Геотермальные электростанции

Геотермальные электростанции в качестве источника энергии используют теплоту земных недр. Известно, что при продвижении в среднем на каждые 30-40 м в глубь Земли температура возрастает на 1 °С. Следовательно, на глубине 3-4 км вода закипает, а на глубине 10-15 км температура Земли достигает 1000-1200 °С. В некоторых частях планеты температура горячих источников достаточно высокая и в непосредственной близости от поверхности. Эти районы наиболее благоприятны для сооружения геотермальных станций.

Рис. 2.23. Простейшая принципиальная двухконтурная тепловая схема геотермальной электростанции

Так, в Новой Зеландии на геотермальных станциях вырабатывается 40 % всей электроэнергии, в Италии - 6 %. Значительная доля электроэнергии приходится на такие станции и в ряде других стран.

На рис. 2.23 представлена принципиальная двухконтурная тепловая схема геотермальной электростанции, включающая по контуру рабочего тела теплообменник-испаритель 2, турбину 3, конденсатор 4, питательный насос 5. Термальная вода поступает из подъемной скважины 1 и после охлаждения в теплообменнике-испарителе нагнетательным насосом 6 возвращается в пласт по нагнетательной скважине 7.

Энергетический абсорбционный цикл (рис. 2.23) отличается от простейшего бинарного (рис. 2.24) разветвлением потока рабочего тела в сепараторе 3, установленном после испарителя-десорбера 2.

Рис. 2.24. Энергетический абсорбционный цикл

В отличие от простейшего цикла, где в испарителе получают сухой насыщенный пар, в испарителе-десорбере кипение не доводится до конца и полученный влажный пар в сепараторе разделяется на сухой насыщенный пар, подаваемый на турбину 4, и жидкую фазу, которая в регенераторе 5 подогревает конденсат и затем сбрасывается в конденсатор-абсорбер 6, где смешивается с отработанным паром.

Эта схема позволяет изменять степень сухости пара на выходе из испарителя, т. е. появляется дополнительный параметр для оптимизации цикла.

Особенности тепломеханического оборудования геотермальной электростанции определяются свойствами рабочих тел: высокой плотностью пара, большой текучестью в жидком состоянии, пожаро- и взрывоопасностью, в ряде случаев токсичностью самих рабочих тел или продуктов их разложения.

Требования к материалам определяются в основном коррозионной стойкостью к термальным водам, обладающим повышенной агрессивностью. Трубки теплообменников выполняются из хромоникелевой нержавеющей стали, как и запорная и регулирующая арматура в тракте термальной воды.

В России для ряда районов, например Камчатки и Курильских островов, сооружение геотермальных станций может оказаться экономически оправданным. Так, на Камчатке успешно эксплуатируется опытно-промышленная геотермальная станция. Обсуждаются также возможности использования действующих вулканов на Курильских островах.

В настоящее время геотермальные источники больше используются для теплоснабжения, чем для выработки электрической энергии. Это объясняется как техническими трудностями в работе геотермальных электростанций, так и высокой стоимостью их в расчете на единицу установленной мощности.

Дата добавления: 2015-05-08