ГЕОТЕРМАЛЬНАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ С БИНАРНЫМ ЦИКЛОМ

Полезная модель относится к области энерготехники, конкретнее - к устройствам для выработки электроэнергии, использующим тепловую энергию геотермального источника.
Известны комбинированные геотермальные установки, содержащие выполненные в блочно-модульном исполнении сепаратор, турбогенератор теплообменник основного цикла, теплообменник, турбогенератор и воздушно конденсаторную установку дополнительного контура с низкокипящим рабочим телом (см., например, Проект "Kamchatka General Arrangement Preliminary" "ORMAT", Израиль, 1997 г.).
К недостаткам известных установок следует отнести недостаточную эффективность работы воздушно-конденсаторной установки (ВКУ) и невысокую надежность работы теплообменников.
7
00
Наиболее близкой к предложенному техническому решению по технической сущности и достигаемому эффекту является геотермальная электростанция с комбинированным циклом, содержащая продуктивную скважину, сепаратор и турбогенератор основного цикла, подогреватель пароперегреватель, конденсатор-испаритель, турбогенератор, ВКУ и насос дополнительного контура с низкокипящим рабочим телом (см., например свидетельство РФ на ПМ №6205 по кл. F 03 G / за 1976 г.).
К недостаткам описанного устройства следует отнести нерациональное использование теплового потенциала рабочего тела основного цикла - пароводяной смеси (ПВС) в элементах установки, обусловливающее снижение производительности цикла. Кроме того, использование температурного потенциала сепарата основного цикла для подогревателей дополнительного цикла ведет к образованию солеотложений в последних, что ведет к снижению надежности установки в целом.
Задачей полезной модели является устранение перечисленных недостатков и повышение производительности цикла при увеличении надежности элементов схемы, путем оптимального использования различных источников геотермального тепла.
Поставленная задача решается благодаря тому, что в известной геотермальной электростанции с комбинированным циклом, содержащей продуктивную скважину, сепаратор и турбогенератор основного цикла подогреватель, пароперегреватель, конденсатор-испаритель, турбогенератор ВКУ и насос дополнительного контура с низкокипящим рабочим телом, по предложенной полезной модели на выходе сепарата из сепаратора установлен расширитель, связанный паровым трубопроводом с пароперегревателем, а
трубопроводом сепарата - с подогревателем, на выходе пароперегревателя установлен дополнительный расширитель, выход которого по пару соединен с конденсатором-испарителем, при этом подогреватель выполнен в виде двух параллельных по сепарату секций, снабженных запорными элементами.
Указанное выполнение устройства позволяет использовать температурный потенциал сепарата основного цикла и проводить профилактические работы на подогревателе без остановки работы дополнительного цикла.
На чертеже фиг.1 схематично представлено предложенное устройство.
Геотермальная электростанция содержит продуктивную скважину 1, ПВС из которой поступает в сепаратор 2, связанный по пару с турбогенератором 3 основного цикла, а по сепарату - с расширителем 4, выход пара из которого связан с пароперегревателем 5, а выход сепарата - с подогревателем 6 состоящим из двух параллельных секций, снабженных запорными элементами 7. На выходе пароперегревателя 5 установлен дополнительный расширитель 8 выходы из которого сообщены со входом конденсатора-испарителя 9 и подогревателя 10 соответственно. Кроме того, дополнительный контур с низкокипящим рабочим телом содержит турбогенератор 11, воздушно конденсаторную установку 12 и циркуляционный насос 13.
При работе установки реализуется цикл преобразования геотермальной энергии пароводяной смеси в электрическую энергию по двухконтурной схеме аналогичной прототипу и содержащей основной контур, работающей на пароводяной смеси, и дополнительный контур с низкокипящим рабочим телом.
В основном цикле ПВС из скважины 1 попадает в сепаратор 2, откуда паровая фаза подается на турбогенератор 3, где вырабатывается электроэнергия. Сепарат из сепаратора 2 поступает в расширитель 4, откуда паровая фаза направляется на пароперегреватель 5 дополнительного цикла, а сепарат - на секции 6 подогревателя. С выхода пароперегревателя 5 ПВС поступает в дополнительный расширитель 8, откуда паровая фаза вместе с паром, отработанным в турбогенераторе 3, поступает на конденсатор испаритель 9, а конденсат - на вход подогревателя 10. В дополнительном контуре, благодаря организованному подводу и съему тепла в элементах схемы происходят фазовые переходы рабочего тела, паровая фаза которого приводит в действие турбогенератор 11 дополнительного контура.
При проведении профилактических работ одна из секций подогревателя 6 отсекается от цикла по сепарату вентилями 7, вскрывается и очищается от солеотложений, при этом вторая секция подогревателя 6 участвует в цикле и обеспечивает его непрерывность.