RU2343368C1 - Geothermal power plant - Google Patents
Geothermal power plant Download PDFInfo
- Publication number
- RU2343368C1 RU2343368C1 RU2007120959/06A RU2007120959A RU2343368C1 RU 2343368 C1 RU2343368 C1 RU 2343368C1 RU 2007120959/06 A RU2007120959/06 A RU 2007120959/06A RU 2007120959 A RU2007120959 A RU 2007120959A RU 2343368 C1 RU2343368 C1 RU 2343368C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heat
- gas
- heat exchangers
- geothermal
- turbine
- Prior art date
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24T—GEOTHERMAL COLLECTORS; GEOTHERMAL SYSTEMS
- F24T10/00—Geothermal collectors
- F24T10/30—Geothermal collectors using underground reservoirs for accumulating working fluids or intermediate fluids
-
- 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/10—Geothermal energy
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к геотермальным энергетическим установкам, вырабатывающим электроэнергию на базе использования тепла геотермальных источников.The invention relates to a power system, and in particular, to geothermal power plants that generate electricity based on the use of heat from geothermal sources.
Известны геотермальные энергетические установки с использованием для выработки электроэнергии тепловой энергии геотермальных источников, в которых геотермальная среда из эксплуатационной скважины поступает в последовательно установленные ступени расширителей, из которых образовавшийся пар поступает в турбину [1].Geothermal power plants are known using geothermal sources for generating thermal energy in which the geothermal medium from a production well enters sequentially installed stages of expanders, from which the generated steam enters the turbine [1].
Недостатком таких установок является низкий КПД, определяемый низкими начальными параметрами пара, поступающего в турбину, и образование интенсивных отложений, как правило, карбоната кальция на внутренней поверхности геотермального оборудования при нарушении карбонатно-кальциевого равновесия в ступенях расширителей. Это одна из главных причин, препятствующих широкому использованию средне- и высокопотенциальных геотермальных источников для выработки электроэнергии (например, Каясула - Ставропольский край, Тарумовка - Республика Дагестан и др.).The disadvantage of such installations is the low efficiency, determined by the low initial parameters of the steam entering the turbine, and the formation of intense deposits, usually calcium carbonate on the inner surface of geothermal equipment in violation of the calcium-carbon balance in the steps of expanders. This is one of the main reasons hindering the widespread use of medium and high potential geothermal sources for generating electricity (for example, Kayasula - Stavropol Territory, Tarumovka - Republic of Dagestan, etc.).
Средне- и высокопотенциальные геотермальные источники энергии можно более эффективно использовать как поставщики дополнительного топлива через газоотделители и как подогреватели конденсатной и подпиточной воды основного паротурбинного контура энергетических установок.Medium- and high-potential geothermal energy sources can be more effectively used as suppliers of additional fuel through gas separators and as condensate and make-up water heaters for the main steam-turbine circuit of power plants.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату при ее использовании является геотермальная энергетическая установка с контуром теплоносителя, включающим соединенные со скважиной газоотделитель, линией отвода газов подключенный к камере сгорания органического топлива, теплообменники-утилизаторы тепла отходящих газов газотурбинной установки, связанной с камерой сгорания органического топлива, и теплообменники, установленные в конденсатно-питательном тракте паротурбинного контура, содержащего парогенератор, паровую турбину, конденсатор, деаэратор, регенеративные подогреватели низкого и высокого давления [2].The closest in technical essence and the achieved result when using it is a geothermal power plant with a coolant circuit, including a gas separator connected to the well, a gas exhaust line connected to the combustion chamber of fossil fuels, heat exchangers-heat exchangers for exhaust gas heat of a gas turbine installation connected to the combustion chamber of fossil fuels , and heat exchangers installed in the condensate-feed path of the steam turbine circuit containing the steam generator, pa flat turbine, condenser, deaerator, regenerative heaters of low and high pressure [2].
К недостаткам таких установок относится образование интенсивных отложений, как правило, карбоната кальция в геотермальном оборудовании после газоотделителя в теплообменниках в результате нарушения карбонатно-кальциевого равновесия. Одновременно наличие большого количества твердой фазы карбоната кальция в виде взвешенных частиц представляет серьезную угрозу для скважины обратной закачки термальной воды.The disadvantages of such installations include the formation of intense deposits, usually calcium carbonate in geothermal equipment after a gas separator in heat exchangers as a result of a violation of the carbonate-calcium balance. At the same time, the presence of a large amount of the solid phase of calcium carbonate in the form of suspended particles poses a serious threat to the thermal water re-injection well.
Эти установки также имеют резервы повышения эффективности использования тепловой энергии геотермального источника за счет большего использования теплового потенциала продуктов сгорания.These plants also have reserves to increase the efficiency of the use of thermal energy of a geothermal source due to the greater use of the thermal potential of combustion products.
Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является повышение эффективности работы геотермальной энергетической установки за счет большего использования теплового потенциала продуктов сгорания и предотвращения солеотложений в теплообменниках, установленных в контуре геотермального теплоносителя, а также уменьшения опасности забивания скважин обратной закачки.The technical problem to which the invention is directed is to increase the efficiency of a geothermal power plant by making greater use of the thermal potential of combustion products and preventing scaling in heat exchangers installed in the geothermal coolant circuit, as well as reducing the risk of clogging re-injection wells.
Технический результат достигается тем, что в геотермальной энергетической установке с контуром теплоносителя, включающим соединенные со скважиной газоотделитель, линией отвода газов подключенный к камере сгорания органического топлива, теплообменники-утилизаторы тепла отходящих газов газотурбинной установки, связанной с камерой сгорания органического топлива, и теплообменники, установленные в конденсатно-питательном тракте паротурбинного контура, содержащего парогенератор, паровую турбину, конденсатор, деаэратор, регенеративные подогреватели низкого и высокого давления, продукты сгорания органического топлива после газотурбинной установки и поверхностного типа теплообменника-утилизатора поступают в смешивающего типа теплообменник-утилизатор, установленный на отводящем от газоотделителя трубопроводе термальной воды, причем смесь термальной воды с продуктами сгорания проходит через теплообменники, установленные в конденсатно-питательном тракте паротурбинного контура, и далее в скважину обратной закачки.The technical result is achieved in that in a geothermal power plant with a coolant circuit including a gas separator connected to the well, a gas exhaust line connected to an organic fuel combustion chamber, heat exchangers, exhaust gas heat exchangers of a gas turbine installation associated with an organic fuel combustion chamber, and heat exchangers installed in the condensate-feed path of the steam turbine circuit containing a steam generator, a steam turbine, a condenser, a deaerator, regenerative heaters of low and high pressure, combustion products of fossil fuels after a gas turbine installation and the surface type of a heat exchanger-heat exchanger enter the mixing type heat exchanger-heat exchanger installed on the thermal water outlet pipe from the gas separator, and the mixture of thermal water with combustion products passes through heat exchangers installed in the condensate feed path of the steam turbine circuit, and then into the re-injection well.
На чертеже показана принципиальная схема предлагаемой геотермальной энергетической установки.The drawing shows a schematic diagram of the proposed geothermal power plant.
Геотермальная энергетическая установка содержит эксплуатационную скважину 1 геотермальной среды, насос 2 подачи термальной воды в газоотделитель 3, из которого парогазовый теплоноситель поступает в камеру 4 сгорания газотурбинной установки, состоящей из компрессора 5, газовой турбины 6 и электрического генератора 7. Выход газовой турбины 6 подключен к парогенератору 8 и к теплообменникам-утилизаторам тепла отходящих газов газотурбинной установки поверхностного типа 9 и смешивающего типа 10, установленным соответственно на подводящем (между скважиной 1 и газоотделителем 3) и отводящем (между газоотделителем 3 и теплообменником 19, установленным в линии питательной воды паротурбинной установки) трубопроводах термальной воды.A geothermal power plant contains a production well 1 of a geothermal medium, a pump 2 for supplying thermal water to a gas separator 3, from which a gas-vapor coolant enters the combustion chamber 4 of a gas turbine installation, consisting of a compressor 5, a gas turbine 6 and an electric generator 7. The output of the gas turbine 6 is connected to to a steam generator 8 and to heat exchangers utilizing heat of exhaust gases of a gas turbine unit of surface type 9 and mixing type 10, mounted respectively on the supply (between between the well 1 and the gas separator 3) and the outlet (between the gas separator 3 and the heat exchanger 19 installed in the feed water line of the steam turbine installation) thermal water pipelines.
Паросиловая установка содержит парогенератор 8, паровую турбину 11, электрический генератор 12, конденсатор 13, конденсатный насос 14, деаэратор 15, питательный насос 16 и регенеративный подогреватель 17 высокого давления (регенеративный подогреватель низкого давления в контуре паротурбинной установки не показан). Для подачи термальной воды после газоотделителя 3 установлен перекачивающий насос 18, который прокачивает термальную воду вместе с продуктами сгорания органического топлива последовательно через теплообменник 19, установленный в линии питательной воды конденсатно-питательного тракта паротурбинной установки, теплообменник 20, установленный в конденсатной линии конденсатно-питательного тракта, в реинжекционную скважину обратной закачки 21. Насос 22 служит для подачи продуктов сгорания органического топлива под давлением в теплообменник 10 смешивающего типа.The steam-powered installation includes a steam generator 8, a steam turbine 11, an electric generator 12, a condenser 13, a condensate pump 14, a deaerator 15, a feed pump 16 and a high pressure regenerative heater 17 (a low pressure regenerative heater in the steam turbine circuit is not shown). To supply thermal water after the gas separator 3, a transfer pump 18 is installed, which pumps thermal water together with the products of combustion of organic fuel in series through a heat exchanger 19 installed in the feed water line of the condensate-feed path of the steam turbine unit, a heat exchanger 20 installed in the condensate line of the condensate-feed path , to the reinjection well of re-injection 21. Pump 22 is used to feed the combustion products of organic fuel under pressure into the heat exchanger 10 mixing type.
Геотермальная энергетическая установка работает следующим образом.Geothermal power plant operates as follows.
Геотермальная среда из эксплуатационной скважины 1 насосом 2 подается в поверхностного типа теплообменник-утилизатор 9, где она дополнительно подогревается охлаждающими газами газовой турбины 6 и затем поступает в газоотделитель 3. Из газоотделителя 3 парогазовая смесь поступает в камеру сгорания 4, где при дополнительном подводе топлива в атмосфере кислорода воздуха происходит сгорание горючих газов. После камеры 4 продукты сгорания вместе с водяным паром из газоотделителя 3 поступают в газовую турбину 6, вращающую электрический генератор 7. После газовой турбины 6 часть продуктов сгорания направляется в парогенератор 8, а часть параллельным потоком в теплообменники-утилизаторы 9 и 10, установленные на подводящем и отводящем трубопроводах термальной воды соответственно. С помощью нагнетательного насоса 22 продукты сгорания топлива смешиваются в теплообменнике 10 с термальной водой, направляемой к теплообменникам 19 и 20, установленным в конденсатно-питательном тракте. Далее эта смесь поступает в реинжекционную скважину 21.The geothermal medium from the production well 1 is pumped 2 to a surface-type heat exchanger-heat exchanger 9, where it is additionally heated by the cooling gases of the gas turbine 6 and then supplied to the gas separator 3. From the gas separator 3, the gas-vapor mixture enters the combustion chamber 4, where, with additional fuel supply, the atmosphere of oxygen is the combustion of combustible gases. After chamber 4, the combustion products together with water vapor from the gas separator 3 enter the gas turbine 6, which rotates the electric generator 7. After the gas turbine 6, part of the combustion products is sent to the steam generator 8, and part by a parallel stream to heat exchangers-utilizers 9 and 10 installed on the inlet and the discharge pipes of thermal water, respectively. Using the injection pump 22, the products of fuel combustion are mixed in the heat exchanger 10 with thermal water directed to the heat exchangers 19 and 20 installed in the condensate-feed path. Then this mixture enters the reinjection well 21.
Содержащаяся в большом количестве в продуктах сгорания двуокись углерода (СО2) при смешивании с термальной водой способствует ее стабилизации и растворению образовавшихся ранее в газоотделителе взвешенных частиц карбоната кальция. Одновременно повышается энергетический потенциал термальной воды, проходящей через теплообменники, установленные в конденсатно-питательном тракте.Carbon dioxide (CO 2 ) contained in large quantities in the combustion products when mixed with thermal water helps to stabilize it and dissolve suspended calcium carbonate particles formed in the gas separator. At the same time, the energy potential of thermal water passing through heat exchangers installed in the condensate-feed path increases.
Таким образом, подача продуктов сгорания органического топлива после газовой турбины непосредственно в теплообменник смешивающего типа повышает эффективность работы геотермальной энергетической установки за счет предотвращения образования карбонатных отложений в геотермальном оборудовании, снятия угрозы забивания скважины обратной закачки, повышения энергетического потенциала термальной воды, проходящей через теплообменники, установленные в конденсатно-питательном тракте паротурбинной установки, а также полного исключения загрязнения окружающей среды продуктами сгорания органического топлива.Thus, the supply of fossil fuel combustion products after the gas turbine directly to the mixing heat exchanger increases the efficiency of the geothermal power plant by preventing the formation of carbonate deposits in geothermal equipment, removing the risk of clogging of the re-injection well, and increasing the energy potential of thermal water passing through heat exchangers installed in the condensate-feed path of the steam turbine unit, as well as the complete exception for Environmental pollution loads combustion products of fossil fuels.
Источники информацииInformation sources
1. А.с. СССР №1035247, Кл. F01K 27/00, 1983.1. A.S. USSR No. 1035247, Cl. F01K 27/00, 1983.
2. Патент Российской Федерации RU 02027867 С1, 19950127, F01K 27/00, F03G 7/00.2. Patent of the Russian Federation RU 02027867 C1, 19950127, F01K 27/00, F03G 7/00.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007120959/06A RU2343368C1 (en) | 2007-06-04 | 2007-06-04 | Geothermal power plant |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007120959/06A RU2343368C1 (en) | 2007-06-04 | 2007-06-04 | Geothermal power plant |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2343368C1 true RU2343368C1 (en) | 2009-01-10 |
Family
ID=40374246
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007120959/06A RU2343368C1 (en) | 2007-06-04 | 2007-06-04 | Geothermal power plant |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2343368C1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109915334A (en) * | 2019-04-09 | 2019-06-21 | 李福军 | The dynamic electric trilogy supply device of High Efficiency Thermal and process are recycled under geothermal well |
| RU196410U1 (en) * | 2018-07-27 | 2020-02-28 | Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Дагестанский Государственный Технический Университет" (Дгту) | GEOTHERMAL POWER PLANT |
| US11661926B2 (en) * | 2018-08-21 | 2023-05-30 | Ormat Technologies Inc. | System for optimizing and maintaining power plant performance |
| RU2810329C1 (en) * | 2023-08-24 | 2023-12-26 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Geothermal power supply plant |
-
2007
- 2007-06-04 RU RU2007120959/06A patent/RU2343368C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU196410U1 (en) * | 2018-07-27 | 2020-02-28 | Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Дагестанский Государственный Технический Университет" (Дгту) | GEOTHERMAL POWER PLANT |
| US11661926B2 (en) * | 2018-08-21 | 2023-05-30 | Ormat Technologies Inc. | System for optimizing and maintaining power plant performance |
| CN109915334A (en) * | 2019-04-09 | 2019-06-21 | 李福军 | The dynamic electric trilogy supply device of High Efficiency Thermal and process are recycled under geothermal well |
| CN109915334B (en) * | 2019-04-09 | 2023-12-19 | 陕西国诚恒业能源技术有限公司 | Underground geothermal circulation efficient thermal and electric triple power supply device and process method |
| RU2810329C1 (en) * | 2023-08-24 | 2023-12-26 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Geothermal power supply plant |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3064841A1 (en) | Gas steam combined cycle central heating device and heating method | |
| EP2846008B1 (en) | Steam turbine plant | |
| Mudasar et al. | Thermodynamic analysis of organic Rankine cycle used for flue gases from biogas combustion | |
| KR101317222B1 (en) | High efficiency feedwater heater | |
| WO2012060739A1 (en) | Method for operating a gas turbine unit | |
| CN104963735A (en) | Method and device for heating gas fuel through condenser cooling water return water waste heat | |
| JPH09502233A (en) | Geothermal / fossil fuel combined use power plant | |
| RU2343368C1 (en) | Geothermal power plant | |
| KR101613201B1 (en) | Desalination System For Power Plant Using Combined Cycle | |
| RU2639397C1 (en) | Mode of gas turbine plant operation on methane-contained steam-gas mixture and its actualization device | |
| Varlamov et al. | Improvement of energy efficiency and environmental safety of thermal energy through the implementation of contact energy exchange processes | |
| RU2650238C1 (en) | Gas distribution station power plant or the gas control unit operation method | |
| JP2005146185A (en) | Equipment for utilizing plant-derived biomass resources | |
| RU2631961C1 (en) | Method for operation of binary combined cycle power plant | |
| RU2605878C1 (en) | Turbo-expansion system of heat utilization of circulating water on condensation units of steam turbines of thermal power station | |
| RU126373U1 (en) | STEAM GAS INSTALLATION | |
| RU118360U1 (en) | INSTALLATION OF ELECTRIC-HEAT-WATER SUPPLY OF ENTERPRISES OF MINING, TRANSPORT AND PROCESSING OF HYDROCARBON RAW MATERIALS | |
| RU117512U1 (en) | ELECTRIC POWER AND HEAT INSTALLATION | |
| RU2774553C1 (en) | System for the production of environmentally friendly fuel at tpp with a steam boiler | |
| RU2280768C1 (en) | Thermoelectric plant with gas-turbine unit | |
| RU2626710C1 (en) | Method of work of binary steam heat electrocentral | |
| RU2774551C1 (en) | System for production of environmentally friendly fuel at tpp with combined cycle gas turbine unit | |
| RU2259485C1 (en) | Main electric and heating line with closed thermal system | |
| RU2115868C1 (en) | Geothermal device with gas turbine | |
| RU2027867C1 (en) | Geothermal power plant |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110605 |