1598005528-5a29f77d2a9bb899a883b13e75ca9e01 (811229), страница 50
Текст из файла (страница 50)
Показано, что некоторые радиоактивные продукты, такие, как изотопы Ее, йп и Се, характеризуется столь низкими значениями растворимости в условиях проводимого исследования, что их наличие в породе не должно создавать проблем для будущих электростанций на геотермальном паре. Другие же изотопы, как '31 Се и '3355, характеризуются достаточно высокой растворимостью, и их перенос в геотермальном паре может вызвать определенные трудности. Кремнезем является основным растворимым компонентом горной породы, который составляет 8074' и более всех растворенных в воде веществ. Из исследуемых компонентов предсказываемые характеристики растворимости кремнезема оказываются наиболее близкими к характеристикам, наблюдаемым в простых системах с одним растворенным веществом.
280 Глава 4 Литература 1. Наг1еу.Р.Н., 5!О Зса1е Рогшапоп ш 5!тп!агед СеоьЬегша! Вг!пе, ОВН1-ТМ 4137, Заве 1973. 2. 5гапдпогд Р.Ст Ве!анче Есопоппсв о1 Нрйот Четаав Воьчпйот ЧТЕ Ечарогаьотв апд Вече!орьпепь Ртокгапь 1ог Вриот ЧТЕ Ечарогашг, Вероть 517, Арг)1, рр. 23 — 25, 1972. 3. Тшевдей А.Н, А Сотрпьег Ргокташ !ог тЬе Са1еа1аыоп о) АЧапег СЬешйьгу ьп Ноь-%атег Сеойетта! 5увьепьа, РВ 219, 376, 1973,)ЕНТНАЕР.
4. СЬт!оь 1..А., Могявп %.С., %вгпег 1.М., Р!оьчвЬаге Сеойегша! вгеаьл СЬеш1- втгу 1пггодасьогу 5ьагпев В)ЧНЕ-1614, Вате!!е, Рас!Нс НогтЬьчеаг 1.аьогагоМев, 1п!у 1971. 5. Рака1па Р., вресьгорьогопьеадс Вегегш!сапов о1 А1шпшат «ПЬ СЬготе Алого! 5, Ало!упса СЬетьсо Асш, яа, 57 — 63 (1965). 6. 1 апк!огд С.С., Р)атерьоьотеьег впд Со!опшеьшс Ргоседпгев, В%%1.-СС.849, РасН1с НогьЬьчеы 1.аьогагогу, В!сЫапд, %ааЫпагоп, верьепьЪег 1966. 7. Раве!от 1 ., Воде д.в., ТЫошп Вепчатпеа ш ьЬе Ел!таст!оп апд Олесь РЬоготеьг!с Ветегпппапоп о! Вогоп, Ала!утьса САеписа Апта, 84. 467 — %73 (1961). 8. 5тоо1ьеу 1,.1...
Реловше-А Веьч ВресггорЬоьотепдс Неаяепт 1ог !гоп, Ало)уПса! Слетьаву, ла )Чо. 7, рр. 779 — 781 (1970). 9. Нагчеу А.Е., Копьалпу 1.М., %уатт С.М., Со1оппьетг!с Веьегпипаноп о1 Ма8- певшт т!ьЬ ьЕпосЬготе В1ас!г Т, Лла!унсо! САетьлтгу, 25, Но. 3, 498 -500 (1963). 10. Кепуоп О.А., Ветл!сЬ Н.А., РЬоготел!с Вегегтьпаь!оп о! 5пьса пь Апта!!еа, Ало!уыса! САетьггту, 26, Но.
1, 145 — 148 (1953). ИССЛЕДОВАНИЕ ГЕОТЕРМАЛЬНЫХ РЕСУРСОВ КАЛИФОРНИИ В работе Ц), откуда заимствован приведенный ниже материал, предпринята попытка описать природу геотермальных ресурсов, их размерЬг и возможную технологию их эксплуатации. Результаты первоначальных исследований и доклад комитету по исследованиям Генеральной ассамблеи конгресса шт. Калифорния были представлены Голдсмитом и Рольфом. Основные положения и выводы сформулированы рабочей группой по разработке программ и планированию в области энергетики. Природа ресурсов Расширение знаний об основных.
силах, действующих внутри Земли, способствует более глубокому пониманию природы источников геотермальной энергии. С давних пор люди отмечали в различных местах на поверхности земли проявления тепловой активности ее недр. К этим проявлениям относятся гейзеры, термальные источники или струи пара, выходящие из трещин в земле. Б таких местах иногда бурили скважины, чтобы попытаться использовать энергию подобных источников в полезных целях. Во многих случаях, которых сейчас становится все больше, эти усилия увенчались успехом в том смысле, что из скважин получали значительные количества горячего пара и горячей воды.
Что же является источником геотермального тепла? Известно, что температура пород, слагающих земную кору, растет с увеличением глубины. Предполагается, что эти температуры достигают весьма высоких значений в центральной части земных недр. Б настоящее время считается, что источником этого тепла является распад радиоактивных элементов с большим периодом полураспада, а также фрикционные (приливные) силы. Были проведены исследования, чтобы выяснить, можно ли обеспечить нагревание такой рабочей среды, как вода, путем пропускания 262 Глава б Исслевсвеиие гастермальных ресурсов Калифсрнии ЖЗ ее по скважине, пробуренной в теплых зонах земной коры, где она нагревается и затем возвращается на поверхность земли. Тепло этой воды можно использовать, например, для получения электроэнергии. Земная кора образована гигантскими континентальными плитами, которые перемещаются относительно друг друга с образованием разломов между ними.
Более горячие вещества из недр поднимаются за счет циркуляции вдоль стыков между этими плитами. В областях подъема земная кора оказывается тоньше и пронизана трещинами. В этих областях тепловой поток из глубины к поверхности земли существенно превышает средние его значения. Это означает, что породы фундамента в таких областях могут оказаться более горячими, чем этого можно ожидать для таких материалов на данной глубине в других местах Земли.
Одна из таких больших областей разломов расположена в восточной части Тихого океана и доходит до Калифорнийского залива. Фактически отделение полуострова Нижняя Калифорния от материковой Мексики является результатом образования рифтовой зоны между континентальными плитами. Продолжением этого океанского разлома является зона разлома Сан-Андреас. Известно, что вдоль этой зоны существует ряд тепловых аномалий. Если подземные воды будут протекать через подобную нагретую зону, то они в свою очередь тоже нагреются. В некоторых областях отмечаются поверхностные проявления тепловой активности в виде гейзеров или горячих источников. Именно в этих областях проводится разведка геотермальных ресурсов. До недавнего времени считалось, что подобные термопроявления связаны только с зонами разломов и что массы воды под поверхностью земли имеют локализованный характер.
Однако лучшее понимание геологических условий и выяснение того факта, что некоторые из геотермальаых полей охватывают площади, значительно превышающие площадь локализованных зон разломов, заставило геологов пересмотреть свои теории относительно природы геотермальных районов. Не вдаваясь в детали научных фактов или аргументов, достаточно сказать, что теперь считают, что во многих случаях геотермальные районы могут занимать значительные площади и характеризоваться значительными объемами нагретых пород. В начальные периоды разведки нефтяных месторождений скважины обычно бурили в местах выхода нефти на поверхность, но дальнейшее развитие теории и практики нефтяного дела позволило нахо- дить нефть даже под морским дном.
Аналогично разведка геотермальных ресурсов находится на ранних стадиях своего развития; поэтому внимание исследователей сосредоточено на областях с поверхностными проявлениями тепловой активности. Однако с учетом опыта современной геологии можно надеяться на быстрый прогресс в разработке методов обнаружения геотермальных ресурсов и в отсутствие выходов тепла на поверхность земли. При бурении скважин с целью использования геотермальных ресурсов обнаружены определенные условия функционирования скважин.
В одних случаях получают сухой пар, не сопровождаемый водой. Такие условия характерны для одного из самых старых геотермальных паровых полей в Лардерелло в Италии, а также для месторождения природного пара в Долине Больших Гейзеров в северной Калифорнии, которое в настоящее время используется для производства электроэнергии фирмой лПэсифик гэз энд электрик". В этом случае подземные воды, нагреваясь при прохождении через горячие породы под поверхностью земли, вскипают с образованием пара и под землей формируется большой паровой бассейн, содержащий пар под повышенным давлением. Этот пар на выходе из пробуренной скважины может быть использован для полезных целей. В других случаях геотермальные скважины вскрывают в недрах исключительно горячую воду, которая вследствие размещения на глубине и особенностей конфигурации таких бассейнов находится обычно под высоким давлением.
Скважина, вскрывшая нагретую воду, может быть использована для понижения давления воды в части бассейна. При понижении давления очень горячей воды часть ее вскипает, превращаясь в пар. Пар в процессе образования и расширения будет стремиться выйти из ствола скважины, увлекая с собой при этом значительное количество воды. В этом случае из скважины будет поступать смесь пара и воды при еще очень высокой температуре, хотя и несколько охлажденная за счет процессов вскипания и расширения, имеющих место при прохождении потока через скважину. На выходе скважины пар и вода могут быть разделены простым центробежным устройством, называемым иногда циклонным сепаратором. Смесь проходит через сепаратор, из одной трубы которого получают воду, а из другой — пар.
Поскольку пар и вода находятся в термодинамическом равновесии, т.е. при одинаковых температурах и давлениях, то такой пар называется насыщенным. Такой тип геотермальных источников был обнаружен в Новой Зеландии, Мексике, долине Импириал-Валли и в других местах. аа4 Главе б Исследовение геотермвльных ресурсов Квлифорнии йоб Воды в различных месторождениях различны по составу. В Новой Зеландии такие воды характеризуются очень низкой минерализацией.
Там пар используется для получения электроэнергии, а вода просто сбрасывается в море. Для Новой Зеландии характерно обилие осадков, и поэтому геотермальные воды как источник пресной воды обладают малой ценностью. Геотермальные воды, обнаруженные в долине Импириал-Валли, вблизи озера Солтон-Си (в области, называешой Батс), являются совершенно противоположным примером. Содержание растворенных минеральных веществ в этих водах исключительно высоко, достигая 30 вес. ~,', в то время как в морской воде концентрация растворенных минеральных веществ составляет всего 3,37ю Вследствие высокого содеРжаниЯ минеРальных веществ, паР, получаемый из таких скважин, оказывает коррозионное воздействие, и его очень трудно использовать в электрогенераторных установках, что было показано на маломасштабных экспериментах.
Однако основной целью разработки геотермальных ресурсов в области Батс является получение химических продуктов из высококонцентрированных рассолов. Эта цель относится к одной из возможных и при разработке геотермальных ресурсов вообще, т.е. получение химических продуктов из геотермальных вод в качестве основного продукта или в качестве побочного продукта других процессов. Другой тип подземных нод обнаружен в области Серро-Прието в северной части полуострова Нижняя Калифорния. Здесь воды в подземном бассейне не являются ни пресными, ни сильно засоленными. Геотермальная вода в Серро-Прието содержит .2,0Ув растворенных минеральных веществ, т.е. она является слишком соленой для использования в качестве питьевой воды или для орошения, но пар, полученный из этих скважин, по своим характеристикам вполне подходит для использования на электростанции.
В настоящее время в Мексике сооружается электростанция мощностью 70 МВт, которая будет ис пользовать пар, полученный из геотермального поля Серро-Прието. В общем случае вода, выходящая из сепаратора, установленного на выходе из скважины, оказывается горячей. В то время как пар может быть использован для выработки электроэнергии или для других целей, вода также может найти применение.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
