Способ преобразования или использования энергии текучих сред, содержащих включения сжатого газа или пара, для производства электроэнергии

 

Использование: в энергетике, в частности относится к области использования энергии сжатого газа или пара, содержащихся в жидкости, применяемой в качестве рабочей среды. Сущность изобретения: в качестве теплового двигателя используют винтовой детандер, снижение давления рабочей среды осуществляют одновременно с ее дегазацией или парообразованием и использованием энергии высвободившегося газа или пара для получения механической энергии, преобразуемой в электрическую, причем в качестве рабочей среды используют геотермальные воды, перегретую воду из водогрейных котлов, газонасыщенную нефть. Предлагаемый способ может быть реализован на геотермальных электростанциях при разгазировании газонасыщенной нефти, при использовании энергии перегретой воды в водогрейных котельных. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к энергетике, в частности к области использования энергии сжатого газа или пара, содержащихся в жидкости, применяемой в качестве рабочего тела.

Известен способ производства электроэнергии, осуществляемый на геотермальной электростанции с использованием пароводяной смеси.

Сущность этого способа заключается в том что, пароводяную смесь из скважины направляют в сепарационное устройство, где при определенном давлении происходит разделение пароводяной смеси на пар и воду. Отсепарировавшийся пар по трубопроводам направляется в машинный зал к турбинам, являющимся тепловыми двигателями, связанными с электрогенераторами, вырабатывающими электроэнергию.

Отделившаяся горячая вода, как правило, не используется или используется частично для отопления объектов, находящихся вблизи электростанции, а в основном сбрасывается в реку.

Недостатками этого способа являются незначительное использование энергии горячей воды, а также необходимость в системе сепарации геотермального потока.

Эту задачу позволяет решить заявляемое изобретение, сущность которого заключается в том, что в качестве теплового двигателя используют винтовой детандер, а расширение рабочей среды в нем осуществляют с одновременной дегазацией и использованием энергии высвободившегося газа (пара) для получения механической энергии, причем в качестве рабочей среды используют геотермальную воду, геотермальную пароводяную смесь, перегретую воду из водогрейных котлов и газонасыщенную нефть.

Заявляемый способ может быть осуществлен, например, на геотермальной электростанции, схема которой представлена на чертеже, где 1 - геотермальная скважина, к которой через систему трубопроводов подключен винтовой детандер 2 с электрогенератором 3. К выходному патрубку детандера 2 присоединен конденсатор 4 смесительного типа, после которого установлен циркуляционный насос 5, связанный трубопроводом с градирней 6. Градирня 6 соединена с конденсатором 4 трубопроводом охлажденной воды, а к конденсатору 4 присоединен вакуумный насос 7.

Геотермальная электростанция работает следующим образом.

Геотермальную воду из скважины 1 направляют на вход винтового детандера 2, в котором осуществляют расширение рабочей среды с одновременным ее частичным испарением при уменьшении давления. Потенциальная энергия выделяющегося в процессе расширения пара преобразуется в механическую путем воздействия пара на роторы детандера. Полученную таким образом механическую энергию используют для привода электрогенератора.

После выхода из детандера 2 пароводяную смесь направляют в конденсатор 4 смесительного типа, где ее смешивают с холодной водой, поступающей из градирни 6, и обеспечивают тем самым конденсацию паровой фазы. Разрежение в конденсаторе 4 создают вакуумным насосом 7.

Полученную на выходе из конденсатора 4 среду циркуляционным насосом 5 направляют в градирню 6, где охлаждают и снова возвращают в конденсатор 4.

Описанная геотермальная электростанция является одним из вариантов применения заявляемого способа, который может быть также реализован при разгазировании газонасыщенной нефти или при использовании энергии перегретой воды в водогрейных котельных для производства электрической энергии. Кроме того, получаемая с помощью этого способа механическая энергия может быть использована для других нужд любого производства.

Формула изобретения

1. Способ преобразования или использования энергии текучих сред, содержащих включения сжатого газа или пара для производства электроэнергии, заключающийся в подаче в тепловой двигатель текучей среды, последующем в нем расширении с получением механической энергии, преобразуемой в электрическую, отличающийся тем, что расширение рабочей среды осуществляют одновременно с ее дегазацией или парообразованием и использованием энергии высвободившегося газа или пара для получения механической энергии, преобразуемой в электрическую, а в качестве теплового двигателя, работающего на такой среде, используют винтовой детандер.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве рабочей среды используют геотермальные воды или геотермальную пароводяную смесь.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве рабочей среды используют перегретую воду из водогрейных котлов.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве рабочей среды используют газонасыщенную нефть.

РИСУНКИ

Рисунок 1