Centrales termoeléctricas geotérmicas de circuito único. Esquema, descripción

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Circuito único centrales termoeléctricas geotérmicas. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.

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En una unidad de circuito único, que opera, por ejemplo, en la primera etapa de la TPP Pauzhetskaya, la fracción de vapor se separa de la mezcla geotérmica de vapor y agua en el separador y entra en la turbina de condensación que funciona con vapor saturado (Fig. 4.1) . El refrigerante del pozo lleva una gran cantidad de sales y gases nocivos (incluido el sulfuro de hidrógeno H₂S), cuya presencia en el circuito de vapor es inaceptable. Por lo tanto, la separación de vapor es necesaria. En las GeoTPP extranjeras se utilizan principalmente separadores centrífugos del tipo ciclón, que proporcionan un contenido de humedad del vapor residual del 0,5%. En Rusia, ENI-Nom ha desarrollado un separador por gravedad, en cuya salida el contenido de humedad del vapor es de 0,01 a 0,05%. Si además aplicamos el lavado del vapor "vivo" con condensado limpio (hasta un 1,2% del consumo total de condensado), la calidad del vapor será la misma que en las centrales térmicas y nucleares tradicionales.

Centrales termoeléctricas geotérmicas de circuito único
Figura 4.1. Esquema térmico de un GeoTPP de bucle único

El agua geotérmica caliente se envía desde el separador de vapor 5 al calentador de red 4, donde su calor se usa para calentar, y luego se bombea de regreso al depósito mediante la bomba 3 de acuerdo con los requisitos de protección ambiental y mantenimiento de la presión del depósito. Por lo general, la profundidad de dichos pozos inversos 2 es aproximadamente la misma que la de los pozos de producción 1. Los costos de perforación son uno de los principales elementos de costos de la energía geotérmica. Las sales de las aguas geotérmicas son muy activas en términos de corrosión, por lo que las tuberías deben tener una protección confiable en forma de revestimientos y revestimientos de polímeros.

El vapor del separador ingresa a la turbina 7, que impulsa el generador eléctrico 8. El vapor que sale de la turbina se envía al condensador 9, en el que la bomba de circulación 10 bombea agua fría del ambiente. El condensado se drena en los cuerpos de agua locales.

En los últimos años, ha habido una tendencia en el diseño de plantas de energía geotérmica con unidades de energía modulares de máxima preparación de fábrica. Con su uso, el trabajo de construcción e instalación en el sitio se reduce al mínimo. La Planta de Turbinas Kaluga produce módulos de condensación con una capacidad de 4 MW y se están desarrollando unidades modulares con una capacidad de 20 MW. Las turbinas de condensación y contrapresión para GeoTPP de varias capacidades también están en los planes para la producción de las plantas de Leningrad Metal y Kirov.

El lugar para la construcción de la GeoTPP debe ser elegido con la posibilidad de suministrar agua fría del ambiente al condensador de la planta de turbinas de vapor. Una desventaja significativa de las centrales eléctricas geotérmicas de circuito único es la presencia de gases no condensables en el vapor geotérmico, que no se separan en el separador. Por esta razón, es imposible crear un vacío profundo en el condensador y se subestima la caída de calor en la turbina.

, kilovatios (4.1)

donde - rendimiento térmico del ciclo, determinado por la relación (3.2), es la eficiencia interna relativa de la turbina, - eficiencia eléctrica del turbogenerador, d - consumo de vapor, kg/s. El consumo de agua fría del ambiente para la condensación de vapor es igual a

, kg/s (4.2)

donde - entalpía del condensado, kJ/kg, c = 4,19 kJ/(kg.K) - capacidad calorífica del agua, - caída de temperatura del agua fría en el condensador, oC.

En GeoTEU también existen pérdidas de energía por necesidades propias (principalmente, por el accionamiento de la bomba de circulación que suministra agua del ambiente al condensador, y por el accionamiento de la bomba de bombeo de aguas residuales al embalse), que se toman en cuenta por el coeficiente . La eficiencia total de la instalación es igual al producto , en instalaciones en explotación es del 15.22%. Teniendo en cuenta el uso de agua caliente separada en el separador para suministro de calor, el uso útil del recurso geotérmico puede superar el 50%.

Autor: Labeish V.G.

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