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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Doble circuito centrales termoeléctricas geotérmicas. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Fuentes alternativas de energía El GeoTEP de doble circuito (Fig. 4.2) incluye un generador de vapor 4, en el que la energía térmica de la mezcla geotérmica de vapor y agua se utiliza para calentar y evaporar el agua de alimentación de una planta tradicional de turbina de vapor de vapor húmedo 6 con un eléctrico. generador 5. El agua geotérmica gastada en el generador de vapor es bombeada por la bomba 3 al pozo de retorno 2. Limpieza en seco El tratamiento del agua de alimentación de la planta de turbinas se realiza mediante métodos convencionales. La bomba de alimentación 8 devuelve el condensado del condensador 7 al generador de vapor. En una instalación de doble circuito no hay gases no condensables en el circuito de vapor, por lo que se garantiza un vacío más profundo en el condensador y la eficiencia térmica de la instalación aumenta respecto a una de circuito único. A la salida del generador de vapor, el calor restante de las aguas geotérmicas se puede utilizar, como en el caso de una central geotérmica de circuito único, para satisfacer las necesidades de suministro de calor.
Los gases, incluido el sulfuro de hidrógeno, se suministran desde el generador de vapor al absorbente de burbujas y se disuelven en el agua geotérmica residual, después de lo cual se bombea al pozo de eliminación. Según las pruebas realizadas en la central geotérmica oceánica en construcción (islas Kuriles), el 93.97% del sulfuro de hidrógeno inicial se disuelve en el absorbente burbujeante. Diferencia de temperatura en el generador de vapor. El consumo de agua caliente procedente de pozos geotérmicos para una instalación de capacidad N, kW, se determina a partir de la expresión
donde En campos con temperaturas de aguas geotérmicas relativamente bajas (100-200°C), se utilizan plantas de doble circuito que utilizan fluidos de trabajo de bajo punto de ebullición (freones, hidrocarburos). También es económicamente justificable utilizar tales instalaciones para reciclar el calor del agua separada de plantas de energía geotérmica de circuito único (en lugar del intercambiador de calor de calefacción urbana de la Fig. 4.1). En nuestro país, por primera vez en el mundo (en 1967), se creó una central eléctrica de este tipo utilizando refrigerante R-12 con una capacidad de 600 kW, construida en el campo geotérmico de Paratunsky (Kamchatka) bajo la dirección científica de el Instituto de Termofísica de la Rama Siberiana de la Academia de Ciencias de la URSS. La diferencia de temperatura del refrigerante era 80...5оC, se suministró agua fría al condensador desde el río. Paratunka con una temperatura media anual de 5оS. Desafortunadamente, estas obras no se llevaron a cabo debido al antiguo bajo precio del combustible orgánico. Actualmente, JSC "Kirovsky Plant" ha desarrollado el diseño y la documentación técnica de un módulo geotérmico de doble circuito con una capacidad de 1,5 MW utilizando freón R142v (refrigerante de reserva - isobutano). El módulo de energía se fabricará íntegramente en fábrica y se entregará por ferrocarril; los trabajos de construcción, instalación y conexión a la red eléctrica requerirán costes mínimos. Se espera que el costo de fábrica para la producción en masa de módulos de energía se reduzca a aproximadamente 800 dólares por kilovatio de capacidad instalada. Junto con GeoTES que utiliza un refrigerante homogéneo de bajo punto de ebullición, ENIN está desarrollando una instalación prometedora que utiliza un fluido de trabajo mixto de agua y amoníaco. La principal ventaja de una instalación de este tipo es la posibilidad de utilizarla en un amplio rango de temperaturas de aguas geotérmicas y mezclas de vapor y agua (de 90 a 220оCON). Con un fluido de trabajo homogéneo, la desviación de temperatura a la salida del generador de vapor es 10...20оC del calculado conduce a una fuerte disminución en la eficiencia del ciclo, 2.4 veces. Al cambiar la concentración de los componentes del refrigerante mezclado, es posible garantizar un rendimiento aceptable de la instalación a temperaturas cambiantes. La potencia de la turbina hidráulica de amoniaco en este rango de temperatura varía menos del 15%. Además, dicha turbina tiene mejores parámetros de peso y tamaño, y la mezcla de agua y amoníaco tiene mejores características de transferencia de calor, lo que permite reducir el consumo de metal y el costo del generador de vapor y el condensador en comparación con un módulo de potencia que utiliza un sistema homogéneo. refrigerante. Estas centrales eléctricas pueden utilizarse ampliamente para la recuperación del calor residual en la industria. Es posible que tengan una fuerte demanda en el mercado internacional de equipos geotérmicos. El cálculo de centrales geotérmicas con fluidos de trabajo mixtos y de bajo punto de ebullición se realiza mediante tablas de propiedades termodinámicas y diagramas h - s de vapores de estos líquidos. Relacionada con el problema de las centrales geotérmicas está la posibilidad de utilizar los recursos térmicos del Océano Mundial, que se menciona a menudo en la literatura. En latitudes tropicales, la temperatura superficial del agua del mar es de unos 25оC, a una profundidad de 500...1000 m - aproximadamente 2...3оC. Allá por 1881, D'Arsonval expresó la idea de utilizar esta diferencia de temperatura para producir electricidad. El diagrama de instalación de uno de los proyectos para implementar esta idea se muestra en la Fig. 4.3.
La bomba 1 suministra agua superficial tibia al generador de vapor 2, donde se evapora el refrigerante de bajo punto de ebullición. Cocine al vapor a una temperatura de unos 20°C se envía a la turbina 3, que acciona el generador eléctrico 4. El vapor de escape ingresa al condensador 5 y se condensa con agua fría y profunda suministrada por la bomba de circulación 6. La bomba de alimentación 7 devuelve el refrigerante al generador de vapor. Al ascender a través de capas superficiales cálidas, el agua profunda se calienta hasta al menos 7...8°C, respectivamente, el vapor húmedo agotado del refrigerante tendrá una temperatura no inferior a 12...13°C. Como resultado, la eficiencia térmica de este ciclo será Otro proyecto de central térmica oceánica, la termoeléctrica, implica el uso del efecto Seebeck mediante la colocación de uniones de termoelectrodos en las capas superficiales y profundas del océano. La eficiencia ideal de una instalación de este tipo, como la del ciclo de Carnot, es de aproximadamente el 2%. La sección 3.2 muestra que la eficiencia real de los convertidores térmicos es un orden de magnitud menor. Por lo tanto, para la eliminación del calor en las capas superficiales del agua del océano y la transferencia de calor en las capas profundas, sería necesario construir superficies de intercambio de calor ("velas submarinas") de un área muy grande. Esto no es realista para centrales eléctricas de potencia prácticamente notable. La baja densidad energética es un obstáculo para el uso de las reservas de calor de los océanos. Autor: Labeish V.G.
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reduce la entalpía del vapor vivo de una instalación de doble circuito h1 Sin embargo, en comparación con una de circuito único, en general, la caída de calor en la turbina aumenta debido a una disminución en la entalpía del vapor de escape h.2. El cálculo termodinámico del ciclo se realiza como para una central térmica de turbina de vapor convencional (ver apartado de plantas de turbina de vapor solar).
, kg/s , (4.3)
- diferencia de temperatura del agua geotérmica en la entrada y salida del generador de vapor, °C, 
- Eficiencia del generador de vapor. La eficiencia global de las modernas centrales geotérmicas con turbinas de vapor de doble circuito es del 17.27%.
= 0,028, y para un ciclo real, menos del 2%. Al mismo tiempo, una central termoeléctrica oceánica se caracteriza por altos costos de energía para sus propias necesidades; se requerirán costos muy altos de agua fría y caliente, así como de refrigerante; el consumo de energía de las bombas excederá la energía generada por la unidad. En Estados Unidos, los intentos de implementar este tipo de centrales eléctricas cerca de las islas hawaianas no dieron resultados positivos.
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