1598005528-5a29f77d2a9bb899a883b13e75ca9e01 (811229), страница 65
Текст из файла (страница 65)
По этому трубопроводу подается холодная и относительно чистая вода на забой скважины. В утри обсадной трубы 2 расположен второй внутренний трубопровод 5, изготовленный из того же материала,что и трубопровод 4, но большего диаметра. Он идет от устья скважины 3 до оборудования энергетической системы, размещенного на дне скважины, и используется для вывода на поверхность отработанного пара из турбины.
Установка для извлечения геотермальной энергии 1 состоит из парогенератора 6, паровой турбины или другого ротационного двигателя 7, и ротационного насоса горячей воды 6, приводимого в движение ротационным двигателем. Эти три агрегата подвешены в донной части скважины внутри обсадной трубы 2, причем они частично опираются на внутреннюю стенку трубы 2 в районе сварного соединения 9 и поддерживаются концентрическими трубами 4 и 5. Можно использовать дополнительные средства для поддержания или обеспечения соосности. Вниз по трубе 4 от наземнсй установки к сужению 10 (фиг. 6.16) закачивается чистая холодная вода В верхней части сужения 10 имеется одно или несколько отверстий 11, подводящих воду через патрубки 12 к обычному регулятору давления и редуктору 16.
Размеры отверстий 11, характеристики регулятора давления и редуктора 13, а также действующее в трубе 4 давление чистой воды подобраны та. ким образом, чтобы вода протекла через трубу 14 в парогенератор без обратного тока пара Из регулятора давления и редуктора 13„ расположенных между трубами 4 и 5, вода через трубу 14 попадает в длинный теплообменник 15 из стального сплава, имеющий вид змеевика, размещенного между трубами 2 и 5.
Горячая вода, поднимающаяся вверх между трубами 2 и 5, превращает воду в змеевике 15 в высокотемпературный сухой пар. На входе в регулятор давления и редуктор 13 чистая холодная вода находится под большим гидростатическим давлением. Зто давление значительно понижается редуктором 13, так что вода из скважины может перегревать и испарять чистую воду. Полученный пар поступает в трубу 16, которая отходит вниз от последнего витка 17 змеевика 15 парогенератора 6 и проходит вблизи внутренней стенки трубы 2.
В окрестности витка 17 и трубы 16 труба 5 увеличивается в диаметре и образует секцию, соизмеримую с размерами паровой турбины 19. 334 Глвве В Получение внелгии иэ голячик геотвРмелвнык РвогвоРое Паровая турбина 19 заключена внутри кожуха 20 из стального сплава в форме усеченного конуса между двумя торцевыми круглыми стальными перегородкамй 21 и 22. Опорные подшипники 23 и 24 с водяной смазкой, установленные в центре перегородок 21 и 22 поддерживают главный вал 25 турбины 19.
Кожух 20 и перегородки 21 и 22 жестко соединены сваркой и явления 16 п ляются несущей конструкцией турбины 19. Паропровод выс окого давподходит к входному отсеку турбины 19 через отверстие 26 в нижней перегородке 22. В верхней перегородке 21 имеется ряд отверстий 27 и 28 для выхода использованного пара из турбины 19 в пространство между трубами 4 и 5. Таким образом, относитально чистая вода, поступаю ая в нап вле ра нии стрелки 29 по трубе 4„может после превращения в па уже в виде частично отработанного сухого пара подниматься к устью скважины в направлении стрелки 30 в кольцевом пространстве межНасос 31 асп расположен внутри цилиндрического корпуса 32, концентрично размещенного внутри трубы 2. Верхняя часть корпуса 32 постепенно расширяется и образует коническую секцию 33.
Верхняя часть приварена в сечении 9 к внутренней поверхности тр б 2. родолженная вниз коническая часть кожуха 20 у ы ла 34. Се ии 3 имеет форму колоко- 3 ла . екции 33 и 34 имеют в основном одинаковую кривив, 'об уя кольцевое пространство для протока жидкости. ну, ' раНасос 31 поддерживается в корпусе 32 стальной торцовой крышкой 35, приваренной к корпусу 32 по кольцевой поверхности 46, В центре крышки 35 установлен упорный подшипник 36 для поддержания конца 37 вала 25. Подшипники с водяной смазкой 24 и 36 могут одновременно поддерживать вал 25 и рабочее колесо вод со водяного насо- В крышке 35 имеется кольцевой ряд отверстий 38, через которые горячая вода поступает в насос 31.
Здесь вода ускоряется рабочим колесом насоса и выходит в кольцевое пространство, образованное концентрическими секциями 33 и 34 по ко , по которому она нагнетается вверх к устью скважины в направлении стрелки 39. Размеры отверстия 11, характеристики регулятора давления 13 и давление холодной воды в верхней части скважины подби а ким об зом, ра , чтобы обеспечить подачу воды для смазки подшипников 23, 24 и 36 через сужение 10 вниз по трубе 4. В этих подшипниках вода проходит между поверхностями трения, предотвращая их соприкосновение и выполняя роль смазки.
Из подшипников вода выходит через отверстия 40 и 42. Выходящая из отверстия 40 вода находится под достаточным давлением и может попасть в выходящий из турбины 19 пар, но поскольку объем ее мал, то влияние ее незначительно. Вода из отверстия 41 просто вытекает в поток горячей воды, поднимающийся в направлении стрелки 39. Вода из отверстия 42 попадает в горячую воду, прокачиваемую насосом 31.
В каждом случае давление чистой воды, используемой в качестве смазки, таково, что нежелательные обратные токи предотвращаются. Например, давления чистой воды 42 достаточно для того, чтобы загрязненная вода из скважины не проникала в подшипник 36. Так как при работе турбины 19 и насоса 31 возможны вертикальные смещения общего вала 25, подшипники 23 и 36 должны обеспечивать соосность и воспринимать осевое давление. Можно сконструировать такие подшипники, в которых гидростатическое осевое давление в за зоре с жидкостью в основном будет уравновешено. Назначение оборудования глубокой скважины (фиг.
6.16) — обеспечить производство электроэнергии на наземной установке, со- стоящей из паровой турбины 60 и генератора переменного тока 61 (фиг. 7.17), которые желательно установить на уровне земли. Горячая вода, выведенная на поверхность по трубе 5 и ее продолжению (труба 63), подается через нормально открытый клапан 64 к элементу 66 обычного бойлерного теплообменника 65. Теплообменник 65, выполненный в виде обычного закрытого бака, обеспечивает теплооб- . мен между несколькими элементами 66, 70 — 72, заключенными внутри него.
Элементы могут иметь форму прямых труб или змеевиков. Теплообмен происходит путем теплопроводности через металлические стенки и промежуточную жидкость. Основным источником энергии, подводимой к теплообменнику 65, является горячая вода, поступающая по трубе 63. Имеющая более низкую температуру, горячая вода на выходе из теплообменника поступает через трубу 67 и нормально открытый клапан 68 в испаритель 69. Клапан 68 может быть дроссельным и обеспечивать понижение давления протекающей через него жидкости с тем, чтобы жидкость легко испарялась при низких температурах, поступая в испаритель 69. Испаритель обычного типа 69 соединен с обычным вакуумным насосом 70, который значительно понижает давление в испарителе, вызывая вскипание воды. Пар выпускается через выхлопной патрубок 71.
Вакуумный насос 70 служит для откачки наиболее летучих газов через патрубок 72, чтобы они не попали в конденсатор 73, 336 Глввв 6 Литература 22 заи ММо поскольку некоторые из этих газов являются коррозионно-активными. Денные газы, такие, как гелий и другие благородные газы, можно при желании использовать. Испаритель 69 выполняет две функции. В нем производится чистый пар, который конденсируется в обычном конденсаторе 73 и затем в виде воды поступает в тройник 74, поддерживая расход чистой воды, закачиваемой в скважину.
Другая, основная, часть воды, первоначально поступающая по трубе 5, возвращается через трубу 75 и насос 76 в скважину, закрепленную обсадной трубой 77. Таким образом, основная часть растворенных минеральных солей, извлеченных на поверхность в виде горячего водного раствора по трубе 5, возвращается насосом 76 в землю. Скважина, обсаженная трубой 77, может находиться на некотором расстоянии от скважины с тепловой системой 1 и обслуживать несколько таких систем.
Жидкость может закачиваться на глубину, отличную от глубины эксплуатационной скважины. Вторым источником энергии, подводимой к теплообменнику 65, является пар, выведенный из подземной турбины по трубе 5. Этот пар проходит через нормально открытый клапан 78 в элемент 70 теплообменника 65. Элемент 70 расположен в самой холодной части теплообменника (вблизи входа холодной чистой воды в элемент 71).
Таким образом, отработанный пар из трубы 5 в основном конденсируется в теплообменном элементе 70 и конденсат подается через трубу 79 и нормально открытый клапан 80 в тройник 74, откуда направляется в трубу 4. Нри закрытом клапане 81 в линии 82 вода из тройника 74 подается обычным питательным насосом 83 через нормально открытый клапан 84 и трубу 85 в трубу 4. Вблизи тройника 74 можно установить резервный бак,чтобы в случае перебоев в подаче чистой воды в трубу 4 компенсировать ее недостачу. Такую воду можно также подавать от любого доступного источника через патрубок 91 и клапан 81.
Конденсатор 73 может охлаждаться водой, которая подается из градирни (не показана) к элементу 86 конденсатора 73. Элемент 87 можно охлаждать потоком воздуха. К элементу 71 теплообменника 65 обыкновенным питательным насосом 88 через трубу 89 подается жидкость. Направление ее потока противоположно направлению потока тепла в элементах 66, 70 и 72. Жидкость испаряется и образует высокотемпературный пар, который через трубу 90 подводится к входной ступени турбины 60. Отработанный пар поступает по трубе 91 в бойлерный теплообменник 65, где часть его оставшейся тепловой энергии отбирается около входного участка элемента 71. Затем пар подается в обычный Получении внвргии ив горячих гвотврмвльных растворов 337 конденсатор 93, содержащий теплообменные элементы 92 и 94, а конденсат подводится по трубе 96 к питательному насосу 88.
Конденсатор 93 можно охлаждать потоком воды из градирни (не показана) через теплообменный элемент 94 или воздухом. Для производства высокотемпературного пара в теплообменнике 65 можно использовать жидкость вроде воды или какие-либо органические жидкости, которые являются более подходящими для цикла Ренкина. 1. Аим!п А.1... Нгн81па С.Н., Ноиагл 1.Н., ТЬс Тгпа) Г!ои Сопсерг 1ог Весогегу о( Епегву 1гогп Сеоаеппа! Нм Ныпе Неровна, Бп!гегв)гу о1 Са!г(огпга'в 1.аигепсе ! гиеппоге 1 аЪогагогу !и НСВТ -51 Збб, Арг!1 1973. 2.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
