ГЕОТЕРМАЛЬНАЯ УСТАНОВКА

ГЕОТЕРМАЛЬНАЯ УСТАНОВКА
Полезная модель относится к энергомашиностроению и может быть использована для теплоснабжения на основе геотермальных источников.
Известно геотермальное устройство с газовой турбиной (RU 2115868, от 20.07.1998 г.), содержащее геотермальную скважину 1, теплообменник 2 для подогрева подпиточной воды за счет тепла геотермального теплоносителя, насос закачки 3, скважину закачки 4, котел-утилизатор 5, газовую турбину 6, электрогенератор 7, магистральный газопровод 8. Выход из турбины 6 соединен с котлом-утилизатором 5, а выход теплообменника для подогрева подпиточной воды за счет тепла геотермального теплоносителя-трубопроводом с входом в котел-утилизатор по сетевой воде.
Известна схема тепло- и электроснабжения г. Альтхайма (Австрия), состоящая из добычной и нагнетательной скважин, теплообменников, циркуляционного насоса (А.Б. Алхасов. Геотермальная энергетика. Проблемы, ресурсы, технологии, Москва, Физматлит, 2008, с. 228).
Известна и наиболее близка по технической сущности система геотермального теплоснабжения, состоящая из добычной и нагнетательной скважин, теплообменников, вторичного контура в виде обогреваемой системы с насосом, нагнетательного насоса. (Плачкова С.Г., Плачков И.В., Дунаевская Н.И. и др., «Энергетика: история, настоящее и будущее», 2012-2013, Книга 5. «Электроэнергетика и охрана окружающей среды. Функционирование энергетики в современном мире», Рис. 2.29 - Прилагается, интернет-ссылка: )
Недостатком всех этих решений является то, что схемы не предусматривают возможности равномерной работы циркуляционной системы при колебаниях динамического уровня рабочего флюида в добычной скважине, и приемистости - в нагнетательной.
Техническим результатом является создание геотермальной установки с циркуляционной системой, обеспечивающей равномерность потока рабочей жидкости, за счет компенсации колебаний динамического уровня в продуктивной скважине и изменения приемистости в нагнетательной скважине.
продуктивной скважине и изменения приемистости в нагнетательной скважине.
Технический результат достигается тем, что в циркуляционной системе геотермальной установки между продуктивной скважиной и теплообменником установлена емкость для разрыва струи, соединенная с циркуляционным насосом, при этом между теплообменником и наземным нагнетательным насосом установлен бак-гидроаккумулятор для демпфирования давления при изменении режимов работы насосов.
На фиг. 1 показан принцип работы заявленного решения, где термальная вода с температурой от 75 до 98°С из продуктивной скважины 1 вертикального типа поступает с помощью погружного скважинного насоса 2 в емкость для разрыва струи 3, из которой циркуляционным насосом 4 подается на теплообменник 5; к теплообменнику 5 с обратной стороны подключен вторичный контур 6, с помощью которого тепло доставляется непосредственно потребителю; охлажденная до 50-55°С термальная вода из теплообменника подается через бак-гидроаккумулятор 7 на наземный нагнетательный насос 8 для обратной закачки в нагнетательную скважину 9.
В зависимости от условий и срока эксплуатации в продуктивной скважине могут периодически наблюдаться колебания динамического уровня термальной воды. Для сглаживания таких колебаний между продуктивной скважиной и теплообменником установлена емкость для разрыва струи, размер которой рассчитывается от объема добываемой термальной воды.
Для подачи рабочей жидкости в теплообменник после емкости установлен циркуляционный насос. Для устранения кавитации насоса емкость для разрыва струи монтируется на определенной высоте, рассчитываемой в зависимости от величины кавитационного запаса применяемого насоса.
Бак-гидроаккумулятор 7, установленный после теплообменника, выполняет функции демпфирования давления при изменении режимов работы циркуляционного и нагнетательного насосов, и представляет собой мембранный расширительный бак с предустановленным давлением регулирования и рассчитанной емкостью для обеспечения демпфирования колебаний