WO2016042073A1 - Kraftwerksanordnung mit einem thermalwasseraustritt am meeresboden und arbeitsverfahren dafür - Google Patents

Kraftwerksanordnung mit einem thermalwasseraustritt am meeresboden und arbeitsverfahren dafür Download PDF

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Hubert Zimmermann
Thomas MÈGEL
Urs Keller
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Hubert Zimmermann
Mègel Thomas
Urs Keller
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    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G—SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G7/00—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for
    • F03G7/04—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for using pressure differences or thermal differences occurring in nature
    • F03G7/05—Ocean thermal energy conversion, i.e. OTEC
    • 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
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    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/30—Energy from the sea, e.g. using wave energy or salinity gradient

Definitions

  • the invention relates to a power plant arrangement with a Thermalwasseraustntt on the seabed and a working method for the energetic use of underwater thermal water.
  • Hydrothermal water ingested ingredients These black (or white) smokers are geothermal sources of hydrothermal heat
  • the source mouth is often formed into a tubular chimney or chimney and consists of minerals dissolved in the thermal water and precipitated on cooling. From these vents the thermal water exits at very high speed for a relatively long period of time (between 10 and 100 years) until they collapse, cool or are buried by underwater lava outcrops.
  • Thermal water is collected directly at the thermal water outlet and passed through corresponding insulated lines to the sea surface and converted there into electrical energy.
  • the disadvantage here is the long Pipeline length from the deep sea floor to the sea surface, which is exposed to the ocean currents and causes a considerable loss of energy due to the considerably colder seabed.
  • Ocean current power plant for low flow velocities in which at the bottom of the sea a flow energy plant is provided, which converts the ocean current into a rotary motion and thus drives a generator for power generation.
  • Carrier structure is proposed with several energy converters for regenerative forms of energy.
  • energy converters for regenerative forms of energy.
  • wind energy converters In general, wind energy converters,
  • Marine thermal power plants in conjunction with a thermal desalination, wave power plants for power generation, plants for hydrogen production by electrolysis, fuel cells for safe supply of on-board technology with electricity and heat, desalination plant according to the principle of reverse osmosis and liquefaction and storage technology for hydrogen and oxygen spoken.
  • the object is to provide a power plant arrangement and a working method for it, in which or in which the thermal water spills on the ocean floor resulting energy is used efficiently to generate electricity.
  • the thermal energy exiting with the thermal water is transferred with the heat exchanger to a heat transfer medium circulating in the heat transfer circulation system.
  • the heat exchanger is lowered over the thermal water outlet and fixed, so that the heat exchanger As completely as possible flows around the exiting thermal water.
  • the heat transfer medium drives the heat engine and is cooled by the surrounding cold seawater, returned to the heat exchanger and there again heated by the thermal water.
  • the heat engine drives the generator and generates electrical energy.
  • the installation work on the seabed is reduced because the heat engine and the generator are already fully connected and installed.
  • the heat exchanger, the heat engine and the generator form a sinkable unit on the seabed.
  • this entire, fully installed unit can be lowered and placed directly on the seabed with the heat exchanger above the thermal water outlet.
  • thermal water outlets are each provided with a heat exchanger, the heat exchangers being connected in parallel to the heat engine via the heat carrier circulation system, a plurality of thermal water outlets lying one behind the other can each be provided with one
  • the heat exchanger is a spiral-shaped pipe, preferably in an upwardly tapering truncated cone shape, for a heat transfer medium of the
  • Thermal water outlet is oriented in the spiral axis of the heat exchanger, a particularly effective heat transfer from the thermal water is achieved on the heat transfer medium, whereby the efficiency of power generation is optimized.
  • the pipe thicknesses should be selected so that they can withstand the ambient pressure according to the water depth. At a water depth of, for example, 4000 m, this corresponds to 415 bar, which corresponds to a pipe wall thickness of
  • Heat circulation system from 5 mm to 10 mm, depending on the material means. This variant can be carried out when the heat exchanger, the heat engine and the generator form a sinkable unit on the seabed.
  • the power plant assembly can also be built far from coastlines, the generated power can then be processed directly on the sea surface on floating industrial equipment, etc.
  • the power supply can also be routed via marine cables to the on-land collection sites.
  • the work carried out with the power plant arrangement working method is characterized by the steps of lowering a heat exchanger over a
  • Thermal water discharge on the seabed transferring the heat obtained via a secondary circuit to a heat engine, driving a generator by the heat engine and forwarding the electrical energy via a cable to the sea surface.
  • Fig. 1 shows a power plant arrangement in a schematic diagram.
  • Fig. 1 is a schematic diagram of a power plant arrangement with a
  • Thermal water outlet 1 at a deep sea bottom B shown for example on the mid-ocean ridge.
  • the thermal water outlet 1 also called black or white smoker, emits heated by geothermal and enriched with minerals water at a temperature of about 300 ° C to 400 ° C at a considerable flow rate.
  • a heat exchanger 2 is sold. Of the
  • Heat exchanger 2 consists of a spirally wound pipe 21, which is formed in the shape of a truncated upwardly tapered truncated cone. The heat exchanger 2 is aligned over the thermal water outlet 1, that substantially the entire water outflow of the
  • Thermal water outlet 1 formed by the interior of the heat exchanger 2 formed by the spiral line coil 21 flows.
  • the spiral line coil 21 flows.
  • Heat exchanger 2 on its outside a frustoconical
  • Shroud 22 which prevents the exiting at the thermal water outlet 1 hot water with the cold ambient water near the
  • Flow line 31 connected to a heat engine 4. From there, the heat transfer medium contained therein flows back via a return line 32 to the upper inlet of the spiral pipe 21 of the heat exchanger 2, whereby the heat transfer circulation system 3 is closed.
  • the heat engine 4 for example, a turbine, drives over a
  • a power cable 6 is connected, which conducts the generated electrical energy to the sea surface O.
  • a buoyant and navigable object on which a water electrolysis plant 7 and a
  • Compressor 8 for pressure storage of the electrolytically produced
  • Hydrogen is arranged.
  • a pressure accumulator 9 is arranged for temporarily storing the compressed hydrogen.
  • Compressed gas vessels can then pick up the compressed hydrogen as needed and transport it to the consumers.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kraftwerksanordnung mit einem Thermalwasseraustritt (1) am Meeresboden (B), einem über dem Thermalwasseraustritt (1) angeordneten Wärmetauscher (2), einer mit dem Wärmetauscher (2) durch ein Wärmeträgerzirkulationssystem (3) verbundenen Wärmekraftmaschine (4) und einem von der Wärmekraftmaschine (4) angetriebenen Generator (5), wobei der Wärmetauscher (2), die Wärmekraftmaschine (4) und der Generator (5) auf dem Meeresboden (B) angeordnet sind. Ferner betrifft die Erfindung ein Arbeitsverfahren mit einer Kraftwerksanordnung zur energetischen Nutzung von am Meeresboden austretendem Thermalwasser mit den Schritten: Absenken eines Wärmetauschers über einen Thermalwasseraustritt auf dem Meeresboden, Übertragen der gewonnenen Wärme über einen Sekundärkreislauf an eine Wärmekraftmaschine, Antreiben eines Generators durch die Wärmekraftmaschine und Weiterleiten der elektrischen Energie über ein Kabel an die Meeresoberfläche.

Description

B E S C H R E I B U N G
Kraftwerksanordnung mit einem Thermalwasseraustntt am Meeresboden und
Arbeitsverfahren dafür
Die Erfindung betrifft eine Kraftwerksanordnung mit einem Thermalwasseraustntt am Meeresboden sowie ein Arbeitsverfahren dafür zur energetischen Nutzung von untermeerischem Thermalwasser.
Es ist bekannt, dass insbesondere entlang von„spreading zones" der
Ozeanböden an diskreten Stellen Thermalwasser mit bis zu 400°C und teilweise hoher Strömung aus dem Boden austritt. Diese Thermalwasseraustritte kommen weltweit und in hoher Anzahl vor. Eine energetische Nutzung dieser
kontinuierlichen Thermalwasseraustritte wäre daher wünschenswert.
Derartige Thermalwasseraustritte werden auch„black smoker" und„white smoker" genannt, je nach chemischer Zusammensetzung der im
Hydrothermalwasser aufgenommenen Bestandteile. Diese schwarzen (oder weißen) Raucher sind durch Erdwärme erhitzte hydrothermale Quellen am
Meeresboden der Tiefsee. Die Quellmündung ist häufig zu einem röhrenförmigen Schornstein oder Schlot geformt und besteht aus im Thermalwasser gelösten und beim Abkühlen ausgefallenen Mineralien. Aus diesen Schloten tritt das Thermalwasser mit sehr hoher Geschwindigkeit für einen relativ langen Zeitraum (zwischen 10 und 100 Jahren) aus, bis sie zusammenbrechen, erkalten oder durch untermeerische Lavaaustritte begraben werden.
Durch ihre Lage an den Ozeanböden findet der Thermalwasseraustntt in einer Umgebung statt, der nahe dem Gefrierpunkt des Wassers liegt. Damit liegen äusserst interessante Verhältnisse für eine thermodynamische Nutzung vor. Die mehrheitliche Tiefseelage der Thermalwasseraustritte und ihre grosse
Entfernung von Energieabnehmern macht es nötig, die gewonnene Energie am Ozeanboden in eine speicherbare und transportierbare Form zu wandeln. Ist ein solches Verfahren vorhanden, so ergibt sich der Vorteil, dass grosse
Energiemengen mit kommerziellen Hochseeschiffen kostengünstig und flexibel an die Abnehmerorte an den Küsten mit hoher Energiebedarfsdichte
(Bevölkerung und Industrie) gebracht werden können.
Die zielgenaue Installation von Apparaturen am Meeresboden ist heute weit verbreitet. Ebenso ist die Umwandlung von thermischer Energie in elektrische Energie Stand der Technik. Auch die Elektrolyse von Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff ist bekannt. Ferner wird die synthetische Herstellung von Methangas aus Wasserstoff und C02 aus Umgebungsluft und die Einspeisung des so erzeugten synthetischen Erdgases in Gasnetze oder Gasspeicher beschrieben.
Seit Jahrzehnten wird versucht geothermische Lagerstätten für die
Stromerzeugung terrestrisch zu erschließen. Zufriedenstellend kann dies bisher nur in vulkanisch aktiven Regionen, beispielsweise in Island und Italien und dort auch vorwiegend nur zu Heizzwecken genutzt werden. Forschungsversuche, Geothermiekraftwerke durch ein künstlich erzeugtes Zirkulationssystem in der Tiefe zu betreiben, sind bisher mangels Effektivität und/oder induzierter Seismizität gescheitert.
Daraus entstand die Idee, die geothermische Energie an den Stellen zu nutzen, an denen sie in ausreichendem, kontinuierlichem Maße auftreten. Dies ist aufgrund der dünnen ozeanischen Erdkruste insbesondere an den
Schwächungszonen (spreading zones) der mittelozeanischen Rücken und den dort vorkommenden Thermalwasseraustritten (black bzw. white smoker) gegeben. Aus der US 8,001 ,784 B2 ist ein System zur Nutzung derartiger
Thermalwasseraustritte zur Energienutzung bekannt, wobei das heiße
Thermalwasser direkt am Thermalwasseraustritt aufgefangen und über entsprechend isolierte Leitungen zur Meeresoberfläche geleitet und dort in elektrische Energie umgewandelt wird. Nachteilig dabei ist die lange Rohrleitungslänge vom Tiefseeboden bis an die Meeresoberfläche, die den Meeresströmungen ausgesetzt ist und einen erheblichen Energieverlust aufgrund des erheblich kälteren Meereskörpers bedingt.
Ferner ist aus der DE 10 201 1 1 16 682 A1 eine Anordnung für ein
Meeresströmungskraftwerk für geringe Strömungsgeschwindigkeiten bekannt, bei der am Meeresboden eine Strömungsenergieanlage vorgesehen ist, die die Meeresströmung in eine Drehbewegung umsetzt und damit einen Generator zur Stromerzeugung antreibt.
Desweiteren ist aus der DE 197 14 512 C2 eine maritime Kraftwerksanlage mit Herstellungsprozess zur Gewinnung, Speicherung und zum Verbrauch von regenerativer Energie bekannt, bei der eine am Meeresgrund verankerte
Trägerstruktur mit mehreren Energiewandlern für regenerative Energieformen vorgeschlagen wird. Dabei wird allgemein von Windenergiekonvertern,
Meereswärmekraftwerken in Verbindung mit einer thermischen Entsalzung, Wellenkraftwerken zur Stromerzeugung, Anlagen zur Wasserstofferzeugung durch Elektrolyse, Brennstoffzellen zur sicheren Versorgung der Bordtechnik mit Strom und Wärme, Entsalzungsanlage nach dem Prinzip der Umkehrosmose und Verflüssigungs- und Speichertechnik für Wasserstoff und Sauerstoff gesprochen.
Ausgehend von einem System gemäß US 8,001 ,784 B2 stellt sich die Aufgabe, eine Kraftwerksanordnung und ein Arbeitsverfahren dafür anzugeben, bei der bzw. bei dem die an Thermalwasseraustritten auf dem Ozeanboden anfallende Energie effizient zur Stromerzeugung genutzt wird.
Gelöst wird diese Aufgabe mit einer Kraftwerksanordung gemäß Anspruch 1 und/oder einem Arbeitsverfahren gemäß Anspruch 8. Die mit dem Thermalwasser austretende thermische Energie wird mit dem Wärmetauscher auf ein im Wärmeträgerzirkulationssystem zirkulierendes Wärmeträgermedium übertragen. Der Wärmetauscher wird dabei über dem Thermalwasseraustritt abgesenkt und fixiert, sodass der Wärmetauscher möglichst vollständig vom austretenden Thermalwasser umströmt wird. Das Wärmeträgermedium treibt die Wärmekraftmaschine an und wird über das umgebene kalte Meerwasser gekühlt, in den Wärmetauscher rückgeführt und dort wiederum durch das Thermalwasser erhitzt. Die Wärmekraftmaschine treibt den Generator an und erzeugt elektrische Energie.
Wenn die Wärmekraftmaschine und der Generator eine auf den Meeresboden absinkbare Einheit bilden, wird der Installationsaufwand am Meeresboden verringert, da die Wärmekraftmaschine und der Generator bereits miteinander vollständig verbunden und installiert sind. Bevorzugt bilden der Wärmetauscher, die Wärmekraftmaschine und der Generator eine auf den Meeresboden absinkbare Einheit. Somit kann diese gesamte, fertig installierte Einheit abgesenkt und direkt mit dem Wärmetauscher über dem Thermalwasseraustntt auf dem Meeresboden abgesetzt werden.
Dadurch, dass mehrere Thermalwasseraustritte mit je einem Wärmetauscher versehen sind, wobei die Wärmetauscher über das Wärmeträgerzirkulations- system parallel an die Wärmekraftmaschine angeschlossen sind, können mehrere beieinander liegende Thermalwasseraustritte jeweils mit einem
Wärmetauscher zum Abgreifen der Wärme aufgestellt und mit einer zentralen Wärmekraftmaschine mit Generator verbunden werden. Die Verbindung der jeweiligen Wärmeträgerzirkulationssysteme muss in diesem Falle vor Ort am Meeresboden nach dem Absenken und Ausrichten der Wärmetauscher sowie einer Wärmetauschergeneratoreinheit erfolgen.
Wenn der Wärmetauscher eine spiralförmige Rohrleitung, bevorzugt in nach oben verjüngender Kegelstumpfform, für ein Wärmeträgermedium des
Wärmeträgerzirkulationssystems hat, wobei ein Thermalwasserstrom des
Thermalwasseraustritts in der Spiralachse des Wärmetauschers orientiert ist, wird ein besonders effektiver Wärmeübertrag vom Thermalwasser auf das Wärmeträgermedium erreicht, womit der Wirkungsgrad der Stromerzeugung optimiert wird. Wird das Wärmezirkulationssystem unter Normaldruck betrieben, so sind die Rohrstärken so zu wählen, dass sie dem Umgebungsdruck entsprechend der Wassertiefe standhalten. Bei einer Wassertiefe von beispielsweise 4000 m entspricht dies 415 bar, was einer Rohrwandstärke des
Wärmezirkulationssystems von 5 mm bis 10 mm, je nach Material, bedeutet. Diese Variante kann zur Ausführung gelangen, wenn der Wärmetauscher, die Wärmekraftmaschine und der Generator eine auf den Meeresboden absinkbare Einheit bilden.
Bilden der Wärmetauscher und die Wärmekraftmaschine mit dem Generator einzelne Einheiten, die getrennt auf den Meeresboden abgesenkt werden, um beispielsweise mehrere Thermalwasseraustritte an eine zentrale
Wärmekraftmaschine mit Generator zu verbinden, dann ist es von Vorteil, wenn das Wärmezirkulationssystem mit flexiblen Rohleitungen ausgebildet ist. Unter diesen Umständen ist es vorteilhafter das Wärmezirkulationssystem nahe am Umgebungsdruck zu betreiben. Als Wärmeträgermedien können auch
Arbeitsmittel im überkritischen Zustand zum Einsatz kommen.
Wenn am Generator ein Stromkabel angeschlossen ist, wobei das Stromkabel bis an die Meeresoberfläche führt, kann die Kraftwerksanordnung auch weit ab von Küstenlinien aufgebaut werden, wobei der erzeugte Strom dann direkt an der Meeresoberfläche auf schwimmenden Industrieanlagen etc. verarbeitet werden kann. Alternativ kann der Stromanschluss auch über Meereskabel bis zu den an Land liegenden Abnahmeorten geführt werden.
Dadurch, dass an dem Stromkabel an der Meeresoberfläche eine
Wasserelektrolyseanlage angeschlossen ist, die Meerwasser in H2 und 02 mittels der erzeugten elektrischen Energie zerlegt, wird die elektrische Energie in eine speicherbare und transportierbare Form umgewandelt, die dann mit
Hochseeschiffen kostengünstig und flexibel an die an den Küsten liegenden Abnahmeorte gebracht werden kann. Das mit der Kraftwerksanordnung durchgeführte Arbeitsverfahren zeichnet sich durch die Schritte aus, Absenken eines Wärmetauschers über einen
Thermalwasseraustritt auf dem Meeresboden, Übertragen der gewonnenen Wärme über einen Sekundärkreislauf an eine Wärmekraftmaschine, Antreiben eines Generators durch die Wärmekraftmaschine und Weiterleiten der elektrischen Energie über ein Kabel an die Meeresoberfläche.
Wenn Meerwasser durch Elektrolyse mittels der erzeugten elektrischen Energie in H2 und 02 zerlegt wird, liegt ein gut speicherbarer und transportierbarer Energieträger vor. Die Verwertung des Energieträgers wird weiter vereinfacht, wenn der hergestellte Wasserstoff unter Verwendung von Kohlendioxid aus der Umgebungsluft methanisiert wird. Damit ist es möglich, das synthetische Methangas in vorhandene Gasnetze oder Gasspeicher einzuspeisen, ohne dass größere Änderungen an der Infrastruktur notwendig wären. Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der
beiliegenden Zeichnung detailliert dargestellt.
Darin zeigt:
Fig. 1 eine Kraftwerksanordnung in einer Prinzipskizze.
In Fig. 1 ist in einer Prinzipskizze eine Kraftwerksanordnung mit einem
Thermalwasseraustritt 1 an einem Tiefseemeeresboden B, beispielsweise am mittelozeanischen Rücken dargestellt. Der Thermalwasseraustritt 1 , auch black oder white smoker genannt, lässt durch Erdwärme erhitztes und mit Mineralien angereichertes Wasser mit einer Temperatur von ca. 300° C bis 400° C mit einer erheblichen Fließrate austreten. Über dem Thermalwasseraustritt 1 ist ein Wärmetauscher 2 abgesetzt. Der
Wärmetauscher 2 besteht aus einer spiralförmig aufgewickelten Rohrleitung 21 , die in Form eines sich nach obenhin verjüngenden Kegelstumpfes ausgebildet ist. Der Wärmetauscher 2 ist so über dem Thermalwasseraustritt 1 ausgerichtet, dass im Wesentlichen der gesamte Wasserausfluss des
Thermalwasseraustritts 1 durch den Innenraum des Wärmetauschers 2 gebildet von der spiralförmigen Leitungsschlange 21 fließt. Bevorzugt weist der
Wärmetauscher 2 auf seiner Außenseite eine kegelstumpfförmige
Ummantelung 22 auf, die verhindert, dass sich das am Thermalwasseraustritt 1 austretende heiße Wasser mit dem kalten Umgebungswasser nahe des
Meeresbodens B vermischt. Das untere Ende der spiralförmigen Rohrleitung 21 ist dann über
Vorlaufleitung 31 an einer Wärmekraftmaschine 4 angeschlossen. Von dort strömt das darin enthaltene Wärmeträgermedium über eine Rücklaufleitung 32 zum oberen Einlass der spiralförmigen Rohrleitung 21 des Wärmetauschers 2 zurück, womit das Wärmeträgerzirkulationssystem 3 geschlossen ist. Die Wärmekraftmaschine 4, beispielsweise eine Turbine, treibt über eine
Verbindungswelle 41 einen Generator 5 zur Stromerzeugung an. Am Generator 5 ist ein Stromkabel 6 angeschlossen, das die erzeugte elektrische Energie zur Meeresoberfläche O leitet. Dort befindet sich ein schwimmfähiges und navigierbares Objekt, auf dem eine Wasserelektrolyseanlage 7 und ein
Kompressor 8 zur Druckspeicherung des elektrolytisch hergestellten
Wasserstoffs angeordnet ist. An der Kompressoranlage 8 ist ein Druckspeicher 9 zur Zwischenspeicherung des komprimierten Wasserstoffs angeordnet.
Druckgasschiffe können dann bei Bedarf den komprimierten Wasserstoff abholen und zu den Verbrauchern transportieren.
Bezugszeichenliste
1 Thermalwasseraustritt (black/white smoker)
2 Wärmetauscher
21 spiralförmige Rohrleitung
22 Ummantelung
3 Wärmeträgerzirkulationssystem
31 Vorlaufleitung
32 Rücklaufleitung
4 Wärmekraftmaschine
41 Antriebswelle 5 Generator
6 Stromkabel
7 Wasserelektrolyseanlage
8 Kompressoranlage
9 Druckspeicher B Meeresboden
O Meeresoberfläche

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E
Kraftwerksanordnung mit einem Thermalwasseraustritt (1 ) am
Meeresboden (B), einem über dem Thermalwasseraustritt (1 ) angeordneten Wärmetauscher (2), einer mit dem Wärmetauscher (2) durch ein Wärmeträgerzirkulationssystem (3) verbundenen
Wärmekraftmaschine (4) und einem von der Wärmekraftmaschine (4) angetriebenen Generator (5), wobei der Wärmetauscher (2), die Wärmekraftmaschine (4) und der Generator (5) auf dem
Meeresboden (B) angeordnet sind.
Kraftwerksanordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmekraftmaschine (4) und der Generator (5) eine auf den Meeresboden (B) absinkbare Einheit bilden.
Kraftwerksanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (2), die
Wärmekraftmaschine (4) und der Generator (5) eine auf den
Meeresboden (B) absinkbare Einheit bilden.
Kraftwerksanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, dass mehrere Thermalwasseraustntte (1 ) mit je einem Wärmetauscher (2) versehen sind, wobei die Wärmetauscher (2) über das Wärmeträgerzirkulationssystem (3) parallel an die
Wärmekraftmaschine (4) angeschlossen sind.
Kraftwerksanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (2) eine spiralförmige Rohrleitung (21 ), bevorzugt in nach oben verjüngender Kegelstumpfform, für ein Wärmeträgermedium des
Wärmeträgerzirkulationssystems (3) hat, wobei ein Thermalwasserstrom des Thermalwasseraustritts (1 ) in der Spiralachse des Wärmetauschers (2) orientiert ist.
Kraftwerksanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Generator (5) ein Stromkabel (6) angeschlossen ist, wobei das Stromkabel (6) bis an die
Meeresoberfläche (O) führt.
Kraftwerksanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Stromkabel (6) an der
Meeresoberfläche (O) eine Wasserelektrolyseanlage (7) angeschlossen ist, die Meerwasser in H2 und 02 mittels der erzeugten elektrischen Energie zerlegt.
Arbeitsverfahren mit einer Kraftwerksanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 zur energetischen Nutzung von am Meeresboden austretendem Thermalwasser mit den Schritten:
- Absenken eines Wärmetauschers über einen Thermalwasseraustritt auf dem Meeresboden,
- Übertragen der gewonnenen Wärme über einen Sekundärkreislauf an eine Wärmekraftmaschine,
- Antreiben eines Generators durch die Wärmekraftmaschine und
- Weiterleiten der elektrischen Energie über ein Kabel an die
Meeresoberfläche.
Arbeitsverfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass Meerwasser durch Elektrolyse mittels der erzeugten elektrischen Energie in H2 und 02 zerlegt wird. 10. Arbeitsverfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der hergestellte Wasserstoff unter Verwendung von Kohlendioxid aus der Umgebungsluft methanisiert wird.
PCT/EP2015/071319 2014-09-19 2015-09-17 Kraftwerksanordnung mit einem thermalwasseraustritt am meeresboden und arbeitsverfahren dafür WO2016042073A1 (de)

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