Геотермальная электростанция Советский патент 1992 года по МПК F01K13/00 F24J3/08 

2

R

в

г-О

&

fe

Использования: теплоэнергетика, для производства электроэнергии из теплоты естественных парогсдротерм. Сущность изобретения: повышение надежности и экологической чистоты происходит за счет компоновки геотермальной электростанции из двух контуров: разомкнутого контура греющей среды и замкнутого с нагреваемой средой - водой. При этом отвод 6 газов паропреобразователя 3 подключен к газорастворителю 5, а турбина 8 размещена во втором контуре с паропреобразователем 3, экономайзером 4 и солеосадителем-деаэра- тором 2.1 ил.

JLL

Т7Т i г 11

Y

тш

ю

2

2

ю

VJ

Г ,:

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано для производства электроэнергии из теплоты естественных парогидротерм.

Известна геотермальная электростанция, в которой отвод газов, расположенный после конденсатора турбины, соединен с установкой переработки сероводорода в серу.

Однако все объекты устройства подвержены коррозионному воздействию сероводорода и углекислого газа, эрозионному воздействию твердых частиц, содержащихся б парогидротермах, солеотложениям. Экологически опасный сероводород попадает в атмосферу в результате десорбции циркуляционной воды в градирне. Переработка сероводорода требует подвоза реагентов и вывоза продуктов реакции.

Наиболее близким к предлагаемой по технической сущности является мальная станция, включающая паропровод геотермального теплоносителя, паропреоб- разователь с отводом газов, выход которого по греющей среде подсоединен к входу по нарезаемой среде, а выход по нагреваемой среде последовательно соединен с турбиной и системой охлаждения

Недостатком этого технического решения является то, что для защиты ГеоТЭС от сероводорода необходим подвоз реагентов для осуществляется химчистки, а также организация вывоза продуктов реакции. 5- 10% сероводорода и углекислого газа от общего их содержания в геотермальном паре захватывается конденсатом и поэтому все энергетическое оборудование ГеоТЭС подвержено коррозионному воздействию Кроме того, турбина подвержена эрозионному износу, так как в геотермальном паре содержатся мелкие твердые частицы. На конденсационных и испарительных поверхностях паропреобразователя прбисходят процессы солеотложения, что заметно ухудшает паропреобразователя в процессе эксплуатации ГеоТЭС.

Цель изобретения - повышение надежности и экологической чистоты геотермальной станции

Поставленная цель достигается тем, что ГеоТЭС дополнительно снабжена солеоса- дителем-деаэратором, газорастворителем, скважиной захоронения и экономайзером, причем последний размещен на выходе паропреобразователя и входом по Нагреваемой среде подсоединен к системе охлаждения, а выходом подключен к солео- садителю-деаэратору, установленному в паропроводе и сообщенному своим выходом с паропреобразователем, при этом экономайзер своим выходом по греющей среде и паропреобраэователь своим отводом газов соединен с газорастворителем, выход по конденсату которого сообщен со скважиной

захоронения.

Предложенное техническое решение обеспечивает полную экологическую чистоту геотермальной путем осуществления без- реагентной и безотходной технологии

0 растворения сероводорода в конденсате геотермального пара и закачки раствора в скважину захоронения.

В турбине работу совершает чистый пар, т.е. теплоноситель паротурбинного (ра5 бочего) контура не имеет непосредственного контакта с геотермальным теплоносителем. Поэтому коррозионно-эрозионные процессы локализуются на поверхностях, контактирующих с греющей средой, т.е. ге0 отермальным паром и его конденсатом. Все остальное энергетическое оборудование не подвержено влиянию сероводорода и углекислого газа.

Применение рабочего контура с химочи5 щенной водой позволяет снизить давление в конденсаторе до уровня традиционных тепловых электростанций на органическом и ядерном топливе - до 0,034 эта (уменьшение давления в конденсаторе ниже пример0 но 0,06 эта на прямоточных ГеоТЭС затруднено и экономически нецелесообразно в связи с большим количеством неконденсирующихся газов, содержащихся в геотермальном паре). Снижение давления в

5 конденсаторе позволяет восполнить энергию, потерянную при передаче тепла через стенку паропреобразователя.

На чертеже приведена схема предлагаемой геотермальной станции.

0 Схема состоит из двух контуров разомкнутого контура с греющей средой (геотермальным паром) и рабочего контура с нагреваемой средой (водой).

Разомкнутый контур содержит паро5 провод 1, солеосадитель-деаэратор 2, паро- преобразователь 3, экономайзер 4, газорастворитель 5, отвод 6 газов, скважину 7 захоронения.

По нагреваемой среде экономайзер, со0 леосадитель-деаэратор и паропреобразова- тель соединены последовательно с турбиной 8, системой 9 охлаждения, цирк- насосом 10 и замкнуты в рабочий контур. Парогазовая смесь по паропроводу по5 ступает в солеосадитель-деаэратор 2, представляющий собой, по нагреваемой среде, устройство для удаления присосов воздуха с внешним предварительным нагревом воды геотермальным паром. Подлежащая деаэрации вода подогревается в поверхностном теплообменнике до температуры, превышающей температуру насыщения при давлении воды в деаэрационной колонке, При входе в деаэрационную колонку вода распыляется в сопле, Попадая в относительно разряженное пространство, вода охлаждается, частично испаряясь. При этом газы, растворенные в воде, интенсивно выделяются из колонки вместе с выпаром. Воздух удаляется из деаэратора в атмосферу. По греющей среде солеосадитель-деаэратор удаляет соль из геотермального пара, содержащуюся в мельчайших капельках влаги. Солесодержание геотермального пара определяется его влагосодержанием и количеством соли в каплях влаги. Для геотермальных месторождений Курило - Камчатской островной дуги характерное со- лесодержание составляет около 3 г/кг.

Влагосодержание зависит от качества сепарации пара и составляет 2 .

Если в солеосадителе-деаэраторе 2 сконденсировать около 2% геотермального пара, то в образовавшийся при этом чистый конденсат выпадет почти вся соль, содержащаяся в мельчайших капельках влаги на входе в него, т.е. происходит разбавление соли в воде. Отсепарировав влагу, можно получить солесодержащие в теплоносителе на выходе, соответствующие допустимому со- лесодержанию тепловых станций на ядерном и органическом топливе, равному 0,3 мг/кг.

Соленая веда из солеосадителя-деаэра- сливается в скважину захоронения после газорастворителя 5 Очищенный от солей геотермальный пар поступает в паро- преобразователь 3, где конденсируется, а неконденсирующиеся i азы удаляются через отвод газов 6. Тепло .конденсации геотермального пара передается через стенку паропреобразователя для генерации чистого пара в рабочем контуре. Геотермальный конденсат после паропреобразователя поступает в экономайзер 4, где отдает свое тепло чистой воде рабочего контура, Очищенный от солей и охлажденный конденсат геотермального пара поступает в газораст- 5 воритель, где происходит растворение сероводорода при избыточном давлении, равном давлению геотермального пара Раствор заканчивается в скважину 7 захоронения. Из газорастворителя в атмосферу

0 удаляются нерастворимые газы - углекислый газ, азот и др,, которые имеют значительно меньшую растворимость по сравнению с сероводородом. Эти газы экологически неопасны

5 Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет повысить надежность и экологическую чистоту геотермальной электростанции при сохранении удельной (на 1 trгеотермального па0 ра) выработки электроэнергии на уровне традиционных одноконтурных ГеоТЭС Формула изобретения Геотермальная электростанция, включающая паропреобразователь с отводом га5 зов и паропроводом геотермального теплоносителя, соединенный по нагреваемой среде с турбиной и системой охлаждения, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности и экологической чи0 стоты, она дополнительно снабжена солео- садителем-доаэратором, газорастворителем, скважиной захоронения и экономайзером, причем последний размещен на выходе паропреобразователя и входом по

5 нагреваемой среде подсоединен к системе охлаждения, а выходом подключен к солео- садителю-деаэратору, установленному в па- ропроводе и сообщенному выходом с паропреобразоаателем, при этом экономай0 зер выходом по греющей среде и паропреобразователь своим отводом газов соединены с газорастворителем, выход по конденсату которого сообщен со скважиной захоронения.

5