1598005528-5a29f77d2a9bb899a883b13e75ca9e01 (811229), страница 31
Текст из файла (страница 31)
В качестве основного варианта рассматриваются электростанция мощностью 200 МВт, работающая с использованием цикла с кипящей водой, и геотермальное поле, полностью подготовленное до строительства электростанции. Это означает, что при сооружении электростанции и соответствующего оборудования можно отказаться от требования сейсмостойкости к толчкам, вызванным последующими взрывами. В другом варианте предусматривается создание сейсмостойкой электростанции и не требуется окончательной подготовки геотермаль- ного поля до окончания сооружения станции, что является явным экономическим преимуществом. Недостатком этого метода являются дополнительные капитальные затраты на усиление конструкций электростанции и дополнительные потери тепла, связанные с транспортировкой пара на относительно большие расстояния.
Например, с помощью взрыва можно было бы создать поле, способное производить тецло в течение 10 лет, и построить сейсмостойкую электростанцию. По истечении 10 лет с помощью нового взрыва можно было бы ввести в действие новое поле на достаточно удаленном расстоянии, чтобы повреждения действующей электростанции были минимальными. Второе поле придется соединить с электростанцией проходящим по поверхности длинным сейсмостойким трубопроводом.
Еще через 10 лет с помощью нового взрыва можно было бы создать третье поле не. далеко от второго, которое можно соединить с сейсмостойким трубопроводом при помощи обычного, неусиленного участка трубопровода. В соответствии с третьим вариантом электростанция перемещается каждый раз на период взрыва. После завершения взрывных работ производство энергии возобновляется: электростанция возвращается на прежнее место, паропровод и линия электропередачи восстанавливаются. Хотя данный метод кажется достаточно простым, на практике для его реализации требуется перемещение больших блоков оборудования. Для решения этой задачи можно воспользоваться, например,железнодорожными вагонами, буксировщиками, вертолетами или тягачами.
Чтобы эти технические средства могли быть использованы, электростанция должна состоять из компактных модулей. Можно использовать также баржу и водный путь. В этом случае электростанция полностью монтируется на барже в канале, проведенном от поля, где должно производиться дробление породы, до некоторого достаточно удалеш1ого места, в котором безопасность станции гарантирована.
Во время проведения ядерных взрывов электростанция будет выводиться в это место. При подходящем рельефе местности, этот метод, вероятно, окажется экономически самым выгодным. Требования к площадке и геологические условия Идеальным участком для геотермальной электростанции является малонаселенная местность, поскольку экономическая выгода программы увеличивается с ростом мощности зарядов. В свою очередь допустимая мощность заряда определяется количеством и типом объ- 166 ( лаза 3 Плоушарская програмьш ислользоеания яяериых езрыаое 167 Таблииа 3.1 приближенные тепловые данные для гранитных интрузип (11 Температура интрузии„С 700 Конечная температура затаердееания, сС 600 Скрытая теплота плавления, кДж/кг 336 Теплопроеодность (жидкости и твердого тела), Вт/(м К) 2,09 Удельная теппоемкость (жидкости и теердого тела), кДж/(кг * град) 1,17 Г)лотность (жидкости и твердого тела), кг/мз 2700 ектов, расположенных вблизи площадки.
Кроме того, площадка должна быть сейсмостойкой и представлять собой достаточно ровное место с мягким грунтом, на котором нетрудно создать бассейн для охлаждения конденсата, проложить, если надо, канал и построить градирню. Следующим требованием является возможность получения достаточного количества воды (с поверхности или горизонта грунтовых вод) с расходом более 3,5 мз/мин. Кроме того, неподалеку должна проходить линия электропередачи, чтобы можно было снизить стоимость передачи электроэнергии. И наконец, источник тепла должен находиться на глубине 1500 — 3000 м. Подходящим источником тепла является твердая, но тем не менее горячая интрузия гранитной породы, залегающая близко к поверхности. Используя разумные аппроксимации (табл.
3.1) и пренебрегая конвекцией или выделением газов, Джегер (3) показал, что отвердевание гранитной интрузии происходит в течение 0,010 Т ~ лет, где Т— толщина интрузии в метрах. Для толщин в 1, 2 и 8 км время отвердевания составляет 0,2, О,Б и 1,4 млн. лет соответственно. В эти периоды происходит затвердевание ядра (500 'С) и температуры, превышающие 350 "С,поддерживаются на расстоянии от ядра, примерно равном толщине интрузии.
По мере охлаждения центра интрузии температура плутона и окружающей его породы остается выше 350 "С в течение времени„в несколько раз превышающего период первоначального отвердевания. По-видимому, ряд гранитных интрузий образовался в западной части континента в последние 2 — 3 млн. лет. Хорошо изученным примером таких интрузий является Корнельский кварцевомонцонитовый плутон вблизи Ахо (шт. Аризона).
Этот плутон, относящийся к третичному периоду, выходит на поверхность на площади более 230 кмз в Малых горах Ахо. По оценкам Джилали (41, температура кристаллизации этого цлутона 800 оС, а глубина его залегания - 2 км. Такие температура и глубина залегания соответствуют условиям, необходимым для гидро- термальных преобразований, которые имели место при остывали магмы.
По-видимому, большинство плутонов третичного периода, в частности состоящие из порфиритовых текстур, залегают на глубине 2 — 4 км. Трудность заключается в обнаружении еще горячих магматическнх тел на таких глубинах. В ходе разведки порфиро-медных месторождений был разработан метод обнаружения скрытыхрудных тел. После выбора геологического района поиска проводятся аэромагнитные и региональные гравитационные измерения, чтобы определить площадки для более подробного исследования магнито-теллурическим и локальным гравитационным методами. В изученных геотермальных месторождениях пара источники тепла связаны с гравитационной и магнитной аномалиями.
При определении геотермальных аномалий также могут быть эффективными мнкросейсмические измерения. О существовании глубоко залегающих сухих источников тепла могут свидетельствовать аномальные тепловые потоки и высокие геотермальные градиенты вблизи поверхности Земли, однако эти условия не всегда являются необходимыми. О более поздних интрузиях в большей степени могут свидетельствовать не)щвние поверхностные смещения и локальные геологические изменения.
Хотя геотермальные источники могут и не содержать значительных количеств минеральных веществ, но по мере охлаждения они выделяют следы многих элементов. Таким образом могут быть обнаружены как химические, так и физические проявления глубоко залегающих плутонов. Дисперсия ртути распространяется на огромное расстояние, и поэтому следы ртути могут быть обнаружены раньше, чем аномальные количества чаще встречающихся элементов. Разработка источников тепла Разрушенная ядерным взрывом нагретая порода является не просто источником энергии. По аналогии с ядерным ревцтором здесь юлеются активная зона, тоцливо, удерживающая оболочка и насосы. Техническая и экономическая осуществимость проекта в значительной мере зависит от зффектирности получения пара в зоне растрескивания.
158 глава 3 плоушврояая программа нсяопьзсвання Плавных взрывав 169 РЕЗУЛЬТАТЫ ЯДЕРНОГО ВЗРЫВА Ядерный взрыв в породе происходит следующим образом: при высвобождении энергии в процессе ядерной реакции образуется плазма с температурой в миллионы градусов и давлением выше 100 ГПа. Тепловая энергия генерирует ударную волну, которая испаряет, плавит и разрушает окружающую породу, и только на сравнительно большом расстоянии от места взрыва превращается в сейсмическую волну. Образовавшийся под действием ударной волны сферический объем испарившейся породы будет расширяться до тех пор, пока давление внутри сферы не будет сбалансировано весом лежащей выше породы и напряжением в окружающей породе.
В результате получается большая сферическая полость, окруженная расплавленной и растрескавшейся породой. Порода, разрушенная над полостью, как правило, оседает в течение периода времени от нескольких секунд.до нескольких часов после взрыва (за исключением некоторых материалов, таких, как соль, в которых полость сохраняется). Во время обвала полость, как таковая исчезает, а ее объем распределяется в трещиноватой породе, расположенной выше точки взрыва.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
