1598005528-5a29f77d2a9bb899a883b13e75ca9e01 (811229), страница 39
Текст из файла (страница 39)
По сравнению с силикагелем растворимость кварца в воде меньше от ! 0 раз при ! 00 'С до 196 Грана Э Пппушарская программа испопьапааиия ядариых азрыапа 197 2 раз при 350 'С. Концентрация летучей окиси кремния в паре ниже для кварца, чем для силикагеля, но разница обычно невелика. Максимальное отношение концентраций достигает двух при температуре 7 350 'С и давлении пара 3 — 5 МПа.
Из фиг. 3.10 следует, что концентрация окиси кремния в паре при 623 К и 8 МПа равна 9 мг/л. Следовательно, можно подсчитать, что она составляет 5 — 9мг/л в условиях подземной полости, поскольку там могут присутствовать либо кварц, либо более активные формы окиси кремния Очевидно, что содержание окиси кремния при давлении пара, поступающего из этой полости, 8 МПа примерно на два порядка больше допустимого для нормальной работы турбины и что, если подавать пар непосредственно в турбину, на ее лопатках будут накапливаться значительные отложения.
Ситуация еще более осложняется присутствием в паре радиоактивности, поскольку '~аЯЬ, 1атСа и э4Са могут остаться на лопатках турбины вместе с окисью 134 кремния и различными солями. Месторождения природного пара дают "грязный" пар при более низких температурах и давлениях (фиг. 3.
И). Турбинный цикл этих электростанций соответственно имеет более низкий к.п.д., что, однако, компенсируется дешевизной природного пара. Корроэил н обдайованае нанннн. В этом разделе кратко рассматриваются некоторые проблемы коррозии и образования накипи под действием воды и пара, которые могут возникнуть в ходе эксплуатации ГеоТЭС на стимулированной ядерным взрывом геотермальной системе. Большая часть информации, касающейся этик проблем, естественно извлекается из опыта эксплуатации обычных геотермальных скважин. Экстраполирование этой информации на случай геотермальной скважины, стимулированной ядерным взрывом, требует.осторожности из-за других параметров пара и других геологических условий, которые можно ожидать в последнем случае. Сравнение условий в обычных геотермальных скважинах и скважинах, стимулированных ядерным взрывом, показывает, что температура воды в обычной скважине составляет 200 — 300 'С, в то время йак в скважине, стимулированной ядерным взрывом, температура породы достигает 350 'С.
В обычных скважинах используются трубы диаметром 20 — 25 см, достигающие глубины 0,15 — 0,6 км, а производимый пар находится под давлением 0,3 — 1,2 МПа при температуре 160 — 200 'С в устье скважины. В случае скважины, стимулированной ядерным взрывом, предполагается использовать трубы диаметром 1,3 — 1,8 м, достигающие глубины мЗ км.
Предполагается, что температура и давление в устье скважины будут составлять 350 'С и 8 МПа в момент пуска электростанции и 150 'С и 0,45 МПа к концу работы электростанции. Чтобы иметь возможность сравнивать явления коррозии и образования накипи в этих двух случаях необходимо оценить количество примесей в породе и теплоносителе обоих типов скважин. Только после этого можно делать какие-то выводы относительно конденсирующихся и неконденсирующихся примесей, которые выносятся потоком пара, и тех химических воздействий, которые эти примеси могут оказать на паротурбинную систему.
Данные химического анализа гсотсрмпльных вод Исландии и Новой Зеландии и термальных источников Чили приведены в табл. 3.10, а данные анализа геотермального пара из нескольких источников приведены в табл. 3.11. Все данные, кроме тех, которые относятся к вулкану Шова-Шиндзян, заимствованы из различных отчетов, помещенных в трудах [8). Данные для вулкана Шова-Шиндзян заимствованы из работы [9). Ряд соединений, входящих в незначительных количествах, в таблицу не включен. Представленные типы пород имеют в основном вулканическое происхождение и должны быть сравнимыми с типами пород, в которых производится ядерный взрыв.
Данные табл. 3.10 о количестве растворенных веществ, которые могут образовывать газообразные продукты, не дают представления о действительных концентрациях этих веществ в подземных водах, поступающих в скважину, ввиду потерь. имеющих место в процессе отделения геотермальных вод от пара. В процессе разделения двух фаз летучие компоненты концентрируются в паровой фазе, тогда как нелетучие компоненты концентрируются в воде. Например, фактическое содержание СОя в подземных водах геотермального поля Уайракей (Новая Зеландия) составляет 200 — 600 мг/л на глубине, а в подземных водах геотермального поля Уайотапу (Новая Зеландия) 800— 2500 мг/л, тогда как в табл. 3.10 даны значительно более низкие значения содержания НСО" и СО Из табл.
ЗЛО и 3.11 видно, что теплоносители содержат значительные количества веществ, вызывающих коррозию и накипь. Аналогичные вещества следует ожидать и в случае использования ядерного взрыва вследствие сходства типов пород. Будут ли коррозия и Ъ 3 еъ Ю е3 3Ч Ф Ф Ф О Е3 3Ч Мч г3О ФФФО1 Таблица 3.10 Химический анализ гестермальных вод из нескольких источников [11 Ф Ф Ъч МЪ о Ф СЪ Ф Ф Хен- Кризувик Уайракей. Уайстапу, гидпь. И Ислен- Новая Зе' овая Зе ' ц'„™щ ландия дня ландия 'ландия Рейкьнвнк, Ис- ландия Максимальная температура источника, ОС 230 Тип породы Базальтовая лава л с1 ОФ е)Ф Ф 3 Ю 'Я О. -6аЗ, 84$** Ф~ ж МЪ л 8 1 И МЪ 3' Ю 3О Ф 3 Ф Ю ЮЕЪ 3Ч " ОО съ йцй$ 285 159 1,4 0,0 О,З 2030 г 6000 л~ 3600 913 43о$ Н Ю$ьЛ Яс сщФ 3 арф Фое1ю )а ЯМЧ Г 500 1286 68 201 О,О 0,2 06 26 87 12 9,7 160 О,! 174 10 Ф л о о о 1 СЪ о л сс, Ю фи с 1.0 33 Е3 о о 0,1 3О 3С О,О 7-28 1,9 60 — 1050 0,3 9 85 2.8 4,9 ХМЪ~ Ф Ф Ф Ф МЧ Ф ФО 3Е О О Ф 3-19 0,1 0,4 0,0 426 602 736 2178 3-27 О 0 11-36 126 0,1 283 152 ФФ ЮМЪ О 3 л -з Язсз авос 470 1380 30 145 0 71 50 36 87 34 24 Я сз ~ЯЮ 33 хао33 Х3 С МЪ 3Ч о Ф л 3 43 17 .31 зюс х$од Е ЕЪ 3О ОЪ Ф ОЮМЧ ЕО Ф 30 70 24 0.2 ЮЗ юк о.д Ъ ф ОО о 6 аО с 10 Ю Ю 2 О.'3 ~3ь 66 Н ю мЪ к 3- а ж ЗЪ * ьч 3 $2 2 33 О 33 3Ч 'мЪ Ф Ф Ю Ю ° Ф $ь~$ -'-'3 ~ ) Термапьные источники* 2) Данные об общем содержании аммиака, двуокиси углерода и н 5 различны в зависимости от метода разделения воды и пара.
Значения, полученные путем химического анализа, ниже фактической концентрации в подземной воде. Общее содержание твердой фазы, мгlл )Че+ к+ )4Н.~. 2) 4 )ц '+ 2+ 3 3 А12+ г ез+ 5102 С1 НСО 3 С02- '! з 5732 4 Общее содержание супьфидов, таких, квк Н 52). мгул 2 230 265 295 40-90 )' 88 ) Базель- Игним- Игним- Изеер- Извержентовая па- бриты н бриты и женная ная норова пемзовыв пемзовые порода дв брекчии брекчии с Л о й й 3 и о $ й О. $ 3 И Й $ $ а Я 3- о ф Б з Л 3 .$ О О МХЪ 2 зб в $ О о 8$ Ф Ф 200 Гпввв 3 Ппоушеронвя прогрвммв нспопьзоввння ядерных взрывов 201 образование иакипи иметь место в действительности, зависит от конкретных условий в каждом случае.
Как известно, хлориды, МНз, СОз и Н Я в некоторых случаях вызывают коррозию металлов. Пар и горячая вода являются коррозиоино-активными по отношению ко всем силикатным материалам, таким, как цементированные соединения труб, железобетонные трубы или емкости, керамические отстойники и тому подобное. Следует либо избегать этих материалов, либо применять соответствующие покрытия. Накипь (или отложения)могут образоваться в трубах, турбивах или конденсаторах вследствие присутствия в паре летучих примесей, таких, как хлориды, гидроокислы, карбонаты, сульфаты и силикаты щелочных металлов, карбонат кальция и окись кремния.
Нековдеасирующиеся примеси в паре, такие, как СО,, Н 8, Н , СН„и т.п., ие обязательно вызывают коррозию, однако их необходимо отводить на выходе из турбины, чтобь1 обеспечить ее эффективную работу. О коороэионной стойкости обычных сплавов и других материалов в среде геотермальаого флюида известно мало. Наиболее коррозиовно-стойкими являются сплавы на основе титана, аустевитвые нержавеющие и хромированные стали.
Эпоксидвые смолы являются коррозионио-стойкими до температур 100 'С. Были проведены эксперименты продолжительностью до 150 сут по воздействию ва образцы сплавов воды при температурах 50 — 240 'С и пара при температурах 100— 200 'С. Хотя был обнаружен широкий спектр различных механизмов коррозии, по-видимому, наиболее серьезную опасность для сплавов представляет коррозия под напряжением. Известно, что такая коррозия может быть вызвана незвачительными количествами либо хлоридов, либо сульфидов и может привести к образованию трещин в различных сплавах, которые используются в конструкциях турбин. Концентрации хлоридов 5 1О ьн, и температуры 50"С уже достаточно, чтобы вызвать эту коррозию.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
