo zunanjega hladilnega sistema kondenzirajo.
V primeru soproizvodnje toplote in/ali električne energije se pare delovnega fluida, ki se dovajajo iz geotermične gravitacijske toplotne cevi, vodijo v kondenzator, kjer se del par delovnega fluida kondenzira za proizvodnjo toplote, preostali del par delovnega fluida pa se po separaciji vodi v enostopenjsko turbino z radialnim iztokom, nato pa v kondenzator, kjer kondenzirajo z uporabo zunanjega hladilnega sistema. Kondenzat, katerega dobimo s separacijo mešanice par in kondenzata delovnega fluida v separatorju, se dovaja v fazno spremenljivo turbino, kjer se deloma upari, pri tem nastala mešanica par in kondenzata pa se nato vodi v kondenzator z zunanjim sistemom hlajenja. V kondenzatorju z zunanjim hlajenjem se nastali kondezat delovnega fluida vrača nazaj v geotermično gravitacijsko toplotno cev na podlagi gravitacije.
Izum omogoča učinkovito rabo obnovljivih virov geotermične energije in zmanjšanje obremenjevanja okolja.
Metoda po izumu izrablja termično energijo podzemnih kamenin tako, da se v geotermično gravitacijsko toplotno cev dovaja kapljevina delovnega fluida, katera se v geotermični gravitacijski toplotni cevi zaradi geotermičnega potenciala kamenin upari, pare delovnega fluida se nato vodijo na površino, kjer se proizvaja toplota in/ali električna energija. Ustrezen delovni fluid se izbere glede na geotermični potencial kamenin in globine vrtine. Pri vrtinah z manjšim geotermičnim potencialom je najprimerneši delovni fluid amonijak, pri zelo globokih vrtinah, z večjim geotermičnim potencialom, pa se lahko uporabi kot delovni fluid voda.
Metoda po prvem izvedbenem primeru omogoča proizvodnjo toplote in/ali električne energije, pri čemer se nasičene pare delovnega fluida, ki se iz geotermične gravitacijske toplotne cevi dovajajo na površino vodijo v kondenzator, kjer v celoti ali delno kondenzirajo za proizvodnjo toplote porabnika. Mešanica nasičenih par in/ali kapljevine delovnega fluda se nato iz kondenzatorja vodi v separator, kjer se pare ločijo od kapljevine. Kapljevina se iz separatorja dovaja v fazno spremenljivo turbino (VPT) v kateri se kapljevina delovnega fluida pri oddaji energije, za proizvodnjo električne energije, delno upari. Mešanica par in kapljevine, ki zapuščata fazno spremenljivo turbino se vodi v kondenzator, kjer se pare delovnega fluida ohladijo in kondezirajo. Hladilni medij se za delovanje kondenzatorja dovaja iz zunanjega hladilnega sistema. Ohlajen kondenzat, ki zapušča kondenzator, se nato preko redukcijskega ventila vrača nazaj v geotermično gravitacijsko toplotno cev. Za uravnavanje tlaka v geotermični gravitacijski toplotni cevi je v sistem dodan še rezervoar z delovnim fluidom, v katerega se v primeru previsokega tlaka par, ki se dovajajo iz geotermične gravitacijske toplotne cevi na površino, dovaja kondenzat oziroma kapljevina delovnega fluida iz kondenzatorja z zunanjim sistemom hlajenja, v primeru prenizkega tlaka par, ki se dovajajo iz geotermične gravitacijske toplotne cevi na površino, pa se iz rezervoarja dovaja dodatna količina kapljevine delovnega fluida v geotermično gravitacijsko toplotno cev. V primeru, da se v kondenzatorju za proizvodnjo toplote kondenzira samo del nasičenih par delovnega fluida, ki se dovajajo iz geotermične gravitacijske toplotne cevi, se nasičene pare delovnega fluida ločijo od kapljevine v separatorju, nato pa se nasičene pare delovnega fluida vodijo preko reducirnega ventila in separatorja, ki uporablja za izločanje morebitno prisotne kapljevine v parah delovnega fluida, v enostopenjsko turbino z radialnim iztokom, v kateri se pare pri odadaji energije za proizvodnjo električne energije delno kondenzirajo. Mešanica par in kapljevine delovnega fluida se iz enostopenjske turbine z radialnim iztokom dovaja v kondenzator z zunanjim sistemom hlajenja, kjer se kondenzirajo, nato pa se preko redukcijskega ventila vračajo nazaj v geotermično gravitacijsko toplotno cev. Za vzpostavitev stacionarnega stanja obratovanja geotermične gravitacijske toplotne cevi se ob zagonu uporablja cevna povezava med cevovodom po kateri se dovajajo nasičene pare iz geotermične gravitacijske toplotne cevi v kondenzator z zunanjim sistemom hlajenja, v katerem nasičene pare delovnega fluida kondenzirajo, nastala kapljevina delovnega fluida pa se nato preko redukcijskega ventila vrača nazaj v geotermično gravitacijsko toplotno cev. V tem primeru so zaprti ventil za dovod pare v kondenzator za proizvodnjo toplote in ventili na vstopni in izstopni strani obeh turbin. Za odstranjevanje nekondenzirajočih plinov iz kondenzatorja, rezervoarja delovnega fluida in geotermične gravitacijske toplotne cevi, se uporablja cevni sistem, po katerem se po potrebi zbrani nekondezirajoči plini odvajajo iz sistema.
Metoda po drugem izvedbenem primeru za proizvodnjo električne energije poteka tako, da se nasičene pare delovnega fluida, ki se iz geotermične gravitacijske toplotne cevi dovajajo na površino,vodijo preko redukcijskega ventila v separator, kjer se iz nasičenih par izloči morebitna prisotna kapljevina in nato v enostopensko turbino z radialnim iztokom. Mešanica par in kapljevine, ki zapuščata enostopejsko turbino z radialnim iztokom se vodi v kondenzator, kjer se pare delovnega fluida kondezirajo. Hladilni medij se za delovanje kondenzatorja dovaja iz zunanjega hladilnega sistema. Ohlajen kondenzat, ki zapušča kondenzator, se nato preko redukcijskega ventila vrača nazaj v geotermično gravitacijsko toplotno cev. Za uravnavanje tlaka v geotermični gravitacijski toplotni cevi je v sistem dodan še rezervoar z delovnim fluidom, v katerega se v primeru previsokega tlaka par, ki se dovajajo iz geotermične gravitacijske toplotne cevi na površino, dovaja kondenzat oziroma kapljevina delovnega fluida iz kondenzatorja z zunanjim sistemom hlajenja, v primeru prenizkega tlaka par, ki se dovajajo iz geotermične gravitacijske toplotne cevi na površino, pa se iz rezervoarja dovaja dodatna količina kapljevine delovnega fluida v geotermično gravitacijsko toplotno cev. Za vzpostavitev stacionarnega stanja obratovanja geotermične gravitacijske toplotne cevi se ob zagonu uporablja cevna povezava med cevovodom, po kateri se dovajajo nasičene pare iz geotermične gravitacijske toplotne cevi v kondenzator z zunanjim sistemom hlajenja, od koder se preko redukcijskega ventila kapljevina delovnega fluida vrača nazaj v geotermično gravitacijsko toplotno cev. V tem primeru je zaprt ventil na vstopni in izstopni strani enostopenjske turbine z radialnim iztokom. Za odstranjevanje nekondenzirajočih plinov iz kondenzatorja, rezervoarja delovnega fluida in geotermične gravitacijske toplotne cevi, se uporablja cevni sistem, po katerem se po potrebi zbrani nekondezirajoči plini odvajajo iz sistema.
Metoda po tretjem izvedbenem primeru omogoča proizvodnjo toplote. Pare delovnega fluida, ki se iz geotermične gravitacijske toplotne cevi dovajajo na površino, so nasičene pare, katere se v tretji izvedbi po izumu vodijo v kondenzator, kjer se s kondenzacijo par delovnega fluida segreva voda ali mešanica vode in glikola za potrebe porabnika toplote. Kondenzat ohlajen na kritično temperaturo, ki zapušča kondenzator, se nato preko fazno spremenljive turbine, v kateri se zaradi padca tlaka dovajani kondenzat delno upari, vodi v kondenzator z zunanjim hladilnim sistemom, v katerem se še preostale pare delovnega fluida kondenzirajo, nastali kondenzat pa se preko redukcijskega ventila vrača nazaj v geotermično gravitacijsko toplotno cev. Za uravnavanje tlaka v geotermični gravitacijski toplotni cevi je v sistem dodan še rezervoar z delovnim fluidom, v katerega se v primeru previsokega tlaka par, ki se dovajajo iz geotermične gravitacijske cevi na površino, dovaja kondenzat oziroma kapljevina delovnega fluida iz kondenzatorja z zunanjim sistemom hlajenja, v primeru prenizkega tlaka par, ki se dovajajo iz geotermične gravitacijske toplotne cevi na površino, pa se iz rezervoarja dovaja dodatna količina kapljevine delovnega fluida v geotermično gravitacijsko toplotno cev. Za odstranjevanje nekondenzirajočih plinov iz kondenzatorja, rezervoarja delovnega fluida in geotermične gravitacijske toplotne cevi, se uporablja cevni sistem, po katerem se po potrebi zbrani nekondezirajoči plini odvajajo iz sistema.
Izum bo v nadaljevanju podrobneje opisan s pomočjo izvedbenih primerov in slik, ki prikazujejo:
Slika 1 procesno shemo naprave za proizvodnjo toplote in/ali električne energije z geotermično gravitacijsko toplotno cevjo po prvem izvedbenem primeru
Slika 2 procesno shemo naprave za proizvodnjo električne energije z geotermično gravitacijsko toplotno cevjo po drugem izvedbenem primeru
Slika 3 procesno shemo naprave za proizvodnjo toplote z geotermično gravitacijsko toplotno cevjo in izkoriščanjem energije toka kondenzata za proizvodnjo električne energije po tretjem izvedbenem primeru
Slika 1 prikazuje procesno shemo prve izvedbe izuma metode in naprave za proizvodnjo toplote in/ali električne energije z geotermično gravitacijsko toplotno cevjo. Naprava za proizvodnjo toplote in/ali električne energije z geotermično gravitacijsko toplotno cevjo, kot je prikazana na sliki 1, vključuje:
- geotermično toplotno cev 1 nameščeno v geotermično vrtino, kjer je omenjena gravitacijska toplotna cev 1, s katero se izkorišča geotermični potencial kamenin, na površini, opremljena z zapornima ventiloma 2 in 3, ki sta nameščena vsak na svojem vodu,
- rezervoar 4 napolnjen z vodo, v katerega se, preko zapornih ventilov 32, 33 in 34, ter cevnega sistema 24, 28 in 31, občasno odvajajo nekondenzirajoči plini iz nadzemnega in podzemnega sistema,
- kondenzator 10 za proizvodnjo toplote porabnika 9, v katerega se po cevovodu preko zapornih ventilov 3, 5 in 6 vodijo nasičene pare delovnega fluida iz geotermične gravitacijske tolotne cevi 1, nastala mešanica nasičenih par in kapljevine delovnega fluida pa se vodi v separator 11,
- separator 11, od koder se nasičene pare vodijo preko zapornega ventila 12 in redukcijskega ventila 13 v separator 14, od tod pa v enostopenjsko turbino z radialnim iztokom 15, kondenzat, pa se iz separatorja 11 vodi preko redukcijskega ventila 17 v fazno spremenjivo turbino 20,
- enostopenjsko turbino z radialnim iztokom 15, iz katere se mešanica par in kondenzata preko zapornega ventila 16 vodi v kondenzator 21,
- fazno spremenljivo turbino 20, iz katere se mešanica par in kondenzata preko zapornega ventila 19 vodi v kondenzator 21, kondenzator 21 z zunanjim hladilnim sistemom 22, iz katerega se kondenzat, preko reducirnega ventila 27 ter zapornega ventila 30 in 2, vrača nazaj v geotermično gravitacijsko toplotno cev 1,
- rezervoar 26, v katerega se preko regulacijskega ventila 25 dovaja kondenzat iz kondenzatorja 21, če je tlak v geotermični gravitacijski toplotni cevi 1 previsok ali pa se iz rezervoarja 26 dovaja kondenzat v geotermično gravitacijsko toplotno cev 1 preko redukcijskega ventila 29 ter zapornega ventila 30 in 2, če je tlak v geotermični gravitacijski cevi prenizek.
Z zapornim ventilom 2 in 3 lahko ločimo nadzemni del postrojenja od geotermične gravitacijske toplotne cevi 1 v primeru ko naprava za proizvodnjo toplote in/ali električne energije z geotermično gravitacijsko toplotno cevjo ne obratuje. Nasičene pare delovnega fluida se dovajajo iz geotermične gravitacijske toplotne cevi 1 preko zapornega ventila 3 in 5 v napravo za proizvodnjo toplote in/ali električne energije z geotermično gravitacijsko toplotno cevjo. Termodinamsko stanje delovnega fluida v geotermični gravitacijski toplotni cevi se, pred začetkom obratovanja nadzemnega dela postroja, ugotavlja z merjenjem tlaka in temperature med zapornima ventiloma 3 in 5 ter 2 in 30, pri tem sta zaporna ventila 5 in 30 zaprta.
Pred obratovanjem naprave za proizvodnjo toplote in/ali električne energije z geotermično gravitacijsko toplotno cevjo, se mora vspostaviti stacionarno obratovalno stanje geotermične gravitacijske toplotne cevi. Pri tem se nasičene pare delovnega fluida vodijo iz geotermične gravitacijske tolotne cevi 1 preko zapornega ventila 3, 5 in 17 v kondenzator 21, kjer kondenzirajo, nastali kondenzat delovnega fluida pa se nato vrača preko regulcijskega ventila 27 ter zapornih ventilov 30 in 3 nazaj v geotermično gravitacijsko toplotno cev 1. Ostali zaporni in regulacijski ventili so zaprti.
Po vspostavitvi stacionarnega obratovalnega stanja geotermične gravitacijske cevi 1, se zapre zaporni ventil 17, nasičene pare delovnega fluida pa se iz geotermične gravitacijske cevi 1 vodijo preko zapornega ventila 3, 5 in 6 v kondenzator 10. V kondenzatorju 10, nasičene pare delovnega fluida v celoti ali delno kondenzirajo in segrevajo ogrevalni medij, kateri se s pomočjo obtočne črpalke 8 dovaja do porabnika toplote 9. Mešanica nasičenih par in kapljevine delovnega fluida se iz kondenzatorja 10 vodi v separator 11, kjer se kapljevina loči od nasičenih par delovnega fluida. Kapljevina delovnega fluida se iz separatorja 11 nato preko regulacijskega ventila 7 dovaja v fazno spremenljivo turbino 20, v kateri se delno upari. Naprava se lahko opcijsko izvede brez fazno spremenljive turbine 20, s katero se izkorišča energija toka kondenzata za proizvodnjo električne energije. Nastala mešanica par in kapljevine delovnega fluida, ki zapušča fazno spremenljivo turbino 20, se preko ventila 19 vodi v kondenzator 21.
Nasičene pare delovnega fluida se iz separatorja 11 vodijo preko zapornega ventila 12 v regulacijski ventil 13 in nato v separator 14, kjer se iz nasičenih par delovnega fluida izloči morebiti prisotna kapljevina. Iz separatorja 14 se nasičene pare vodijo v enostopenjsko turbino z radialnim iztokom 15, v kateri se pri oddaji energije delno kondenzirajo. Mešanica par in kapljevine delovnega fluida se, iz turbine z radialnim iztokom 15 vodijo preko zapornega ventila 16 v kondenzator 21, kjer kondenzirajo.
Za hlajenje kondenzatorja 21 se uporablja zunanji hladilni sistem 22, kjer se hladilni medij s pomočjo obtočne črpalke dovaja v kondenzator 21. Kondenzat delovnega fluida, ki zapušča kondenzator 21, se preko regulacijskega ventila 27 in zapornega ventila 30 in 2 vrača nazaj v geotermično gravitacijsko toplotno cev.
Rezervoar 26 se uporablja za uravnavanje tlaka in temperature v geotermični gravitacijski cevi, kjer se ob previsokem tlaku par delovnega fluida, ki se dovaja iz geotermične gravitacijske toplotne cevi na površino, del kondenzata iz kondenzatorja 21 vodi preko regulacijskega ventila 25 v rezervoar 26. V primeru prenizkega tlaka par delovnega fluida, ki se dovaja iz geotermične gravitacijske toplotne cevi preko zapornega ventila 3 in 5 na površino, pa se delovni fluid iz rezervoarja 26 vodi preko regulacijskega ventila 29 ter zapornega ventila 30 in 2, nazaj v geotermično gravitacisko toplotno cev. Polnjenje geotermične gravitacijske toplotne cevi z delovnim fluidom se izvede preko zapornega ventila 33, 34 in 2. Pred polnjem geotermične gravitacijske toplotne cevi z delovnim fluidom, je potrebno celoten sistem vakuumirati. Občasno odstranjevanje nekondenzirajočih plinov iz geotermične gravitacijske toplotne cevi se izvaja preko zapornega ventila 2, 34 in 32, kateri se preko cevovoda 31 vodijo v rezervoar 4. Odstranjevanje nekondenzirajočih plinov iz kondenzatorja 21 se izvaja preko cevovoda 24 in 28 v rezervoar 4 ali v rezervoar 26. Občasno odstranjevanje nekondezirajočih plinov iz rezervoarja 26 se izvaja preko cevovoda 28 v rezervoar 4.
Slika 2 prikazuje procesno shemo druge izvedbe izuma metode in naprave za proizvodnjo tolote in/ali električne energije z geotermično gravitacijsko toplotno cevjo, kjer se nasičene pare, ki se dovajajo iz geotermične gravitacijske toplotne cevji na površino uprabljajo samo za proizvodnjo električne energije. Naprava za proizvodnjo električne energije z geotermično gravitacijsko toplotno cevjo, kot je prikazana na sliki 2, vključuje:
- geotermično toplotno cev 1 nameščeno v geotermično vrtino, kjer je omenjena gravitacijska toplotna cev 1, s katero se izkorišča geotermični potencial kamenin, na površini, opremljena z zapornima ventiloma 2 in 3, ki sta nameščena vsak na svojem vodu, - rezervoar 4 napolnjen z vodo, v katerega se, preko zapornih ventilov 32, 33 in 34, ter cevnega sistema 24, 28 in 31, občasno odvajajo nekondenzirajoči plini iz nadzemnega in podzemnega sistema,
- enostopenjsko turbino z radialnim iztokom 15, iz katere se mešanica par in kondenzata preko zapornega ventila 16 vodi v kondenzator 21,
- kondenzator 21 z zunanjim hladilnim sistemom 22, iz katerega se kondenzat, preko reducirnega ventila 27 ter zapornega ventila 30 in 2, vrača nazaj v geotermično gravitacijsko toplotno cev 1,
- rezervoar 26, v katerega se preko regulacijskega ventila 25 dovaja kondenzat iz kondenzatorja 21, če je tlak v geotermični gravitacijski toplotni cevi 1 previsok ali pa se iz rezervoarja 26 dovaja kondenzat v geotermično gravitacijsko toplotno cev 1 preko redukcijskega ventila 29 ter zapornega ventila 30 in 2, če je tlak v geotermični gravitacijski cevi prenizek.
Z zapornim ventilom 2 in 3 lahko ločimo nadzemni del postrojenja od geotermične gravitacijske toplotne cevi 1 v primeru ko naprava za proizvodnjo električne energije z geotermično gravitacijsko toplotno cevjo ne obratuje. Nasičene pare delovnega fluida se dovajajo iz geotermične gravitacijske cevi 1 preko zapornega ventila 3 in 5 v napravo za proizvodnjo električne energije z geotermično gravitacijsko toplotno cevjo. Termodinamsko stanje delovnega fluida v geotermični gravitacijski cevi se, pred začetkom obratovanja nadzemnega dela postroja, ugotavlja z merjenjem tlaka in temperature med zapornima ventiloma 3 in 5 ter 2 in 30, pri tem sta zaporna ventila 5 in 30 zaprta.
Pred obratovanjem naprave za proizvodnjo električne energije z geotermično gravitacijsko toplotno cevjo, se mora vspostaviti stacionarno obratovalno stanje geotermične gravitacijske toplotne cevi. Pri tem se nasičene pare delovnega fluida vodijo iz geotermične gravitacijske tolotne cevi 1 preko zapornega ventila 3, 5 in 17 v kondenzator 21, kjer kondenzirajo, nastali kondenzat delovnega fluida pa se nato vrača preko regulcijskega ventila 27 ter zapornega ventila 30 in 3 nazaj v geotermično gravitacijsko toplotno cev. Ostali zaporni in regulacijski ventili so zaprti.
Po vspostavitvi stacionarnega obratovalnega stanja geotermične gravitacijske cevi 1, se zapre zaporni ventil 17, nasičene pare delovnega fluida pa se vodijo preko zapornega ventila3, 5 in 18 do regulacijskega ventila 13, nato pa v separator 14, kjer se iz nasičenih par delovnega fluida izloči morebiti prisotna kapljevina. Iz separatorja 14 se nasičene pare vodijo v enostopenjsko turbino z radialnim iztokom 15, v kateri se pri oddaji energije delovni fluid delno kondenzira. Mešanica par in kapljevine delovnega fluida se, iz enostopenjske turbine z radialnim iztokom 15, vodi preko zapornega ventila 16 v kondenzator 21. Za hlajenje se uporablja zunanji hladilni sistem 22 od koder se hladilni medij s pomočjo obtočne črpalke 23 dovaja v kondenzator 21. Kondenzat delovnega fluida se iz kondenzatorja 21 preko regulacijskega ventila 27 in zapornega ventila 30 in 2 odvaja nazaj v geotermično gravitacijsko toplotno cev.
Rezervoar 26 se uporablja za uravnavanje tlaka in temperature v geotermični gravitacijski cevi, kjer se ob previsokem tlaku par delovnega fluida, ki se dovaja iz geotermične gravitacijske toplotne cevi na površino, del kondenzata iz kondenzatorja 21 vodi preko regulacijskega ventila 25 v rezervoar 26. V primeru prenizkega tlaka par delovnega fluida, ki se dovaja iz geotermične gravitacijske toplotne cevi preko zapornega ventila 3 in 5 na površino, pa se delovni fluid iz rezervoarja 26 vodi preko regulacijskega ventila 29 ter zapornega ventila 30 in
2, nazaj v geotermično gravitacisko toplotno cev. Polnjenje geotermične gravitacijske toplotne cevi z delovnim fluidom se izvede preko zapornega ventila 33, 34 in 2. Pred polnjem geotermične gravitacijske toplotne cevi z delovnim fluidom, je potrebno celoten sistem vakuumirati. Občasno odstranjevanje nekondenzirajočih plinov iz geotermične gravitacijske toplotne cevi se izvaja preko zapornega ventila 2, 34 in 32, kateri se preko cevovoda 31 vodijo v rezervoar 4. Odstranjevanje nekondenzirajočih plinov iz kondenzatorja 21 se izvaja preko cevovoda 24 in 28 v rezervoar 4 ali v rezervoar 26. Občasno odstranjevanje nekondezirajočih plinov iz rezervoarja 26 se izvaja preko cevovoda 28 v rezervoar 4.
Slika 3 prikazuje procesno shemo tretje izvedbe izuma metode in naprave za proizvodnjo toplote in/ali električne energije z geotermično gravitacijsko toplotno cevjo za namenom proizvodnje toplote za potrebe ogrevanja in izkoriščanjem energije toka kondenzata za proizvodnjo električne energije. Naprava za proizvodnjo toplote in električne energije z geotermično gravitacijsko toplotno cevjo, kot je prikazana na sliki 3, vključuje:
- geotermično toplotno cev 1 nameščeno v geotermično vrtino, kjer je omenjena gravitacijska toplotna cev 1, s katero se izkorišča geotermični potencial kamenin, na površini, opremljena z zapornima ventiloma 2 in 3, ki sta nameščena vsak na svojem vodu, - rezervoar 4 napolnjen z vodo, v katerega se, preko zapornih ventilov 32, 33 in 34, ter cevnega sistema 24, 28 in 31, občasno odvajajo nekondenzirajoči plini iz nadzemnega in podzemnega sistema,
- kondenzator 10 za proizvodnjo toplote porabnika 9, v katerega se po cevovodu preko zapornih ventilov 3, 5 in 6 vodijo nasičene pare delovnega fluida iz geotermične gravitacijske tolotne cevi 1, nastali kondenzat pa v fazno spremenljivo turbino 20.
- fazno spremenljivo turbino 20, iz katere se mešanica par in kondenzata preko zapornega ventila 19 vodi v kondenzator 21,
- kondenzator 21 z zunanjim hladilnim sistemom 22, iz katerega se kondenzat, preko reducirnega ventila 27 ter zapornega ventila 30 in 2, vrača nazaj v geotermično gravitacijsko toplotno cev 1,
- rezervoar 26, v katerega se preko regulacijskega ventila 25 dovaja kondenzat iz kondenzatorja 21, če je tlak v geotermični gravitacijski toplotni cevi 1 previsok ali pa se iz rezervoarja 26 dovaja kondenzat v geotermično gravitacijsko toplotno cev 1 preko redukcijskega ventila 29 ter zapornega ventila 30 in 2, če je tlak v geotermični gravitacijski cevi prenizek.
Z zapornim ventilom 2 in 3 lahko ločimo nadzemni del postrojenja od geotermične gravitacijske toplotne cevi v primeru ko naprava za proizvodnjo toplote in električne energije z geotermično gravitacijsko toplotno cevjo ne obratuje. Nasičene pare delovnega fluida se dovajajo iz geotermične gravitacijske toplotne cevi 1 preko zapornega ventila 2, 3 in 5 v napravo za proizvodnjo toplote in električne energije z geotermično gravitacijsko toplotno cevjo.
Termodinamsko stanje delovnega fluida v geotermični gravitacijski toplotni cevi se pred začetkom obratovanja nadzemnega dela postroja ugotavlja z merjenjem tlaka in temperature med zapornima ventiloma 3 in 5 ter 2 in 30, pri tem sta zaporna ventila 5 in 30 zaprta. Pred obratovanjem naprave za proizvodnjo toplote in električne energije z geotermično gravitacijsko toplotno cevjo, se mora vspostaviti stacionarno obratovalno stanje geotermične gravitacijske toplotne cevi. Pri tem se nasičene pare delovnega fluida vodijo iz geotermične gravitacijske tolotne cevi 1 preko zapornega ventila 3, 5 in 17 v kondenzator 21, kjer kondenzirajo, nastali kondenzat delovnega fluida pa se nato vrača preko regulcijskega ventila 27 in zapornega ventila 30 in 3 nazaj v geotermično gravitacijsko toplotno cev 1. Ostali zaporni in regulacijski ventili so zaprti.
Po vspostavitvi stacionarnega obratovalnega stanja geotermične gravitacijske cevi 1, se zapre zaporni ventil 17, nasičene pare delovnega fluida pa se vodijo preko zapornega ventila 3, 5 in 6 v kondenzator 10. V kondenzatorju 10, nasičene pare delovnega fluida kondenzirajo pri kritični temperaturi in segrevajo ogrevalni medij, kateri se dovaja s pomočjo črpalke 8 do porabnika toplote 9. Iz kondenzatorja se nato kondenzat delovnega fluida preko regulacijskega ventila 7 dovaja v fazno spremenljivo turbino 20, v kateri se pri proizvodnji električne energije delno upari. Naprava se lahko opcijsko izvede brez fazno spremenljive turbine 20, s katero se izkorišča energija toka kondenzata za proizvodnjo električne energije. Nastala mešanica par in kapljevine delovnega fluida, ki zapušča fazno spremenljivo turbino 20, se preko zapornega ventila 19 vodi v kondenzator 21.
Za hlajenje se uporablja zunanji hladilni sistem 22, kjer se hladilni medij s pomočjo obtočne črpalke dovaja v kondenzator 21. Nastali kondenzat se iz kondenzatorja 21 odvaja se preko regulacijskega ventila 27 in zapornega ventila 30 in 2 nazaj v geotermično gravitacijsko toplotno cev.
Rezervoar 26 se uporablja za uravnavanje tlaka in temperature v geotermični gravitacijski cevi, kjer se ob previsokem tlaku par delovnega fluida, ki se dovaja iz geotermične gravitacijske toplotne cevi na površino, del kondenzata iz kondenzatorja 21 vodi preko regulacijskega ventila 25 v rezervoar 26. V primeru prenizkega tlaka par delovnega fluida, ki se dovaja iz geotermične gravitacijske toplotne cevi preko zapornega ventila 3 in 5 na površino, pa se delovni fluid iz rezervoarja 26 vodi preko regulacijskega ventila 29 ter zapornega ventila 30 in 2, nazaj v geotermično gravitacisko toplotno cev. Polnjenje geotermične gravitacijske toplotne cevi z delovnim fluidom se izvede preko zapornega ventila 33, 34 in 2. Pred polnjem geotermične gravitacijske toplotne cevi z delovnim fluidom, je potrebno celoten sistem vakuumirati. Občasno odstranjevanje nekondenzirajočih plinov iz geotermične gravitacijske toplotne cevi se izvaja preko zapornega ventila 2, 34 in 32, kateri se preko cevovoda 31 vodijo v rezervoar 4. Odstranjevanje nekondenzirajočih plinov iz kondenzatorja 21 se izvaja preko cevovoda 24 in 28 v rezervoar 4 ali v rezervoar 26. Občasno odstranjevanje nekondezirajočih plinov iz rezervoarja 26 se izvaja preko cevovoda 28 v rezervoar 4.
Claims (18)
1. Naprava za proizvodnjo toplote in/ali električne energije z geotermično gravitacijsko toplotno cevjo, značilna po tem, da obsega
- geotermično gravitacijsko toplotno cev (1),
- kondenzator (10) prilagojen za kondenzacijo nasičenih par delovnega fluida, kar omogoča segrevanje vode ogrevalnega sistema porabnika toplote (9).
2. Naprava po zahtevku 1, značilna po tem, da vključuje:
- omenjeno geotermično toplotno cev (1) nameščeno v geotermično vrtino, ki je opremljena z zapornima ventiloma (2 in 3), ki sta nameščena vsak na svojem vodu,
- rezervoar (4) napolnjen z vodo,
- kondenzator (10) za proizvodnjo toplote porabnika (9), v katerega se po cevovodu preko zapornih ventilov (3, 5 in 6) vodijo nasičene pare delovnega fluida iz geotermične gravitacijske tolotne cevi (1), nastali kondenzat pa v fazno spremenljivo turbino (20),
- opcijsko fazno spremenljivo turbino (20), iz katere se mešanica par in kondenzata preko zapornega ventila (19) vodi v kondenzator (21),
- kondenzator (21) z zunanjim hladilnim sistemom (22), prilagojen za vračanje kondenzata preko reducirnega ventila (27) ter zapornega ventila (30 in 2) nazaj v geotermično gravitacijsko toplotno cev (1).
3. Naprava za proizvodnjo toplote in/ali električne energije z geotermično gravitacijsko toplotno cevjo, značilna po tem, da vključuje:
- geotermično gravitacijsko toplotno cev (1),
- enostopenjsko turbino z radialnim iztokom (15) povezano z omenjeno geotermično gravitacijsko toplotno cevjo (1), tako da omogoča sprejem nasičene pare delovnega fluida iz geotermične gravitacijske toplotne cevi (1), pri čemer je omenjena enostopenjska turbina z radialnim iztokom (15) prilagojena za pogon električnega generatorja za proizvodnjo električne energije,
- kondenzator (21) z zunanjim hladilnim sistemom (22) prilagojen za kondenzacijo par delovnega fluida, ki izstopajo iz turbine z radialnim iztokom (15).
4. Naprava po zahtevku 3, značilna po tem, da vključuje:
- geotermično toplotno cev (1) nameščeno v geotermično vrtino in opremljeno z zapornima ventiloma (2 in 3), ki sta nameščena vsak na svojem vodu,
- rezervoar (4) napolnjen z vodo,
- zaporni ventil (16) za vodenje mešanice par iz enostopenjske turbine z radialnim iztokom (15) v kondenzator (21),
- reducirni ventil (27) ter zaporna ventila (30 in 2) za vračanje kondenzata iz kondenzatorja (21) nazaj v geotermično gravitacijsko toplotno cev (1).
5. Naprava za proizvodnjo toplote in/ali električne energije z geotermično gravitacijsko toplotno cevjo, značilna po tem, da vključuje:
- geotermično gravitacijsko toplotno cev (1),
- kondenzator (10) prilagojen za kondenzacijo nasičenih par delovnega fluida, kar omogoča segrevanje vode ogrevalnega sistema porabnika toplote (9),
- separator (11) za ločevanje pare od kapljevine delovnega fluida,
- enostopenjsko turbino z radialnim iztokom (15) povezano z omenjeno geotermično gravitacijsko toplotno cevjo (1), tako da omogoča sprejem pare delovnega fluida iz separatorja (11), pri čemer je omenjena enostopenjska turbina z radialnim iztokom (15) prilagojena za poganjanje električnega generatorja za proizvajanje električne energije,
- fazno spremenljivo turbino (20) prilagojeno za sprejem kondenzata iz separatorja (11) za proizvodnjo električne energije,
- kondenzator (21) z zunanjim hladilnim sistemom (22) prilagojen za kondenzacijo par in ohlajanje kapljevine delovnega fluida, ki izstopa iz enostopenjske turbine z radialnim iztokom (15) in fazno spremenljive turbine (20).
6. Naprava po zahtevku 5, značilna po tem, da vključuje:
- geotermično gravitacijsko toplotno cev (1) nameščeno v geotermično vrtino in opremljeno z zapornima ventiloma (2 in 3), ki sta nameščena vsak na svojem vodu,
- rezervoar (4) napolnjen z delovnim fluidom, prednostno vodo,
- kondenzator (10) za proizvodnjo toplote porabnika (9), v katerega se po cevovodu preko zapornih ventilov (3, 5 in 6) vodijo nasičene pare delovnega fluida iz geotermične gravitacijske tolotne cevi (1), nastala mešanica nasičenih par in kapljevine delovnega fluida pa se vodi v separator (11),
- separator (11), od koder se nasičene pare vodijo preko zapornega ventila (12) in redukcijskega ventila (13) v separator (14), od tod pa v enostopenjsko turbino z radialnim iztokom (15), kondenzat, pa se iz separatorja (11) vodi preko redukcijskega ventila (17) v fazno spremenjivo turbino (20),
- zaporni ventil (16) za dovod mešanice par in kondenzata iz enostopenjske turbine z radialnim iztokom (15) v kondenzator (21),
- zaporni ventil (19) za dovod mešanice par in kondenzata iz fazno spremenljive turbine (20) v kondenzator (21),
- reducirni ventil 27 ter zaporna ventila (30 in 2) za vračanje kondenzata iz kondenzatorja (21) nazaj v geotermično gravitacijsko toplotno cev (1).
7. Naprava po kateremkoli izmed predhodnih zahtevkov, značilna po tem, da ima za uravnavanje tlaka v geotermični gravitacijski toplotni cevi dodan še rezervoar (26) z delovnim fluidom, v katerega se v primeru previsokega tlaka par, ki se dovajajo iz geotermične gravitacijske toplotne cevi (1) na površino, dovaja kondenzat oziroma kapljevina delovnega fluida iz kondenzatorja (21) z zunanjim sistemom hlajenja, v primeru prenizkega tlaka par, ki se dovajajo iz geotermične gravitacijske toplotne cevi na površino, pa se iz rezervoarja (26) preko redukcijskega ventila (29) ter zapornega ventila (30 in 2) dovaja dodatna količina kapljevine delovnega fluida v geotermično gravitacijsko toplotno cev (1).
8. Naprava po kateremkoli izmed predhodnih zahtevkov, značilna po tem, da ima za odstranjevanje nekondenzirajočih plinov iz kondenzatorja (21), rezervoarja delovnega fluida (26) in geotermične gravitacijske toplotne cevi (1), cevni sistem (24, 28, 31) z ventili (2, 34, 32), po katerem se po potrebi zbrani nekondezirajoči plini odvajajo iz sistema.
9. Naprava po kateremkoli izmed predhodnih zahtevkov, značilna po tem, da je delovni fluid amonijak ali voda.
10. Metoda za proizvodnjo toplote in/ali električne energije z geotermično gravitacijsko toplotno cevjo, značilna po tem, da nasičene pare delovnega fluida, ki se dovajajo iz geotermične gravitacijske toplotne cevi na površino vodijo v kondenzator, kjer se kondenzirajo in segrevajo vodo ogrevalnega sistema porabnika toplote, kondenzat pa se nato preko regulacijskega ventila vrača nazaj v geotermično gravitacijsko toplotno cev.
11. Metoda po zahtevku 10, kjer se nasičene pare delovnega fluida, ki zapuščajo geotermično toplotno cev (1) vodijo preko zapornih ventilov (3,5 in 6) v kondenzator (10) za proizvodnjo toplote porabnika (9), nastala kapljevina delovnega fluida se vodi preko redukcijskega ventila (7) opcijsko v fazno spremenjivo turbino (20), mešanica par in kapljevine delovnega fluida, ki zapušča opcijsko fazno spremenjivo turbino (20) se vodi preko zapornega ventila (19) v kondenzator (21) z zunanjim hladilnim sistemom (22), iz katerega se kondenzat, preko reducirnega ventila (27) ter zapornega ventila (30 in 2), vrača nazaj v geotermično gravitacijsko toplotno cev (1) ali pa se preko regulacijskega ventila (25) dovaja v rezervoar (26), če je tlak v geotermični gravitacijski toplotni cevi (1) previsok, iz rezervoarja (26) pa se kondenzat dovaja v geotermično gravitacijsko toplotno cev (1) preko redukcijskega ventila (29) ter zapornega ventila (30 in 2), če je tlak v geotermični gravitacijski cevi prenizek, pri čemer se odstranjevanje nekondenzirajočih plinov iz sistema izvaja, preko zapornih ventilov (32, 33 in 34), ter cevnega sistema (24, 28 in 31), v rezervoar (4) napolnjen z vodo.
12. Metoda za proizvodnjo toplote in/ali električne energije z geotermično gravitacijsko toplotno cevjo, značilna po tem, da se nasičene pare delovnega fluida vodijo v enostopenjsko turbino z radialnim iztokom, ki poganja električni generator za generiranje električne energije, nato pa se vodijo v kondenzator, kjer se z uporabo zunanjega hladilnega sistema kondenzirajo.
13. Metoda po zahtevku 12, kjer se nasičene pare delovnega fluida, ki zapuščajo geotermično toplotno cev (1) vodijo preko zapornih ventilov (3,5 in 6) v kondenzator (10) za proizvodnjo toplote porabnika (9), nastala kapljevina delovnega fluida se vodi preko redukcijskega ventila (7) opcijsko v fazno spremenjivo turbino (20), mešanica par in kapljevine delovnega fluida, ki zapušča opcijsko fazno spremenjivo turbino (20) se vodi preko zapornega ventila (19) v kondenzator (21) z zunanjim hladilnim sistemom (22), iz katerega se kondenzat, preko reducirnega ventila (27) ter zapornega ventila (30 in 2), vrača nazaj v geotermično gravitacijsko toplotno cev (1).
14. Metoda za proizvodnjo toplote in/ali električne energije z geotermično gravitacijsko toplotno cevjo, značilna po tem, da se se pare delovnega fluida, ki se dovajajo iz geotermične gravitacijske toplotne cevi, vodijo v kondenzator, kjer se del par delovnega fluida kondenzira za proizvodnjo toplote, preostali del par delovnega fluida pa se po separaciji vodi v enostopenjsko turbino z radialnim iztokom, nato pa v kondenzator, kjer kondenzirajo z uporabo zunanjega hladilnega sistema, pri čemer se kondenzat, katerega dobimo s separacijo mešanice par in kondenzata delovnega fluida v separatorju, dovaja v fazno spremenljivo turbino, kjer se deloma upari, pri tem nastala mešanica par in kondenzata pa se nato vodi v kondenzator z zunanjim sistemom hlajenja, nastali kondezat delovnega fluida pa se vrača nazaj v geotermično gravitacijsko toplotno cev na podlagi gravitacije.
15. Metoda po zahtevku 14, kjer se nasičene pare delovnega fluida, ki zapuščajo geotermično toplotno cev (1) vodijo preko zapornih ventilov (3,5 in 6) v kondenzator (10) za proizvodnjo toplote porabnika (9), nastala mešanica nasičenih par in kapljevine delovnega fluida se nato vodi v separator (11), od koder se nasičene pare vodijo preko zapornega ventila (12) in redukcijskega ventila (13) v separator (14), od tod pa v enostopenjsko turbino z radialnim iztokom (15), kondenzat, pa se iz separatorja (11) vodi preko redukcijskega ventila (7) opcijsko v fazno spremenjivo turbino (20), mešanica par in kapljevine delovnega fluida, ki zapušča enostopenjsko turbino z radialnim iztokom (15) in opcijsko fazno spremenjivo turbino (20), se vodi v kondenzator (21) z zunanjim hladilnim sistemom (22), iz katerega se kondenzat, preko reducirnega ventila (27) ter zapornega ventila (30 in 2), vrača nazaj v geotermično gravitacijsko toplotno cev (1).
16. Metoda po kateremkoli izmed zahtevkov od 10 do 15, kjer se za uravnavanje tlaka v geotermični gravitacijski toplotni cevi (1) uporablja rezervoar (26) z delovnim fluidom, v katerega se preko regulacijskega ventila (25) v primeru previsokega tlaka par, ki se dovajajo iz geotermične gravitacijske toplotne cevi (1) na površino, dovaja kondenzat oziroma kapljevina delovnega fluida iz kondenzatorja (21) z zunanjim sistemom hlajenja (22), v primeru prenizkega tlaka par, ki se dovajajo iz geotermične gravitacijske toplotne cevi (1) na površino, pa se iz rezervoarja (26) dovaja dodatna količina kapljevine delovnega fluida v geotermično gravitacijsko toplotno cev (1) preko redukcijskega ventila (29) ter zapornega ventila (30 in 2).
17. Metoda po kateremkoli izmed zahtevkov od 10 do 16, kjer se za odstranjevanje nekondenzirajočih plinov iz kondenzatorja (21) ali iz rezervoarja (26) izvaja preko zapornih ventilov (32, 33 in 34), ter cevnega sistema (24, 28 in 31), v rezervoar (4) napolnjen z vodo.
18. Metoda po kateremkoli zahtevku od 10 do 17, kjer se za vzpostavitev stacionarnega stanja obratovanja geotermične gravitacijske toplotne cevi ob zagonu uporablja cevna povezava z zapornim ventilom med cevovodom, po kateri se dovajajo nasičene pare iz geotermične gravitacijske toplotne cevi v kondenzator z zunanjim sistemom hlajenja, v katerem nasičene pare delovnega fluida kondenzirajo, nastala kapljevina delovnega fluida pa se nato preko redukcijskega ventila vrača nazaj v geotermično gravitacijsko toplotno cev, pri čemer se zapre ventil za dovod pare v kondenzator za proizvodnjo toplote in ventili na vstopni in izstopni strani obeh turbin.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SI202200222A SI26426A (sl) | 2022-10-28 | 2022-10-28 | Metoda in naprava za proizvodnjo toplote in /ali električne energije z geotermično gravitacijsko toplotno cevjo |
| PCT/SI2023/050016 WO2024091187A1 (en) | 2022-10-28 | 2023-10-23 | A method and a device for production of heat and/or electric energy with a geothermal gravitational heat pipe |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SI202200222A SI26426A (sl) | 2022-10-28 | 2022-10-28 | Metoda in naprava za proizvodnjo toplote in /ali električne energije z geotermično gravitacijsko toplotno cevjo |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SI26426A true SI26426A (sl) | 2024-04-30 |
Family
ID=89321802
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SI202200222A SI26426A (sl) | 2022-10-28 | 2022-10-28 | Metoda in naprava za proizvodnjo toplote in /ali električne energije z geotermično gravitacijsko toplotno cevjo |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| SI (1) | SI26426A (sl) |
| WO (1) | WO2024091187A1 (sl) |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3757516A (en) * | 1971-09-14 | 1973-09-11 | Magma Energy Inc | Geothermal energy system |
| US3986362A (en) * | 1975-06-13 | 1976-10-19 | Petru Baciu | Geothermal power plant with intermediate superheating and simultaneous generation of thermal and electrical energy |
| US20100018668A1 (en) * | 2007-02-19 | 2010-01-28 | Daniel Favrat | Co2 based district energy system |
| EA201491807A1 (ru) * | 2009-06-16 | 2015-05-29 | Дек Дизайн Микэникл Кэнсалтентс Лтд. | Система энергоснабжения |
| ITUB20155317A1 (it) * | 2015-10-26 | 2017-04-26 | Exergy Spa | Impianto e processo geotermico a ciclo binario ORC |
| EP3399246A1 (en) * | 2017-05-02 | 2018-11-07 | E.ON Sverige AB | District energy distributing system and method of providing mechanical work and heating heat transfer fluid of a district thermal energy circuit |
| EP3821112B1 (en) * | 2018-07-30 | 2024-01-03 | Ormat Technologies Inc. | System and method for increasing power output from an organic vapor turbine |
-
2022
- 2022-10-28 SI SI202200222A patent/SI26426A/sl active IP Right Grant
-
2023
- 2023-10-23 WO PCT/SI2023/050016 patent/WO2024091187A1/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2024091187A1 (en) | 2024-05-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5497624A (en) | Method of and apparatus for producing power using steam | |
| CN102691537B (zh) | 二氧化碳回收型火力发电系统及其运转方法 | |
| CN106029194A (zh) | 通过蒸发/冷凝处理自然环境泵唧的水的设备和方法 | |
| EP2846008B1 (en) | Steam turbine plant | |
| JP6161358B2 (ja) | 有機ランキンサイクルシステム | |
| NZ248729A (en) | High pressure geothermal power plant with secondary low pressure turbogenerator | |
| JP6021526B2 (ja) | 冷却水供給システムおよびこれを備えたバイナリ発電装置 | |
| JP2020518767A (ja) | 地中熱源および関連するプラントからの、非従来的な電力の生産のためのシステム | |
| CN104727867B (zh) | 中低温余热的利用方法及其降压吸热式蒸汽动力循环系统 | |
| KR20180046628A (ko) | 가스터빈 발전용 해수 담수화 장치 | |
| SI26426A (sl) | Metoda in naprava za proizvodnjo toplote in /ali električne energije z geotermično gravitacijsko toplotno cevjo | |
| JP2008095673A (ja) | 温水熱発電機 | |
| CN203655374U (zh) | 基于有机朗肯循环的干热岩热能回收发电装置 | |
| JP2013170553A (ja) | 地熱発電装置 | |
| JP6817741B2 (ja) | 地熱発電プラント | |
| JP2011157855A (ja) | 発電設備及び発電設備の運転方法 | |
| WO2014140756A2 (en) | A system for processing brines | |
| WO2013060340A1 (ru) | Устройство и способ преобразования геотермальной энергии скважин в электрическую | |
| TWM520089U (zh) | 地熱發電水汽複循環系統 | |
| TW201721019A (zh) | 地熱井下取熱裝置及方法 | |
| TWM527042U (zh) | 地熱濕蒸氣發電系統 | |
| WO2015016693A1 (ru) | Тепловая гидроэлектростанция | |
| JP2014218922A (ja) | 原動機システム | |
| US9920749B2 (en) | Method and apparatus for producing power from two geothermal heat sources | |
| JP6656515B2 (ja) | 浸透圧熱サイクルを利用する動力発生方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OO00 | Grant of patent |
Effective date: 20240507 |