Геотермальная энергоустановка

Номер патента: 26186

Опубликовано: 14.09.2012

Автор: Мендебаев Токтамыс Нусипхулович

Скачать PDF файл.

Формула / Реферат

Изобретение относится к средствам выработки электрической энергии из глубинного тепла пласта горячих горных пород.
Задача изобретения - повышение эффективности и безопасности работы геотермальной энергоустановки преобразующей тепло пласта горячих горных пород в электрическую энергию.
Технический результат - усиление энергетических параметров пара за счет увеличения площади и улучшение условий парообразования, роста интенсивности теплообмена, исключения потери пара, и его отделения от газа в скважине до паровой турбины.
Геотермальная энергоустановка содержащая входную и выходную скважины соединены поперечными штреками на разных уровнях пласта горячих горных пород в вертикальной плоскости, где поперечные штреки выполнены с промежуточным внутренним уступом, большим диаметром со стороны входной скважины и меньшим диаметром выходящими в выходную скважину, причем часть поперечного штрека с большим диаметром заполнена наполнителем представляющим собой куски графита, а другая часть с меньшим диаметром закреплена трубами, при этом паровая турбина размещена в выходной скважине над пластом горячих горных пород, и снизу дополнительно снабжена сепаратором имеющим изолированный выход на поверхности земли.

Текст

Смотреть все

(51) 03 7/00 (2012.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ площади и улучшение условий парообразования,роста интенсивности теплообмена, исключения потери пара, и его отделения от газа в скважине до паровой турбины. Геотермальная энергоустановка содержащая входную и выходную скважины соединены поперечными штреками на разных уровнях пласта горячих горных пород в вертикальной плоскости,где поперечные штреки выполнены с промежуточным внутренним уступом, большим диаметром со стороны входной скважины и меньшим диаметром выходящими в выходную скважину, причем часть поперечного штрека с большим диаметром заполнена наполнителем представляющим собой куски графита, а другая часть с меньшим диаметром закреплена трубами,при этом паровая турбина размещена в выходной скважине над пластом горячих горных пород, и снизу дополнительно снабжена сепаратором имеющим изолированный выход на поверхности земли.(57) Изобретение относится к средствам выработки электрической энергии из глубинного тепла пласта горячих горных пород. Задача изобретения - повышение эффективности и безопасности работы геотермальной энергоустановки преобразующей тепло пласта горячих горных пород в электрическую энергию. Технический результат усиление энергетических параметров пара за счет увеличения Изобретение относится к средствам выработки электрической энергии из глубинного тепла пласта горячих горных пород. Известна схема геотермальной энергоустановки содержащая нагнетательную и подъемную скважины проведенные к пласту горячих горных пород и паровую турбину для выработки электрической энергии. В.Ж.Аренс. Скважинная добыча полезных ископаемых. Москва, Недра,1986, с.266. В известной схеме нагнетательная и подъемная скважина непосредственно не связаны между собой в пласте горячих горных пород, паровая турбина расположена на поверхности земли, что ведут к потери пара в местах образования и снижению его энергетических характеристик при транспортировке. Прототипом предлагаемого изобретения является геотермальная энергоустановка,содержащая входную и отнесенную от нее выходную скважины, которые проведены с поверхности земли и соединены расположенным в пласте горячих горных пород поперечным штреком с наполнителем и паровую турбину. Патент 6301894, кл. 7 03 7/00, 2000. Недостаток известной геотермальной энергоустановки состоит в том, что входная и отнесенная от нее выходная скважины соединены поперечным штреком на одном уровне пласта горячих горных пород, сужающие объемы парообразования,прямолинейный поперечный штрек с наполнителем допускает проскок воды между входной и выходными скважинами без парообразования, что наряду с расположением паровой турбины на поверхности земли и присутствием газа в выходной скважине снижают эффективность и безопасность работы геотермальной энергоустановки. Задача изобретения - повышение эффективности и безопасности работы геотермальной энергоустановки преобразующей тепло пласта горячих горных пород в электрическую энергию. Технический результат усиление энергетических параметров пара за счет увеличение площади и улучшение условий парообразования,роста интенсивности теплообмена, исключения потери пара, и его отделения от газа в скважине до паровой турбины. Это достигается тем, что в известной геотермальной энергоустановке,содержащая входную и отнесенную от нее выходную скважины,которые проведены с поверхности земли и соединены расположенным в пласте горячих горных пород поперечным штреком с наполнителем и паровую турбину, согласно изобретению, входная и выходная скважины соединены поперечными штреками на разных уровнях пласта горячих горных пород в вертикальной плоскости, где поперечные штреки выполнены с промежуточным внутренним уступом, большим диаметром со стороны входной скважины и меньшим диаметром выходящими в выходную скважину, причем часть поперечного штрека с большим диаметром заполнена наполнителем представляющим собой куски 2 графита, а другая часть с меньшим диаметром закреплена трубами, при этом паровая турбина размещена в выходной скважине над пластом горячих горных пород, и снизу дополнительно снабжена сепаратором имеющим изолированный выход на поверхности земли. Отличительными признаками - соединением входной и отнесенной от нее выходной скважины поперечными штреками на разных уровнях пласта горячих горных пород достигается расширение площади парообразования и упорядоченный переход воды в пар в полости поперечного штрека,выполнением поперечных штреков с промежуточным внутренним уступом с большим диаметром со стороны входной скважины, и заполнением этой части штрека наполнителем представляющим собой куски графита,обеспечивается замедления скорости потока воды и улучшения условий превращения воды в пар, тем самым исключается проскок воды между скважинами без парообразования, а за счет высокой теплопроводности наполнителя куски гранитов происходит рост интенсивности теплообмена и ускорения процесса парообразования с усилением энергетических параметров. Выполнением часть поперечного штрека с меньшим диаметром выходящими в выходную скважину и креплением этой части трубами, в ней образуется силовой поток сужающегося пара с динамическим ускорением, что за счет эффекта всасывания создает зону низкого давления в части поперечного штрека с большим диаметром заполненной кусками графита, способствующий интенсивному поступлению в неетепло пласта горячих горных пород и исключению потери пара. Размещением паровой турбины в выходной скважине над пластом горячих горных пород, и дополнительным снабжением ее снизу сепаратором имеющим изолированный выход на поверхность земли осуществляется централизованный отбор очищенного от газа пара в скважине, что повышает показатели работы паровой турбины, а выводом газа по изолированному выходу на поверхность земли обеспечивается безопасность работы геотермальной энергоустановки. Приведенные признаки изобретения имеют причинно-следственную связь, в совокупности обеспечивают повышение эффективности и безопасности работы геотермальной энергоустановки, преобразующей тепло пласта горячих горных пород в электрическую энергию. На чертеже изображена схема геотермальной энергоустановки, вертикальный разрез. Геотермальная энергоустановка содержит входную скважину 1 и выходную скважину 2,которые проведены с поверхности земли и соединены поперечными штреками 3 на разных уровнях пласта горячих горных пород 4 в вертикальной плоскости, где поперечные штреки 3 выполнены с промежуточным внутренним уступом 5, с большим диаметром 6 со стороны входной скважины 1, и меньшим диаметром 7 выходящими в выходную скважину 2. Часть поперечного штрека 3 с большим диаметром 6 заполнена наполнителем 8 представляющим собой куски графита, а другая часть с меньшим диаметром 7 закреплена трубами 9. Паровая турбина 10 размещена в выходной скважине 2 над пластом горячих горных пород 4, и снизу дополнительно снабжена сепаратором 11,имеющим изолированный выход через трубопровод 12 на поверхность земли. На поверхности земли расположены входящие в состав геотермальной энергоустановки газохранилище 13 связанный с сепаратором 11,отстойник 14 сообщающийся с выходной скважиной 2, и промывочный насос 15 соединенный с отстойником 14. Геотермальная энергоустановка работает следующим образом. С поверхности земли вода промывочным насосом 15 через входную скважину 1 закачивается в поперечные штреки 3, расположенные на разных уровнях пласта горячих горных пород 4. Протекая по части поперечного штрека 3 с большим диаметром 6, до уступа 5 через наполнитель 8,представляющий собой куски графита высокой теплопроводности, вода теряет скорость, и воздействием тепло пласта горячих горных пород 4 происходит парообразования. Далее, пар поступает в часть поперечного штрека 3 с меньшим диаметром 7 закрепленной трубами 9, где образуется силовой поток сужающегося пара с динамическим ускорением, что вызывает за счет эффекта всасывание интенсивное поступление тепло пласта горячих горных пород 4 в часть штрека 3 с большим диаметром 6, и проходит в выходящую скважину 2 и направляется в сепаратор 11, отделяющий пар от газа. Далее, очищенный пар входит в паровую турбину 10, вырабатывая электрическую энергию. Отделенный от пара газ через изолированный выход по трубопроводу 12 перетекает в газохранилище 13. Отработанный в паровой турбине 10 пар по выходной скважине 2 поступает в отстойник 14,охлаждаясь превращается в воду, и промывочным насосом 15 закачивается в входную скважину 1. Цикл повторяется. Предлагаемая схема геотермальной энергоустановки встроенная в пласт горячих горных пород представляется простой по конструктивному исполнению, эффективная и безопасная при преобразовании тепло пласта горячих горных пород в электрическую энергию. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Геотермальная энергоустановка, содержащая входную и отнесенную от нее выходную скважины,которые проведены с поверхности земли и соединены расположенным в пласте горячих горных пород поперечным штреком с накопителем и паровую турбину, отличающаяся тем, что входная и выходная скважины соединены поперечными штреками на разных уровнях пласта горячих пород в вертикальной плоскости, где поперечные штреки выполнены с промежуточным внутренним уступом, большим диаметром со стороны входной скважины и меньшим диаметром,выходящими в выходную скважину, причем часть поперечного штрека с большим диаметром заполнена наполнителем, представляющим собой куски графита, а другая часть с меньшим диаметром закреплена трубами, при этом паровая турбина размещена в выходной скважине над пластом горных пород, и снизу дополнительно снабжена сепаратором, имеющим изолированный выход на поверхность земли.

МПК / Метки

МПК: F03G 7/00

Метки: геотермальная, энергоустановка

Код ссылки

<a href="http://kzpatents.com/3-26186-geotermalnaya-energoustanovka.html" rel="bookmark" title="База патентов Казахстана">Геотермальная энергоустановка</a>

Похожие патенты