1598005528-5a29f77d2a9bb899a883b13e75ca9e01 (811229), страница 42
Текст из файла (страница 42)
(Отметим, что с уменьшением давления дросселирования массовый расход должен увеличиться, как это показано на фиг. 3.13.! Используя трубопровод диаметром 1370 мм можно достичь конечного давления дросселирования 0,46 МПа. Вертикальный отрезок 212 Главе 3 Плоушерсивя программе ислользоввния ядерных взрывов 213 кривой для диаметра трубопровода 1370 мм предстацляет собой конечную фазу эксплуатации электростанции.
Во время этого последнего периода используется 15% энергии, извлекаемой из трещиноватой области. Йовери, связанные с сооружением злеквросванянн до взрыва. Одним из основных преимуществ сооружения электростанции до взрыва является то, что турбогенераторная установка может быть передвинута непосредственно к эксплуатационной скважине, пробуренной в полость, что позволит свести к минимуму термодинамические потери и стоимость сооружения трубопровода.
Для рассматриваемой электростанции приемлемым является расстояние 500 м. Общее количество энергии, которое можно извлечь в результате взрыва данной системы зарядов за период эксплуатации данного геотермального источника, можно оценить по среднемассовой температуре теплоносителя в конце эксцлуатапии. Работа турбины прекращает-. ся при достижении следующих параметров пара на входе: 0,483 МПа ~~1 2,0 Цй 16 ий и 0,6 0,33 ' 160 «О 200 220 240 260 230 Одебвемнеевбвд жввевиволятда нв Втвдт В днввйшртд луулун9ввдвй ь' Ф и г. 3.16.
Средивмвссоввн температуре тепрчиоситепн дпн рвзпичиых систем трубопроводов 11!. Длине трубопроводе, проложенного ло поверхности, ВОО м; условия нв входе В тУРбИНУ: 0,433 МПВ И 160 оС; ДИЕМвтРЫ ВЫЕОФШДГО тРУВСПРСЕОДа 1- 1В30 МЬС 2 — 1626 мм; 3 — 1220 мм; 4 — 916 мм; 6 — В10 мм. и 150 С. Температуры породы в источнике в конце его эксплуатации представлены на фиг.
3.18. Если принять, что среднемассовая температура рабочей жидкости прямо пропорциональна средней температуре трещиноватой породы, то, согласно фиг. 3.18, при более низких температурах из полости извлекается большее количество энергии. Как можно было ожидать, чем больше диаметр выводящих трубопроводов и трубопроводов на поверхности, тем ниже конечная температура, при которой из полости прекращается извлечение тепла, и, следовательно, тем больше количество извлеченного тепла.
Из-за потерь в трубопроводе температура теплоносителя на входе в выводящий трубопровод отличается от температуры на входе в турбину. Суммарные потери можно разделить на потери в трубопроводе, находящемся на поверхности, и потери в выводящем трубопроводе. Следовательно, при дынном диаметре выводящего трубопровода увеличение размера трубопровода, расположенного на поверхности, сверх того размера, при котором потери пренебрежимо малы, не позволит извлекать энергию при более низких температурах источника (фиг.3.18).
Следовательно, кривые асимптотически приближаются к тем температурам источника, которые дают представление только о потерях в выводящем трубопроводе. Вместо того чтобы для каждого размера выводящего трубопровода подбирать подходящий диаметр трубопровода на поверхности, оказалось возможным найти разумные соотношения, выбирая диаметр трубопровода на поверхности таким, чтобы те1лпература ксточника отличалась не более чем на 3 С от асимптотической температуры источника.
Такое соотношение показано на фиг.. 3.19. Каждой системе трубопроводов, представленных на фиг. 3.19, соответствует определенная конечная температура источника. Это в свою очередь означает, что с помощью каждой системы из геотермального источника можно извлечь свое количество тепла. Если предположить для сравнения„ что одна единица энергии извлекается при снижении температуры породы от 350 до 150 'С, то относительное количество извлекаемой энергии с помощью различных систем трубопроводов можно получить из фнг. 3.18 и 3.19.
Результаты представлены на фиг. 3.20, где приведены рабочие характеристики различных систем трубопроводов. Наряду с общим запасом энергии и стоимостью систем трубопроводов. а также других расходов, связанных с разработкой поля, эти характеристики являются основой для выбора системы трубопроводов в рассматриваемом проекте. Ппоушерснея программе непользования ядерных взрывов 216 Ф,. 1 чй фй 0,3 0„1 дб 40 ' кб 2 ,баамво)о омуейнаеоо мррлеороЮУа,м Ф и г.
3.19. Оптимвпьныд диеметр трубопроводе, проложенного по поверх- ности, в зависимости от диаметре выводящего трубопроводе [1). Донне трубопроводе. пропоаенного по поверхности„600 м; усповня не входе е турбину. "О,ебз МПе и 160 ьС. ~~ 0,В и Ц 0,0 ь,. 3 03 05 г Яиамеар Емоодтааооо мррооороеода,м Ф и г. 3.20. дспя извпеквемоя энергии в зввичимости от дивмвтрв еыводя- щв о трубопроводе 11 1. Длине трубопроводе, пропожвнного по поверхности 600 м; условия не входе в турбину: О,Е83 МПе н 160 С.
Доиери, селеаянме с консврукцией сейсмосиойксй сиаицев: Термодинамические характеристики системы преобразования энергии для сейсмостойкой конструкции электростанции такие же, как и для рассматриваемой геотермальной электростанции, которую можно считать стандартной, но потери в трубопроводах в течение последних 20 лет эксплуатации для размещенной в отдалении сейсмически усиленной электростанции резко отличны. В течение первых 10 лбт эксплуатации электростанции тепло передается на расстояние 600 м по трубопроводу, проложенному по поверхности, и потери в нем будут аналогичны потерям в рассмотренном выше случае строительства до взрыва.
Рассмотрим теперь термодинамические характеристики для нескольких комбинациИ диаметров выводящего (вертикального) трубопровода и трубопровода, проложенного по поверхности, по которым пар из полости поступает к электростанции, расположенной на расстоянии 6,4 км. Для облегчения выбора комбинации диаметров выводящего трубопровода и трубопровода, проложенного по поверхности, оценивается температура основной массы тецлоносителя на выходе из источника при условиях на входе в турбину в конце ее эксплуатации. По этой температуре можно определить относительное количестао энергии, извлекаемой из данного геотермального поля с помощью различных систем трубопроводов. Необходима некоторая корректировка методов, используемых при расчете строительства электростанции до взрыва.
В предыдущем анализе диаметр трубопровода, проложенного по поверхности, был произвольно увеличен, так что среднемассовая температура теплоносителя на выходе из источника отличалась от температуры, достигаемой при использовании только выводящего трубопровода, не более чем на 3 С.
Это позволило получить соотношение между диаметром трубопровода на поверхности и диаметром выводящего трубопровода, которое упростило последующие расчеты. Для каждого случая, с учетом стоимости трубопровода большого диаметра длиной 6,4 км, необходимо оптимизировать диаметр трубопровода, проложенного по поверхности. На фиг. 3.21 показано относительное количество энергии, извлекаемое различными системами трубопроводов, рассмотренных в расчетах по оптимизации конструкции электростанции, построенной после взрыва. Наряду с общим запасом энергии 1Е ) и стоимостью различных систем трубопроводов, а также о 216 Гпввв 3 Ппоушврскея программе использования ядерных взрывов 217 1,б И ~ О,б $ о,г ОЗ об 1 16 2 Яааоив(о отд(пйпробойт, орооожвннооо оо ообо/тхнастцот Ф и г.
3.21. Долл извлекаемой знергии (1). Длине трубопровода, проложенного по поверхности, 6,4 км; условия нв входе в турбину: 0,483 МПе н 150 "С; диаметры выводящего трубопроводе: 1 — 1830 мм; 2 — 1625 мм; 3 — 1220 мм; 4 — 916 мм. других расходов, связанных с разработкой поля, эти данные являются основой для выбора'системы. ГИПОТЕТИЧЕСКИЙ СЛУЧАЙ ВЫБРОСА Был проведен анализ гипотетического случая выброса. Предполагалось, что энергетическая установка находится на расстоянии 6,4 км от геотермального поля и что разрыв произошел в середине трубопровода, проложенного на поверхности. После того как датчиком давления была обнаружена утечка (6 с), быстродействующие клапаны с обоих концов трубы закрыли систему за следующие 16 с.
Предполагалось, что разрыв имеет такой же диаметр, что и трубопровод, и расположен на верхней стороне трубы. Были проведены расчеты для труб как высокого давления (диаметр трубы 467 мм), твк и низкого дацления (диаметр трубы 1370 мм). Хотя для этих двух случаев получены различные цифры, выводы можно сделать одинаковые. В табл. 3.13 приведена сводка условий, при которых произошел разрыв. Предполагалось, что в конце истечения пара давление в трубе равно 0,1 МПа, а температура 100 С.
Разрыв расположен на верхней стороне трубы, и поток пара направлен вверх. Существует два вида метеорологических проблем, связанных с выбросом такого типа: 1) траектория средней, линии султана пара и 2) диффузия вещества вокруг этой линии. Была рассчитана высота султана пара в конце выброса, однако это значение было сочтено слишком малым, так как пар продолжает подниматься и после окончания выброса. Точно также равновесная высота для непрерывного точечного источника (при начальных значениях потоков тепла и импульса) Успоеия разрыва паропровода (1) Длина трубопровода 6,4 км, диаметр трубы 457 время срабатывания клапанов 15 с; скорость ветре Параметр Температура на входе.
сс Двелвиив нв входе, МПа давление в, турбинв. МПв Средняя температура, Среднее давление, МПв Среднлл скорость звука в паре (у = 1,26)„м/с Время, необходимое длл обнаружения падению давления на раостолнии 3,2 км от разрыва, с Полное время перекрытия оиствмы, с Обьвм трубы длиной 6,4 км, мз Средняя плотность пара в трубе длиной 6,4 км, г/м Рвоход пара при мощности 160 МВт, г/с Плотность перв лри давлении 0,1 МПа и температуре 100 ьС ./ „3 Масса потока перед перекрытием системы, г Масса утечки при снижении давления в трубе до 0,1 МПа (конденсация отоутствует), г Полная мвооа утечки; г Начальный расход при истечении в атмосферу со окоростью звука (330 м/с), г/с Полное время выброса в предположении постоянного расхода, с Начальный тепловой поток (С = 2 кДж/(кг К), т = Ы С), Мдж/о Высота струи в конце времени выброса, м Высота на расстоянии перекоса прн условии, что султан пере непрерывен, м Принятая высота стабилизации, м Принятый диаметр стабилизации.
м Обьем, мз увбпнцв 3.13 мм; 3 м/с. 349 7,35 5 349 6,1 606 6,0 21 1060 24600 2,18 106 597 0,46 ° 1О 2,54 ° 10 э 1о' 1,3 ° 10е 22 0,879 190 1370 600 60 1,7 ° 10 ! 218 Глввв 3 Таблица ЗЛ5 Выброс радиоактивности.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
