Новая энергетика

Турбокомпрессорные геотермальные энергоустановки

Новая энергетика - Геотермальная энергетика

Турбокомпрессорные геотермальные установки могут работать по закрытому и открытому циклам, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки; В установках закрытого цикла газовая составляющая парогазового потока циркулирует по закрытому контуру. Поэтому при ее выборе руководствуются максимальной термодинамической эффективностью цикла. В установках открытого цикла парогазовый поток непрерывно выбрасывается в атмосферу. Поэтому в качестве газовой составляющей здесь используется только воздух.

Для получения максимальной работы, а следовательно, и максимальной эффективности паротурбинной геотермальной установки необходимо расширение геотермальной воды до вполне определенной температуры. Для установок с одноступенчатым расширением воды эта температура определяется выражением . Учитывая, что паротурбинные установки работают не по циклу Карно, для которого получена эта зависимость, а по циклу Ренкина, температура расширения теплоносителя в парогенераторе будет зависеть также от давления в конденсаторе.

Например, при температуре поступающей в парогенератор водыК, температура уходящей воды К, а при К - К. Температура воды, уходящей из парогенератора на сброс, остается достаточно высокой. Если принять температуру окружающей К, то в первом случае используется 45,9% температурного перепада между температурами поступающей геотермальной воды и окружающей среды, а во втором случае — еще меньше, только 33,5%. Введение многоступенчатого расширения геотермального теплоносителя, не позволяет добиться существенного сокращения потерь с уходящей из парогенератора водой. Не дает возможность снизить эти потери в должной мере и применение в цикле паротурбинной установки в качестве рабочего тела низкокипящего вещества.

Таким образом, в геотермальной энергоустановке с паротурбинным преобразователем энергии на генерацию рабочего тела (пара) отводится меньшая часть тепловой энергии геотермального теплоносителя, причем эта часть тем меньше, чем ниже температура геотермального теплоносителя. Учитывая, что большинство самоизливающихся источников имеет температуру теплоносителя около 373 К, а проекты скважин рассчитаны на температуру около 423—473 К (например, температура воды на выходе из скважины ПЦС Каясулинского месторождения составляет 110 К), потери теплоты со сбрасываемой водой требуют существенного сокращения.