RU112353U1 - HEAT SUPPLY SYSTEM - Google Patents
HEAT SUPPLY SYSTEM Download PDFInfo
- Publication number
- RU112353U1 RU112353U1 RU2011114142/03U RU2011114142U RU112353U1 RU 112353 U1 RU112353 U1 RU 112353U1 RU 2011114142/03 U RU2011114142/03 U RU 2011114142/03U RU 2011114142 U RU2011114142 U RU 2011114142U RU 112353 U1 RU112353 U1 RU 112353U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heat
- vortex
- supply system
- generator
- underground
- Prior art date
Links
Landscapes
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
Заявляемая полезная модель предназначена для повышения энергоэффективности и надежности систем водяного центрального отопления, включающих потребителей тепла в пиковые периоды тепловой нагрузки, а также заведомо ветхие участки сетей теплопотребителей с высокой вероятностью возникновения аварий в виде порывов.The inventive utility model is intended to improve energy efficiency and reliability of water central heating systems, including heat consumers during peak periods of heat load, as well as obviously dilapidated sections of heat consumer networks with a high probability of accidents in the form of gusts.
Технической задачей заявляемой полезной модели является создание системы теплоснабжения, обладающей большей энергоэффективностью и надежностью работы.The technical task of the claimed utility model is to create a heat supply system with greater energy efficiency and reliability.
Решена она тем, что заявляемая система теплоснабжения в отличие от известной системы водяного центрального отопления (традиционной), принятой за прототип, включающей источник тепловой энергии, предусматривающий для своей работы сжигание органического топлива или потребление энергии, подключенный к нему прямой трубопровод, по которому теплоноситель с температурой более высокого уровня транспортируется к потребителям тепловой энергии, обратный трубопровод, соединенный с выходом тепло-потребителя (теплопотребителей), по которому теплоноситель с температурой менее высокого уровня посредством сетевых насосов транспортируется к теплоисточнику, системы задвижек и обвязок, в том числе, для подключения или обхода конкретных теплопотребителей, контрольную аппаратуру для измерения давлений, расходов и температур теплоносителя, прямые и обратные трубопроводы, среди теплопотребителей имеется(ются) имеющий(ие) пиковый характер нагрузки, а отдельный(ые) участок(ки) тепловых сетей или системы теплоснабжения - потенциально аварийный участок, характеризующийся повышенным риском их возникновения, она дополнительно содержит размещенный в непосредственной близости от пикового потребителя тепла или потенциально аварийного участка системы теплоснабжения способный работать в режиме самостоятельного или дополнительного теплоисточника подземный теплогидроаккумулятор, например, сезонный заряжаемый гелиоконцентраторными, как правило в летнее время, или гидродинамическими теплогенераторами, и например, расположенный в подземном водоносном интервале, который посредством нагнетательной и водоподъемной скважин трубопроводами с задвижками и насосами в них сообщен, соответственно, с прямым и обратным трубопроводами.It was solved by the fact that the inventive heat supply system, in contrast to the well-known water central heating system (traditional), adopted as a prototype, including a heat source, providing for its work burning organic fuel or energy consumption, a direct pipeline connected to it, through which the coolant a temperature of a higher level is transported to consumers of thermal energy, a return pipe connected to the outlet of the heat consumer (heat consumers), through which heat a carrier with a temperature of a lower level is transported through network pumps to a heat source, a valve and piping system, including for connecting or bypassing specific heat consumers, monitoring equipment for measuring pressure, flow rates and temperatures of a heat carrier, direct and return pipelines, among heat consumers there are (are ) having a peak nature of the load, and a separate section (s) of heating networks or heat supply systems - a potentially emergency section, characterized by increased risk of their occurrence, it additionally contains an underground heat accumulator located in the immediate vicinity of the peak heat consumer or a potentially emergency section of the heat supply system, capable of operating in the independent or additional heat source mode, for example, seasonal rechargeable solar concentrators, usually in the summer, or hydrodynamic heat generators, and, for example, located in an underground aquifer, which through injection and water-lifting wells pipelines with valves and pumps in them communicated, respectively, with direct and return pipelines.
В заявляемой системе теплоснабжения:In the inventive heating system:
а) гидродинамическим теплогенератором зарядки подземного теплогидроаккумулятора может быть вихревой;a) the hydrodynamic heat generator for charging the underground heat accumulator can be a vortex;
б) при работе подземного теплогидроаккумулятора в режиме теплоисточника теплоноситель после очередного цикла отдачи тепла в системе теплоснабжения, из обратного трубопровода теплопотребителя может поступать в вихревой теплогенератор и, далее, по нагнетательной скважине - в подземный теплогидроаккумулятор;b) during the operation of the underground heat accumulator in the heat source mode, the coolant after the next cycle of heat transfer in the heat supply system can enter the vortex heat generator from the return pipe of the heat consumer and, then, through the injection well, into the underground heat accumulator;
в) вихревой теплогенератор при работе подземного теплогидроаккумулятора в режиме теплоисточника, может быть установлен в нагнетательной скважине с потоком воды в ней из обратного трубопровода и формируемым им в скважине сплошным водотоком, при этом вихревой теплогенератор может являться вихревым теплогенератором дискового типа, агрегатированным и представлять собой соединенные своими корпусами гидротурбину и собственно вихревой теплогенератор, единенный с нижним концом бурильной колонны верхний конец которой закреплен на устье скважины, и являться опорным элементом скважинного гидротеплоагрегата; а напор водотока воздействующий на скважинный гидротеплоагрегат быть достаточным для выработки им тепловой энергии;c) the vortex heat generator during the operation of the underground heat accumulator in the heat source mode can be installed in the injection well with a water flow in it from the return pipe and a continuous water stream formed by it in the well, while the vortex heat generator can be a disk-type vortex heat generator, aggregated and connected with their bodies, a hydraulic turbine and a vortex heat generator proper, the upper end of which is single with the lower end of the drill string, which is fixed to the mouth of the important, and be a supporting element of the downhole hydrothermal unit; and the pressure of the watercourse affecting the downhole hydrothermal unit should be sufficient to generate thermal energy;
г) вихревой теплогенератор при работе подземного теплогидроаккумулятора в режиме теплоисточника, может быть установлен в нагнетательной скважине с потоком воды в ней из обратного трубопровода и формируемым им в скважине сплошным водотоком, при этом вихревой теплогенератор является вихревым теплогенератором дискового типа, он агрегатирован и представляет собой соединенные своими корпусами гидротурбину и собственно вихревой теплогенератор, соединенный с нижним концом бурильной колонны верхний конец которой закреплен на устье скважины, являющейся опорным элементом скважинного гидротеплоагрегата; а для создания напора водотока воздействующего на скважинный гидротеплоагрегат достаточного для выработки им тепловой энергии, в ней, перед нагнетательной скважиной в канале тока обратной воды может быть дополнительно установлен насос.d) a vortex heat generator during operation of the underground heat accumulator in the heat source mode, can be installed in an injection well with a stream of water in it from the return pipe and a continuous water stream formed by it in the well, while the vortex heat generator is a disk-type vortex heat generator, it is aggregated and is connected with their bodies a turbine and a vortex heat generator proper, connected to the lower end of the drill string, the upper end of which is fixed to the wellhead Nina, which is the supporting element of the downhole hydrothermal unit; and to create a watercourse pressure acting on the borehole hydrothermal unit sufficient to generate thermal energy, an additional pump can be installed in it in front of the injection well in the return water flow channel.
На фиг.1 приведена схема заявляемой системы теплоснабжения.Figure 1 shows a diagram of the inventive heat supply system.
Заявляемая полезная модель позволяет повысить энергоэффективность и надежность работы традиционной системы теплоснабжения и получить энергетический, экономический и социальный эффекты от ее применения. The inventive utility model allows to increase the energy efficiency and reliability of the traditional heat supply system and to obtain energy, economic and social effects from its use.
Description
Заявляемая полезная модель предназначена для повышения энергоэффективности и надежности систем водяного центрального отопления, включающих потребителей тепла в пиковые периоды тепловой нагрузки, а также заведомо ветхие участки сетей теплопотребителей с высокой вероятностью возникновения аварий в виде порывов.The inventive utility model is intended to improve energy efficiency and reliability of water central heating systems, including heat consumers during peak periods of heat load, as well as obviously dilapidated sections of heat consumer networks with a high probability of accidents in the form of gusts.
Системы водяного центрального отопления могут иметь потребителей тепла потребляющие пиковые его значения в определенные периоды времени. Для обеспечения требуемых нагрузок в пиковые периоды требуется введение дополнительных тепловых мощностей, для чего, часто, необходимо наличие энергетического резерва, в том числе горячего. Использование такого резерва часто не эффективно, ввиду того, что на полную мощность оно используется редко и малые периоды времени (малые периоды времени эффективного использования энергетического оборудования) и значительные промежутки времени энергетическое оборудование используется не на полную мощность - не эффективно, а часто - простаивает (Баскаков А.П.. Берг Б.В., Витт O.K. и др. Теплотехника. Учебник для вузов. Под ред. А.П.Баскакова - 2-е изд., перераб. - М.: Энергоатомиздат. 1991 г.). Необходимость создания резервных тепловых источников для покрытия пиковых нагрузок отдельных потребителей системы теплоснабжения, при этом, является одной из причин не высокой энергетической эффективности систем водяного центрального отопления.Water central heating systems can have heat consumers consuming its peak values at certain periods of time. To ensure the required loads during peak periods, the introduction of additional thermal capacities is required, which often requires the availability of an energy reserve, including hot. The use of such a reserve is often not effective, due to the fact that it is rarely used at full capacity and small periods of time (small periods of time for the efficient use of power equipment) and considerable periods of time, power equipment is not used at full capacity - not efficiently, but often - idle Baskakov A.P. Berg B.V., Witt OK et al. Heat engineering. Textbook for high schools. Edited by A.P. Baskakov - 2nd ed., Revised. - M.: Energoatomizdat. 1991) . The need to create backup heat sources to cover the peak loads of individual consumers of the heat supply system, at the same time, is one of the reasons for the low energy efficiency of water central heating systems.
Другой причиной не высокой эксплуатационной эффективности в настоящее время системы водяного центрального отопления является их высокая изношенность и связанная с ней низкая их надежность, как теплоисточников, так и тепловых сетей. Известно, что наибольшее количество технологических нарушений по типовым предприятиям энергетики (Кутьин Н.Г. Безопасность энергетических объектов. Журнал «Энергонадзор и энергобезопасность». №4, 2009 г., стр.8-14) в 2009 г. составили нарушения на котельных из-за неудовлетворительного состояния тепломеханического оборудования котельных и тепловых сетей, а связанные с ними аварии с наибольшей частотой проявляются в наиболее холодные периоды года. О ветхости участков тепловых сетей, как правило известно заведомо, до начала очередного отопительного сезона. Следует отметить, что крупные аварии в период отопительного сезона, требуют значительных средств для их ликвидации (например, для устранения аварии в одной из систем теплоснабжения в Якутии в 2008 г. - см. там же, потребовалось около 150 млн.руб.), как правило, они представляют ЧП, не редко решаются путем эвакуации населения до восстановления системы теплоснабжения, практически всегда, их наличие связано с возникновением серьезной социальной напряженности.Another reason for the low operational efficiency at the present time of water central heating systems is their high deterioration and their low reliability, both of heat sources and heating networks. It is known that the largest number of technological violations by typical energy enterprises (Kutin N.G. Safety of energy facilities. Magazine "Energy Supervision and Energy Security". No. 4, 2009, pp. 8-14) in 2009 amounted to violations at boiler houses from - due to the unsatisfactory condition of the thermomechanical equipment of boiler houses and heating networks, and the accidents associated with them are most often manifested in the coldest periods of the year. The deterioration of sections of heating networks, as a rule, is known before the start of the next heating season. It should be noted that major accidents during the heating season require significant funds to eliminate them (for example, to eliminate an accident in one of the heat supply systems in Yakutia in 2008 - see ibid., It took about 150 million rubles), as as a rule, they represent an emergency, they are often resolved by evacuating the population until the heat supply system is restored, almost always, their presence is associated with the emergence of serious social tension.
Таким образом, в ряде случаев системы водяного центрального отопления являются не энергоэффективными и не надежными.Thus, in some cases, water central heating systems are not energy efficient and not reliable.
За прототип заявляемой системы теплоснабжения (далее, СТ) принята СТ, включающая источник тепловой энергии, предусматривающий для своей работы сжигание органического топлива или потребление энергии, подключенный к нему прямой трубопровод, по которому теплоноситель с температурой более высокого уровня транспортируется к потребителям тепловой энергии, обратный трубопровод, соединенный с выходом тепло-потребителя (теплопотребителей), по которому теплоноситель с температурой менее высокого уровня посредством сетевых насосов транспортируется к теплоисточнику, системы задвижек и обвязок, в том числе, для подключения или обхода конкретных теплопотребителей, аппаратуру для измерения давлений, расходов и температур теплоносителя, прямые и обратные трубопроводы, имеются теплопотребители с пиковым характером нагрузки, а отдельный(ые) участок(ки) тепловых сетей или системы теплоснабжения - потенциально аварийный участок, характеризующийся повышенным риском их возникновения (сведения о нем приведены в выше указанной книге - авторы Баскаков А.П.. Берг Б.В., Витт O.K. и др. Теплотехника. Учебник для вузов. Под ред. А.П.Баскакова - 2-е изд., перераб. - М.: Энергоатомиздат. 1991 г.).For the prototype of the inventive heat supply system (hereinafter, ST), a ST is adopted, including a source of thermal energy, providing for its operation burning organic fuel or energy consumption, a direct pipeline connected to it, through which a heat carrier with a temperature of a higher level is transported to consumers of thermal energy, the return a pipeline connected to the outlet of the heat consumer (s), through which a coolant with a temperature of a lower level is transported via network pumps It is routed to the heat source, valve and strapping systems, including for connecting or bypassing specific heat consumers, equipment for measuring pressures, flows and temperatures of the coolant, direct and return pipelines, there are heat consumers with a peak nature of the load, and a separate section (s) ) heating networks or heat supply systems - a potentially emergency section, characterized by an increased risk of their occurrence (information about it is given in the above mentioned book - authors Baskakov A.P. Berg B.V., Witt OK and other Heat Engineering. Textbook for high schools. Ed. A.P. Baskakova - 2nd ed., Revised. - M .: Energoatomizdat. 1991).
Технической задачей заявляемой полезной модели является создание системы теплоснабжения, обладающей большей энергоэффективностью и надежностью работы.The technical task of the claimed utility model is to create a heat supply system with greater energy efficiency and reliability.
Решена она тем, что заявляемая система теплоснабжения в отличие от известной системы водяного центрального отопления (традиционной), принятой за прототип, включающей источник тепловой энергии, предусматривающий для своей работы сжигание органического топлива или потребление энергии, подключенный к нему прямой трубопровод, по которому теплоноситель с температурой более высокого уровня транспортируется к потребителям тепловой энергии, обратный трубопровод, соединенный с выходом тепло-потребителя (теплопотребителей), по которому теплоноситель с температурой менее высокого уровня посредством сетевых насосов транспортируется к теплоисточнику, системы задвижек и обвязок, в том числе, для подключения или обхода конкретных теплопотребителей, контрольную аппаратуру для измерения давлений, расходов и температур теплоносителя, прямые и обратные трубопроводы, среди теплопотребителей имеется(ются) имеющий(ие) пиковый характер нагрузки, а отдельный(ые) участок(ки) тепловых сетей или системы теплоснабжения - потенциально аварийный участок, характеризующийся повышенным риском их возникновения, она дополнительно содержит размещенный в непосредственной близости от пикового потребителя тепла или потенциально аварийного участка системы теплоснабжения способный работать в режиме самостоятельного или дополнительного теплоисточника подземный теплогидроаккумулятор, например, сезонный заряжаемый гелиоконцентраторными, как правило в летнее время, или гидродинамическими теплогенераторами, и например, расположенный в подземном водоносном интервале, который посредством нагнетательной и водоподъемной скважин трубопроводами с задвижками и насосами в них сообщен, соответственно, с прямым и обратным трубопроводами.It was solved by the fact that the inventive heat supply system, in contrast to the well-known water central heating system (traditional), adopted as a prototype, including a heat source, providing for its work burning organic fuel or energy consumption, a direct pipeline connected to it, through which the coolant a temperature of a higher level is transported to consumers of thermal energy, a return pipe connected to the outlet of the heat consumer (heat consumers), through which heat a carrier with a temperature of a lower level is transported through network pumps to a heat source, a valve and piping system, including for connecting or bypassing specific heat consumers, monitoring equipment for measuring pressure, flow rates and temperatures of a heat carrier, direct and return pipelines, among heat consumers there are (are ) having a peak nature of the load, and a separate section (s) of heating networks or heat supply systems - a potentially emergency section, characterized by increased risk of their occurrence, it additionally contains an underground heat accumulator located in the immediate vicinity of the peak heat consumer or a potentially emergency section of the heat supply system, capable of operating in the independent or additional heat source mode, for example, seasonal rechargeable solar concentrators, usually in the summer, or hydrodynamic heat generators, and, for example, located in an underground aquifer, which through injection and water-lifting wells pipelines with valves and pumps in them communicated, respectively, with direct and return pipelines.
В заявляемой системе теплоснабжения:In the inventive heating system:
а) гидродинамическим теплогенератором зарядки подземного теплогидроаккумулятора может быть вихревой;a) the hydrodynamic heat generator for charging the underground heat accumulator can be a vortex;
б) при работе подземного теплогидроаккумулятора в режиме теплоисточника теплоноситель после очередного цикла отдачи тепла в системе теплоснабжения, из обратного трубопровода теплопотребителя может поступать в вихревой теплогенератор и, далее, по нагнетательной скважине - в подземный теплогидроаккумулятор;b) during the operation of the underground heat accumulator in the heat source mode, the coolant after the next cycle of heat transfer in the heat supply system can enter the vortex heat generator from the return pipe of the heat consumer and, then, through the injection well, into the underground heat accumulator;
в) вихревой теплогенератор при работе подземного теплогидроаккумулятора в режиме теплоисточника, может быть установлен в нагнетательной скважине с потоком воды в ней из обратного трубопровода и формируемым им в скважине сплошным водотоком, при этом вихревой теплогенератор может являться вихревым теплогенератором дискового типа, агрегатированным и представлять собой соединенные своими корпусами гидротурбину и собственно вихревой теплогенератор, единенный с нижним концом бурильной колонны верхний конец которой закреплен на устье скважины, и являться опорным элементом скважинного гидротеплоагрегата; а напор водотока воздействующий на скважинный гидротеплоагрегат быть достаточным для выработки им тепловой энергии;c) the vortex heat generator during the operation of the underground heat accumulator in the heat source mode can be installed in the injection well with a water flow in it from the return pipe and a continuous water stream formed by it in the well, while the vortex heat generator can be a disk-type vortex heat generator, aggregated and connected with their bodies, a hydraulic turbine and a vortex heat generator proper, the upper end of which is single with the lower end of the drill string, which is fixed to the mouth of the important, and be a supporting element of the downhole hydrothermal unit; and the pressure of the watercourse affecting the downhole hydrothermal unit should be sufficient to generate thermal energy;
г) вихревой теплогенератор при работе подземного теплогидроаккумулятора в режиме теплоисточника, может быть установлен в нагнетательной скважине с потоком воды в ней из обратного трубопровода и формируемым им в скважине сплошным водотоком, при этом вихревой теплогенератор является вихревым теплогенератором дискового типа, он агрегатирован и представляет собой соединенные своими корпусами гидротурбину и собственно вихревой теплогенератор, соединенный с нижним концом бурильной колонны верхний конец которой закреплен на устье скважины, являющейся опорным элементом скважинного гидротеплоагрегата; а для создания напора водотока воздействующего на скважинный гидротеплоагрегат достаточного для выработки им тепловой энергии, в ней, перед нагнетательной скважиной в канале тока обратной воды может быть дополнительно установлен насос.d) a vortex heat generator during operation of the underground heat accumulator in the heat source mode, can be installed in an injection well with a stream of water in it from the return pipe and a continuous water stream formed by it in the well, while the vortex heat generator is a disk-type vortex heat generator, it is aggregated and is connected with their bodies a turbine and a vortex heat generator proper, connected to the lower end of the drill string, the upper end of which is fixed to the wellhead Nina, which is the supporting element of the downhole hydrothermal unit; and to create a watercourse pressure acting on the borehole hydrothermal unit sufficient to generate thermal energy, an additional pump can be installed in it in front of the injection well in the return water flow channel.
Реализация отличительных признаков обуславливает появление у заявляемой СТ важных новых свойств - большей ее энергоэффективности при наличии в составе СТ теплопотребителя с пиковым потреблением тепла, а также более надежной ее работы при наличии в составе СТ элементов или участков, характеризующихся повышенными рисками возникновения аварий. Достигаются указанные приемущества в заявляемой СТ за счет того, что дополнительно введенный в ее состав подземный теплогидрооаккумулятор (далее, ПТГА), заряженный на кануне отопительного сезона, может быть в любой момент времени подключен к СТ, либо при необходимости покрытия пиковых нагрузок, либо при возникновении необходимости теплоснабжения аварийно отключенного при этом от СТ (централизованного) участка. Реализация системы теплоснабжения с ПТГА, может быть осуществлена, например с использованием гелио (солнечных) концентраторов (Kabus F., Barrels J. Подземное аккумулирование тепла и холода. Теплоэнергетика. №6, 2004 г., стр.70-76). Как показывает зарубежный опыт, использование системы теплоснабжения с заранее заряженным ПТГА в 3-4 раза менее затратна, чем реализация традиционной системы теплоснабжения предусматривающая для своей работы сжигание топлива.The implementation of the distinctive features causes the claimed ST to have important new properties - its greater energy efficiency when there is a heat consumer in the ST with peak heat consumption, as well as its more reliable operation if there are elements or sections in the ST that are characterized by increased risks of accidents. These advantages are achieved in the claimed ST due to the fact that an additional underground thermal hydro-accumulator (hereinafter referred to as PTGA), charged on the eve of the heating season, can be connected to the ST at any time, or if necessary, to cover peak loads, or when the need for heat supply to the accidentally disconnected from the ST (centralized) site. The implementation of a heat supply system with PTHA can be carried out, for example, using helio (solar) concentrators (Kabus F., Barrels J. Underground accumulation of heat and cold. Heat power engineering. No. 6, 2004, pp. 70-76). As foreign experience shows, the use of a heat supply system with a pre-charged PTGA is 3-4 times less expensive than the implementation of a traditional heat supply system, which involves burning fuel for its work.
Сочетание признаков заявляемой системы теплоснабжения позволяет, за счет обеспечения повышения ее энергоэффективности и надежности работы, получить экономический, энергетический и социальный эффекты.The combination of the features of the inventive heat supply system allows, by ensuring an increase in its energy efficiency and reliability, to obtain economic, energy and social effects.
Ниже приведены признаки обозначенных выше (п.а) - (п.г) дополнительных пунктов полезной модели, реализация которых направлена на повышение показателей назначения СТ и ее эффективности:Below are the signs of the additional points of the utility model indicated above (p.a) - (pg), the implementation of which is aimed at increasing the indicators of the appointment of ST and its effectiveness:
а) гидродинамическим теплогенератором зарядки подземного теплогидроаккумулятора может быть вихревой;a) the hydrodynamic heat generator for charging the underground heat accumulator can be a vortex;
В настоящее время известны несколько типов гидродинамических теплогенераторов, частности следующие: работающие на принципе гидродинамического удара при взаимодействии встречных потоков воды и отличающиеся от вихревых; нагревание основано на явлении кавитации, происходящем в смесителе за счет выделения энергии при соударении потоков жидкости, которое используется в вихревых нагревателях и др. Известны статические (в виде «улитки») и динамические (дисковые) вихревые теплогенераторы. Благодаря своей доказанной эффективности, в течении более чем десятилетнего практического опыта эксплуатации, наибольшее распространение получили динамические вихревые теплогенгераторы, например типа ТС, сертифицированные и отвечающие утвержденным техническим условиям;Currently, several types of hydrodynamic heat generators are known, in particular the following: working on the principle of hydrodynamic shock during the interaction of oncoming water flows and differing from vortex ones; heating is based on the phenomenon of cavitation that occurs in the mixer due to the release of energy during the collision of fluid flows, which is used in vortex heaters, etc. Static (in the form of a “snail”) and dynamic (disk) vortex heat generators are known. Due to its proven effectiveness, over more than a decade of practical operating experience, the most widely used are dynamic vortex heat generators, for example, ТС type, certified and meeting the approved technical conditions;
б) при работе подземного теплогидроаккумулятора в режиме теплоисточника теплоноситель после очередного цикла отдачи тепла в системе теплоснабжения, из обратного трубопровода теплопотребителя может поступать в вихревой теплогенератор и, далее, по нагнетательной скважине - в подземный теплогидроаккумулятор;b) during the operation of the underground heat accumulator in the heat source mode, the coolant after the next cycle of heat transfer in the heat supply system can enter the vortex heat generator from the return pipe of the heat consumer and, then, through the injection well, into the underground heat accumulator;
В процессе циркуляции теплоносителя через ПТГА при его работе на СТ, его температура понижается с каждым циклом циркуляции теплоносителя (после отдачи тепла в СТ). При этом поступающий в ПТГА охлажденный в СТ теплоноситель (в известных зарубежных СТ) понижает его интегрированную температуру в ПТГА, и в определенных условиях она (температура) становится не достаточной для эффективной работы СТ. Поэтому, в известных зарубежных аналогичного принципа работы схемы отопления, в этих условиях, зарубежный опыт предусматривает для подогрева теплоносителя из ПДГА перед подачей его в СТ (как правило, в конце отопительного сезона) дополнительно использовать котельную работающую за счет сжигания топлива. Такая технология требует затрат дополнительной энергии, ухудшает энергоэффективность СТ.In the process of circulation of the coolant through PTGA during its operation on the ST, its temperature decreases with each cycle of circulation of the coolant (after heat transfer to the ST). At the same time, the coolant entering the PTGA cooled in the CT (in the well-known foreign CT) lowers its integrated temperature in the PTGA, and under certain conditions it (temperature) becomes insufficient for the effective operation of the CT. Therefore, in the well-known foreign analogous principle of the heating circuit, in these conditions, foreign experience provides for the additional use of a boiler room operating by burning fuel before heating the coolant from PDGA before supplying it to the ST (usually at the end of the heating season). Such a technology requires additional energy costs and degrades the energy efficiency of ST.
В заявляемой СТ теплоноситель перед нагнетанием (или при нагнетании) его в ПТГА, за счет прохождения его через гидродинамический теплогенератор (вихревой дискового типа) нагревается, температура его повышается, а интегрированное ее значение в ПТГА не понижается. Поэтому, заявляемая СТ не требует для подогрева теплоносителя из ПДГА перед подачей его в СТ (как это предусматривается в известных СТ, как правило в конце отопительного сезона) за счет дополнительной котельной. Она не требует затрат дополнительной энергии, улудшает энергоэффективность СТ;In the claimed CT, the heat carrier before it is injected (or when injected) into the PTGA, due to its passage through the hydrodynamic heat generator (vortex disk type), is heated, its temperature rises, and its integrated value in the PTGA does not decrease. Therefore, the claimed ST does not require for heating the coolant from PDGA before feeding it to the ST (as provided for in the known ST, as a rule at the end of the heating season) due to the additional boiler room. It does not require the cost of additional energy, improves the energy efficiency of ST;
в) вихревой теплогенератор при работе подземного теплогидроаккумулятора в режиме теплоисточника, может быть установлен в нагнетательной скважине с потоком воды в ней из обратного трубопровода и формируемым им в скважине сплошным водотоком, при этом вихревой теплогенератор может являться вихревым теплогенератором дискового типа, агрегатированным и представлять собой соединенные своими корпусами гидротурбину и собственно вихревой теплогенератор, единенный с нижним концом бурильной колонны верхний конец которой закреплен на устье скважины, и являться опорным элементом скважинного гидротеплоагрегата; а напор водотока воздействующий на скважинный гидротеплоагрегат быть достаточным для выработки им тепловой энергии;c) the vortex heat generator during the operation of the underground heat accumulator in the heat source mode can be installed in the injection well with a water flow in it from the return pipe and a continuous water stream formed by it in the well, while the vortex heat generator can be a disk-type vortex heat generator, aggregated and connected with their bodies, a hydraulic turbine and a vortex heat generator proper, the upper end of which is single with the lower end of the drill string, which is fixed to the mouth of the important, and be a supporting element of the downhole hydrothermal unit; and the pressure of the watercourse affecting the downhole hydrothermal unit should be sufficient to generate thermal energy;
В заявляемой СТ для ее осуществления использовано известное техническое решение - скважинная система теплоснабжения с подземным теплогидроаккумулированием (патент РФ №2371638, МПК F24D 15/04; F24H 4/02. Заявка №2008111776/03 от 27.03.2008 г., опубл. 27.03.2009 г.).In the claimed ST for its implementation, a well-known technical solution is used - a downhole heat supply system with underground heat accumulation (RF patent No. 2371638, IPC F24D 15/04; F24H 4/02. Application No. 2008111776/03 of 03/27/2008, published on 27.03. 2009).
Обратный трубопровод соединенен с нагнетательной скважиной представляющей собой водовод, нижний конец которого соединен с ПТГА. Вихревой теплогенератор установлен в водоводе и представляет собой гидротурбину, кинематически соединенную с расположенным ниже вихревым теплогенератором дискового типа. Корпуса их и жестко соединены и выполнены с возможностью фиксирования и восприятия ими реактивного момента опорным элементом, а установлен вихревой теплогенератор под динамический уровень воды, напор которого достаточен для выработки тепловой энергии. Опорным элементом является колонна труб, опущенная в скважину, верхний конец которой закреплен на устье скважины, гидротеплоагрегат соединен с нижним концом колонны труб. Заявляемая СТ дополнительно включает водоподъемную скважину, которая пробурена до ПТГА, а ее устье - к прямому трубопроводу СТ.The return pipe is connected to the injection well, which is a water conduit, the lower end of which is connected to the PTGA. The vortex heat generator is installed in the water conduit and is a hydraulic turbine kinematically connected to the disk-type vortex heat generator located below. Their bodies are rigidly connected and made with the possibility of fixing and perceiving the reactive moment by the supporting element, and a vortex heat generator is installed under the dynamic water level, the pressure of which is sufficient to generate thermal energy. The supporting element is a pipe string lowered into the well, the upper end of which is fixed to the wellhead, the hydrothermal unit is connected to the lower end of the pipe string. The inventive CT additionally includes a water well, which is drilled to the PTGA, and its mouth to the direct pipeline ST.
По аналогии со схемой изложенной в п.б) поступающий из обратного трубопровода СТ отработавший (охлажденный) теплоноситель перед тем, как направиться в ПТГА проходит через вихревой теплогенератор, а отличие заключается только в том, что вихревой теплогенератор установлен в нагнетательной скважине;By analogy with the scheme described in b), the spent (cooled) coolant coming from the return pipe ST before going to the PTGA passes through the vortex heat generator, and the only difference is that the vortex heat generator is installed in the injection well;
г) вихревой теплогенератор при работе подземного теплогидроаккумулятора в режиме теплоисточника, может быть установлен в нагнетательной скважине с потоком воды в ней из обратного трубопровода и формируемым им в скважине сплошным водотоком, при этом вихревой теплогенератор является вихревым теплогенератором дискового типа, он агрегатирован и представляет собой соединенные своими корпусами гидротурбину и собственно вихревой теплогенератор, соединенный с нижним концом бурильной колонны верхний конец которой закреплен на устье скважины, являющейся опорным элементом скважинного гидротеплоагрегата; а для создания напора водотока воздействующего на скважинный гидротеплоагрегат достаточного для выработки им тепловой энергии, в ней, перед нагнетательной скважиной в канале тока обратной воды может быть дополнительно установлен насос;d) a vortex heat generator during operation of the underground heat accumulator in the heat source mode, can be installed in an injection well with a stream of water in it from the return pipe and a continuous water stream formed by it in the well, while the vortex heat generator is a disk-type vortex heat generator, it is aggregated and is connected with their bodies a turbine and a vortex heat generator proper, connected to the lower end of the drill string, the upper end of which is fixed to the wellhead Nina, which is the supporting element of the downhole hydrothermal unit; and to create a watercourse pressure acting on the borehole hydrothermal unit sufficient to generate thermal energy, an additional pump can be installed in it in front of the injection well in the return water flow channel;
Напор водотока Нв воздействующий на скважинный гидротеплоагрегат, как отмечено в п.в), должен быть достаточным для выработки им тепловой энергии. В нагнетательной скважине, как правило, он создается за счет динамического уровня воды в скважине и в некоторых случаях конкретных горно-гидрогеологических условий его (Нв) уровень не достаточен для выработки тепловой энергии. Поэтому, согласно п.г) для обеспечения требуемого напора воды Нв, дополнительный (к напору создаваемому динамическим уровнем в скважине) напор воды нагнетаемой в скважину с установленным в ней вихревым теплогенероаторм, создается насосом, подающим в нее теплоноситель из обратного трубопровода. Сумма напоров теплоносителя из обратного трубопровода создаваемых - динамическим уровнем воды в скважине и дополнительно насосом является достаточной для выработки им тепловой энергии, а горячая вода с высокой температурой (ее уровень не ниже, чем в ПТГА) поступает в ПТГА. По аналогии с п.п.б) и в) заявляемая СТ не требует для подогрева теплоносителя из ПДГА перед подачей его в СТ (как это предусматривается в известных СТ, как правило в конце отопительного сезона) за счет дополнительной котельной. Она не требует затрат дополнительной энергии, улудшает энергоэффективность СТ.The pressure in a watercourse H acts on a downhole gidroteploagregat, as noted in part c) should be sufficient to generate thermal energy to them. In an injection well, as a rule, it is created due to the dynamic level of water in the well and, in some cases, specific mining and hydrogeological conditions, its (N in ) level is not sufficient to generate thermal energy. Therefore, according to paragraph d), in order to provide the required water pressure Н в , the additional (to the pressure created by the dynamic level in the well) pressure of the water pumped into the well with the installed vortex heat generators is created by a pump that supplies the coolant from the return pipe to it. The sum of the heat carrier pressures from the return pipe created by the dynamic water level in the well and additionally by the pump is sufficient to generate heat energy, and hot water with a high temperature (its level is not lower than in PTGA) enters the PTGA. By analogy with items b) and c), the claimed ST does not require heating the coolant from PDGA before it is supplied to the ST (as provided for in known STs, as a rule at the end of the heating season) due to an additional boiler room. It does not require the cost of additional energy, improves the energy efficiency of ST.
На фиг.1 приведена схема заявляемой системы теплоснабжения.Figure 1 shows a diagram of the inventive heat supply system.
На фиг.1 введены следующие обозначения: 1 - теплоисточник, предусматривающий сжигание топлива; 2 - прямой и обратный трубопроводы к теплопотребителю - району 5; 3, 4 - задвижки в прямом и обратном трубопроводе луча к району 5; 5 - теплопотребитель - район 5; 6 - отдельные теплопоребители района 5; 7 - распределительная камера района 5; 8, 9 - прямой и обратный трубопроводы луча к теплопотребителю - району 12; 10, 11 - задвижки, соответственно, в прямом 8 и обратном 9 трубопроводах луча к району 12; 12 - теплопотребитель района 12 (в районе имеется отдельный теплопотребитель с повышенным теплопотреблением в определенные периоды года); 13 - отдельные теплопотребители района 12; 14 - распределительная камера района 12; 14.1, 14.2 - задвижки присоединенные к водоподъемной скважине 37 (прямой трубопровод) и гидроэнергетической 26, сообщенных с подземным теплогидроаккмулятором 29; 15 - питательная емкость; 16 - гидротурбина; 17 - уплотнитель корпуса гидротурбины; 18 - входные каналы гидротурбины; 19 - выходные каналы гидротурбины; 20 - ротор гидротурбины с лопастными секциями; 21 - рычаги фиксатора; 22 - соединительная муфта-наконечник гидротурбины с отверстиями в нем (для сообщения объема скважины с входом гидротурбины); 23 - вихревой теплогенератор дискового типа; 24 - входные каналы вихревого теплогенератора; 25 - выходные каналы вихревого теплогенератора; 26 вертикальный интервал скважины от ее устья до места установки гидротеплоагрегата; 27 - вертикальный интервал скважины ниже места установки гидротеплоагрегата; 28 - перфорированный отрезок трубы в интервале скважины 27; 29 - поглощающий интервал (зона стока); 30 - колонна труб; 31 - соединительная муфта-наконечник колонны труб; 32 - перфорированная часть обсадной колонны - устройства регулирования расхода воды; 33 - перфорированный, с возможностью его поворота и с отверстиями; 34 - патрубок устройства регулирования расхода воды; 35 - отверстия в патрубке 33; 36 - жесткое соединение колонны труб с обсадной колонной; 37 - водоподъемная скважина (для горячего водоснабжения); 38 - перфорированный отрезок трубы в скважине 37; 39 - водоподъемные трубы; 40 - насос с электродвигателем; 41 - оголовок; 42 - задвижка; 43 - манометр; 44 - линия электроснабжения; 45 - станция управления; Нн - напор водяного столба, воздействующий на гидротеплоагрегат; Нв - глубина положения поглощающего интервала (аккумулирующего горячую воду).Figure 1 introduced the following notation: 1 - heat source, providing for the burning of fuel; 2 - direct and return pipelines to the heat consumer - district 5; 3, 4 - valves in the forward and reverse piping of the beam to area 5; 5 - heat consumer - district 5; 6 - individual heat sinks of district 5; 7 - distribution chamber of district 5; 8, 9 - direct and return pipelines of the beam to the heat consumer - region 12; 10, 11 - valves, respectively, in direct 8 and return 9 pipelines of the beam to the area 12; 12 - heat consumer of district 12 (the district has a separate heat consumer with increased heat consumption during certain periods of the year); 13 - individual heat consumers of the district 12; 14 - distribution chamber of the district 12; 14.1, 14.2 - valves connected to a water-lifting well 37 (direct pipeline) and hydropower 26, in communication with the underground heat accumulator 29; 15 - nutritional capacity; 16 - hydroturbine; 17 - a seal of the turbine housing; 18 - input channels of a hydraulic turbine; 19 - output channels of a hydraulic turbine; 20 - a rotor of a hydraulic turbine with blade sections; 21 - levers of a clamp; 22 - connecting sleeve-tip of a turbine with holes in it (for communicating the volume of the well with the inlet of the turbine); 23 - vortex heat generator of the disk type; 24 - input channels of the vortex heat generator; 25 - output channels of the vortex heat generator; 26 vertical interval of the well from its mouth to the installation site of the hydrothermal unit; 27 - the vertical interval of the well below the installation site of the hydrothermal unit; 28 - perforated pipe segment in the interval of the well 27; 29 - absorbing interval (drain zone); 30 - pipe string; 31 - connecting sleeve-tip of the pipe string; 32 - perforated part of the casing string - water flow control device; 33 - perforated, with the possibility of rotation and with holes; 34 - pipe device for controlling the flow of water; 35 - holes in the pipe 33; 36 - rigid connection of the pipe string to the casing; 37 - a water-lifting well (for hot water supply); 38 - perforated pipe segment in the well 37; 39 - water pipes; 40 - pump with electric motor; 41 - tip; 42 - valve; 43 - manometer; 44 - power supply line; 45 - control station; N n - the pressure of the water column acting on the hydrothermal unit; N in - the depth of the position of the absorbing interval (accumulating hot water).
Описание СТ в статическом состоянии.Description of CT in a static state.
От котельной 1 по двум теплопроводам (лучам) к двум районам теплопотребителей 5 и 12. Луч на район 5 включает прямой и обратный трубопроводы 2, а на район 12 - прямой 8 и обратный 9 трубопроводы. Районы теплопотребления 5 и 12 включают отдельных потребителей 6 и 13 (например, жилые дома и предприятия), соответственно. В районе 12 есть отдельный теплопотребитель с повышенным теплопотреблением в отдельные периоды года (или суток) - пиковый теплопотребитель. Кроме того, известно (установлено в результате специальных дополнительных обследований), что состояние трубопроводов 8 и 9 луча к теплопотребителю района 12, на определенном участке, очень ветхое и при определенных условиях повышенных нагрузок (как правило, повышенные нагрузки определяемые давлением и температурой теплоносителя действуют в наиболее холодные периоды отопительного сезона) потенциально они являются аварийно опасными. На фиг.1 он обозначен как «Участок подземно расположенных сетей ветхого состояния».From boiler 1 through two heat pipes (beams) to two areas of heat consumers 5 and 12. The beam to area 5 includes direct and return pipelines 2, and to region 12 - direct 8 and return 9 pipelines. Heat consumption areas 5 and 12 include individual consumers 6 and 13 (for example, residential buildings and enterprises), respectively. In district 12 there is a separate heat consumer with increased heat consumption in certain periods of the year (or days) - peak heat consumer. In addition, it is known (established as a result of special additional examinations) that the condition of the 8th and 9th ray pipelines to the heat consumer of region 12, in a certain area, is very dilapidated and under certain conditions of increased loads (as a rule, increased loads determined by pressure and temperature of the heat carrier act in the coldest periods of the heating season) they are potentially hazardous. In Fig. 1, it is designated as "A section of underground located networks of a dilapidated state."
СТ включает дополнительно теплоисточник с подземным теплогидроаккумулятором (ПТГА), который создан в поглощающем водоносном интервале 29. ПТГА 29 сообщен с дневной поверхностью нагнетательной (гидроэнергетической) 26 и водоподъемной 37 скважинами. Последние посредством задвижек 14.1 и 14.2 соединены, соответственно, с обратным 9 и прямым трубопроводами луча к району теплопотребления 12.The ST includes an additional heat source with an underground heat accumulator (PTGA), which is created in the absorbing water-bearing interval 29. PTGA 29 is in communication with the day surface of the injection (hydropower) 26 and water-lifting 37 wells. The latter through the valves 14.1 and 14.2 are connected, respectively, with the return 9 and direct piping of the beam to the area of heat consumption 12.
(К отопительному сезону ПТГА 29 заряжен горячей водой с использованием известных для этого теплогенерирующих технологий, например: гелиоконцетраторов; в летнее время - сбросав ПТГА излишков тепла с ТЭЦ; гидродинамических теплогенераторов, в том числе установленных в скважине (патент РФ на изобретение №2371638 «Скважинная система теплоснабжения с подземным теплогидроаккумулированием». MПK F24D 15/04, F24H 4/02. Заявка №2008111776/03) от 27.03.2008 г. Опубл. 27.10.2009 г., бюл. №30) и др).(For the heating season, PTGA 29 is charged with hot water using heat-generating technologies known for this, for example: helioconcentrators; in the summer - dropping PTGA of excess heat from a thermal power plant; hydrodynamic heat generators, including those installed in a well (RF patent for invention No. 2371638 “Borehole heat supply system with underground heat accumulation. ”MPK F24D 15/04, F24H 4/02. Application No. 2008111776/03) dated March 27, 2008. Published on October 27, 2009, bull. No. 30) and others).
В нагнетательной (гидродинамической) скважине 26 установлен гидродинамический теплогенератор, включающий гидротурбину (турбобур) 16 соединенный с вихревым теплогенератором дискового типа 23, при этом их корпуса и роторы жестко соединены, а они представляют собой скважинный теплогидроагрегат. Он соединен с колонной труб 30 в скважине, жестко закрепленной на ее устье 36 и которая воспринимает реактивный момент возникающий на теплогидроагрегате.In the injection (hydrodynamic) well 26, a hydrodynamic heat generator is installed, including a hydraulic turbine (turbo drill) 16 connected to a vortex heat generator of disk type 23, while their bodies and rotors are rigidly connected, and they are a downhole heat and hydraulic unit. It is connected to the pipe string 30 in the well, rigidly fixed to its mouth 36 and which perceives the reactive moment arising from the heat and hydraulic unit.
Теплоноситель из обратного трубопровода 9 через вентиль 14.1 поступает в емкость 15, а из нее через устройство регулирования расхода 32-35 - в гидроэнергетическую скважину 26 (в ее кольцевой канал) и далее, к скважинному теплогидроагрегату (гидродинамическому теплогенератору) 16-23. Далее, нагретый в нем теплоноситель по интервалу скважины 27 поступает в ПТГА 29.The coolant from the return pipe 9 through the valve 14.1 enters the tank 15, and from it through the flow control device 32-35 to the hydropower well 26 (in its annular channel) and then to the downhole heat and hydraulic unit (hydrodynamic heat generator) 16-23. Further, the coolant heated in it along the interval of the well 27 enters the PTGA 29.
В водоподъемной скважине 37 установлены водоподъемные трубы 39, на нижнем конце которых установлен погружной насос 40. Электроэнергия к нему от линии 44 подается по специальному кабелю в скважине. Горячая вода из ПТГА 29 с использованием погружного насоса 40 по водоподъемной колонне труб 39 поднимается на дневную поверхность, а далее сетевым насосом подается в прямой трубопровод 8 СТ к району теплопотребителя 12.In the water-lifting well 37, water-lifting pipes 39 are installed, at the lower end of which a submersible pump 40 is installed. Electricity is supplied to it from line 44 through a special cable in the well. Hot water from PTGA 29 using a submersible pump 40 through a water-lifting pipe string 39 rises to the day surface, and then it is supplied by a network pump to a direct pipeline 8 ST to the area of heat consumer 12.
В заявляемой СТ гидродинамический теплогенератор (например, вихревой дискового типа) может быть установлен на поверхности и при этом приводом для вращения его ротора может быть электрический.In the claimed CT, a hydrodynamic heat generator (for example, a vortex disk type) can be installed on the surface and the electric drive can be used to rotate its rotor.
Работа СТ в процессе ее эксплуатации.Work CT in the process of its operation.
Непиковый по тепловой нагрузке и безаварийный на сетях режим. В таком режиме потребители района 5 и района 12 посредством лучей 2 и 8-9 подключены к теплоисточнику 1. при этом дополнительный теплоисточник с ПТГА от луча трубопроводов 8-9 вентилями 14.1 и 14.2 отключен. Тепло по прямым трубопроводам поступает распределительные камеры районных потребителей 7 и 14, соответственно. От них оно распределяется отдельным потребителям этих районов 6 и 13. Теплоносителем тепло отдается отдельным потребителям его в указанных районах. Теплоноситель с пониженной температурой от отдельных теплопотребителей поступает в распределительные камеры 7 и 13 и по обратным трубопроводам 2 и 9 транспортируется к теплоисточнику 1. Цикл теплоснабжения непрерывен. Такой является схема теплоснабжения в рассматриваемом режиме.Off-peak in heat load and trouble-free operation on networks. In this mode, consumers of district 5 and region 12 are connected via beams 2 and 8-9 to heat source 1. while the additional heat source with PTGA from the beam of pipelines 8-9 is turned off by valves 14.1 and 14.2. Heat through direct pipelines enters the distribution chambers of district consumers 7 and 14, respectively. From them it is distributed to individual consumers of these regions 6 and 13. Heat is transferred to individual consumers in these regions by the heat carrier. The coolant with reduced temperature from individual heat consumers enters the distribution chambers 7 and 13 and is transported via return pipes 2 and 9 to the heat source 1. The heat supply cycle is continuous. Such is the heat supply scheme in the considered mode.
Пиковый по тепловой нагрузке и безаварийный на сетях режим. В таком режиме в требуемые периоды времени (согласно графика нагрузки отдельным теплопотребителем района теплопотребления 12) к лучу трубопроводов 8-9 посредством вентилей 14.1 и 14.2 подключают дополнительный источник тепловой энергии с ПТГА (последний к этому времени является заряженным, как правило в летнее время, горячей водой). После открытия указанных вентилей погружным насосом 40 горячая вода из ПТГА поднимается на дневную поверхность и сетевым насосом подается в прямой трубопровод 8 луча 8-9. По нему в дополнение (с расходом Qд и температурой tд) к теплу от теплоисточника 1 он подается в район теплопотребления 12. При этом повышенные параметры теплоносителя обеспечивают повышенное теплоснабжение района теплопотребления 12 и конкретного потребителя пиковой тепловой нагрузки в нем. После отдачи тепла по обратному трубопроводу 9 теплоноситель транспортируется на теплоисточник 1, а с расходом Qд через вентиль 14.1 - в емкость 15 дополнительного теплоисточника с ПТГА. Из емкости 15 через устройство регулирования расхода 32-35 теплоноситель поступает (за счет напора формируемого в скважине, благодаря существующему в ней природному перепаду высот динамического и статического уровней - в гидроэнергетическую скважину 26 (в ее кольцевой канал) и далее, к скважинному теплогидроагрегату (гидродинамическому теплогенератору) 16-23. Далее, нагретый в нем теплоноситель по интервалу скважины 27 поступает в ПТГА 29. По нему горячая вода движется к водоподъемной скважине 37 (к перфорированному отрезку трубы 38). Цикл движения теплоносителя таким образом замкнут, он непрерывен при подключении к СТ дополнительного теплоисточника с ПТГА 29. При уменьшении нагрузки пикового теплопотребителя дополнительный теплоисточник с ПТГА от системы теплоснабжения посредством перекрытия вентилей 14.1 и 14.2, а также отключения погружного 40 и сетевого насосов, выключается. При этом теплосодержание ПТГА, несмотря на теплоснабжение потребителя за счет него в пиковый период, не снизилось, так как при его работе охлаждаемый теплоноситель из обратного трубопровода 9 до его поступления в ПТГА нагревался в гидродинамическом теплогенераторе 16-23 установленном в скважине. Причем осуществлялся этот нагрев без сжигания для этого топлива или подвода энергии - а за счет природно реализуемого напора в скважине (по аналогии с ГЭС). Использование этого приемущества заявляемой СТ в рассматриваемом режиме позволяет повысить ее энергоэффективность.Peak in thermal load and trouble-free mode on networks. In this mode, at the required time periods (according to the load schedule of the individual heat consumer of the heat-consuming area 12), an additional heat source with PTGA is connected to the beam of pipelines 8-9 through valves 14.1 and 14.2 (the latter is charged by this time, usually in summer, hot water). After opening these valves with a submersible pump 40, hot water from the PTGA rises to the day surface and is supplied by a network pump to the direct pipe 8 of beam 8-9. According to it, in addition (with the flow rate Q d and the temperature t d ) to the heat from the heat source 1, it is supplied to the heat consumption region 12. Moreover, the increased parameters of the heat carrier provide increased heat supply to the heat consumption region 12 and the specific consumer of the peak heat load in it. After heat transfer through the return pipe 9, the coolant is transported to the heat source 1, and with a flow rate of Q d through the valve 14.1 - to the capacity 15 of the additional heat source with PTGA. From the tank 15 through the flow control device 32-35, the coolant enters (due to the pressure generated in the well, due to the natural difference in the heights of the dynamic and static levels in it, to the hydropower well 26 (in its annular channel) and then to the borehole heat and hydraulic unit (hydrodynamic heat generator) 16-23. Further, the heat carrier heated in it, along the interval of the well 27, enters the PTGA 29. Hot water moves along it to the water-raising well 37 (to the perforated pipe section 38). the heat carrier is thus closed, it is continuous when an additional heat source with PTGA 29 is connected to the ST. When the peak heat consumer's load decreases, the additional heat source with PTGA from the heat supply system by shutting off valves 14.1 and 14.2, as well as shutting off the submersible 40 and mains pumps, turns off. PTAA, despite the consumer’s heat supply at the expense of it during the peak period, did not decrease, since during its operation the cooled heat carrier from the return pipe 9 before it was received I PTGA heated to 16-23 hydrodynamic heat generator installed in the well. Moreover, this heating was carried out without burning for this fuel or supplying energy - but due to the naturally realized pressure in the well (by analogy with a hydroelectric power station). Using this advantage of the claimed ST in the considered mode allows to increase its energy efficiency.
Непиковый по тепловой нагрузке и аварийный на сетях режим. Такой режим работы реализуется в заявляемой СТ при возникновении аварии на «Участке подземно расположенных сетей ветхого состояния» (фиг.1), в результате которой произошел разрыв прямого трубопровода 8 луча на район теплопотребления 12, а место разрыва стало местом полных потерь теплоносителя. После возникновения аварии аварийный участок перекрыт вентилями 10.1 и 10.2, после чего к лучу 8-9 на район теплопотребления 12 посредством вентилей 14.1 и 14.2 подключен дополнительный теплоисточник с ПТГА. После открытия указанных вентилей погружным насосом 40 горячая вода из ПТГА поднимается на дневную поверхность и далее сетевым насосом подается в прямой трубопровод 8 луча 8-9 по нему с расходом Qaв и температурой taв равных расходу и температуре теплоносителя в прямом трубопроводе от теплоисточника 1 до возникновения аварии) и транспортируется в район теплопотребления 12. При этом теплоноситель с параметрами аналогичными параметрам от теплоисточника 1 до аварии обеспечивает теплоснабжение района теплопотребления 12. После отдачи тепла по обратному трубопроводу 9 теплоноситель транспортируется по обратному трубопроводу 9 к дополнительному теплоисточнику, а через вентиль 14.1 - в емкость 15 дополнительного теплоисточника с ПТГА. Из емкости 15 через устройство регулирования расхода 32-35 теплоноситель поступает (за счет напора формируемого в скважине, благодаря существующему в ней природному перепаду высот динамического и статического уровней - в гидроэнергетическую скважину 26 (в ее кольцевой канал) и далее, к скважинному теплогидроагрегату (гидродинамическому теплогенератору) 16-23. Далее, нагретый в нем теплоноситель по интервалу скважины 27 поступает в ПТГА 29. По нему горячая вода движется к водоподъемной скважине 37 (к перфорированному отрезку трубы 38). Цикл движения теплоносителя таким образом замкнут, он непрерывен при подключении к СТ дополнительного теплоисточника с ПТГА 29. Использование заявляемой СТ при возникновении аварии позволяет, практически сразу осуществлять теплоснабжение потребителя тепла от дополнительного теплоисточника с ПТГА и выполнять это, практически бесконечно долго (до конца отопительного сезона). При этом, на аварийном участке по возможности могут выполняться ремонтные работы, либо они могут быть сдвинуты на обоснованный для этого период времени.Off-peak in thermal load and emergency mode on networks. This mode of operation is implemented in the claimed ST in the event of an accident at the "Site of underground located networks of a dilapidated state" (Fig. 1), as a result of which a straight pipe 8 of the beam broke in the heat consumption area 12, and the place of the gap became the place of complete loss of coolant. After the accident, the emergency section is blocked by valves 10.1 and 10.2, after which an additional heat source with PTGA is connected to the beam 8-9 to the heat consumption area 12 through valves 14.1 and 14.2. After opening these valves submersible pump 40 of the hot water PTGA rises to the surface and then pumped into the network line 8-9 conduit 8 beam thereon at a flow rate Q AB and AB temperature t equal flow rate and temperature of the coolant in the flow pipe from the heat source 1 to occurrence of an accident) and is transported to the district of heat consumption 12. At the same time, a coolant with parameters similar to parameters from heat source 1 to the accident provides heat supply to the district of heat consumption 12. After heat transfer The heat carrier is transported through a return pipe 9 to an additional heat source, and through a valve 14.1 to a tank 15 of an additional heat source with PTGA. From the tank 15 through the flow control device 32-35, the coolant enters (due to the pressure generated in the well, due to the natural difference in the heights of the dynamic and static levels in it, to the hydropower well 26 (in its annular channel) and then to the borehole heat and hydraulic unit (hydrodynamic heat generator) 16-23. Further, the heat carrier heated in it, along the interval of the well 27, enters the PTGA 29. Hot water moves along it to the water-raising well 37 (to the perforated pipe section 38). The heat carrier is thus closed, it is continuous when an additional heat source with PTGA 29 is connected to the CT. Using the inventive ST in the event of an accident allows you to almost immediately heat the heat consumer from the additional heat source with PTGA and do this almost indefinitely (until the end of the heating season). At the same time, repair work may be performed at the emergency site, or they may be shifted for a reasonable period of time.
После устранения аварии на сетях дополнительный теплоисточник с ПТГА от системы теплоснабжения посредством перекрытия вентилей 14.1 и 14.2, а также отключения погружного 40 и сетевого насосов из работы в заявляемой СТ выводится. При этом теплосодержание ПТГА, несмотря на теплоснабжение потребителя за счет него в аварийный период, не снизилось, так как при его работе охлаждаемый теплоноситель из обратного трубопровода 9 до его поступления в ПТГА нагревался в гидродинамическом теплогенераторе 16-23 установленном в скважине. Причем осуществлялся этот нагрев без сжигания для этого топлива или подвода энергии - а за счет природно реализуемого напора в скважине (по аналогии с ГЭС). Использование этого приемущества заявляемой СТ в рассматриваемом режиме позволяет, кроме повышения энергоэффективности, повысить и надежность ее работы и в результате получить энергетический, экономический и социальный эффекты от ее применения.After eliminating the accident on the networks, an additional heat source with PTGA from the heat supply system by shutting off the valves 14.1 and 14.2, as well as shutting down the submersible 40 and network pumps, is deactivated in the claimed ST. In this case, the heat content of PTHA, despite the heat supply to the consumer due to it during the emergency period, did not decrease, since during its operation the cooled coolant from the return pipe 9 was heated in the hydrodynamic heat generator 16-23 installed in the well before it entered the PTHA. Moreover, this heating was carried out without burning for this fuel or supplying energy - but due to the naturally realized pressure in the well (by analogy with a hydroelectric power station). Using this advantage of the claimed ST in the considered mode allows, in addition to increasing energy efficiency, to increase the reliability of its work and as a result to obtain energy, economic and social effects from its use.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011114142/03U RU112353U1 (en) | 2011-04-11 | 2011-04-11 | HEAT SUPPLY SYSTEM |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011114142/03U RU112353U1 (en) | 2011-04-11 | 2011-04-11 | HEAT SUPPLY SYSTEM |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU112353U1 true RU112353U1 (en) | 2012-01-10 |
Family
ID=45784798
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011114142/03U RU112353U1 (en) | 2011-04-11 | 2011-04-11 | HEAT SUPPLY SYSTEM |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU112353U1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2786295C1 (en) * | 2022-03-15 | 2022-12-19 | Николай Геннадьевич Кириллов | Autonomous system of heat supply for objects and settlements |
-
2011
- 2011-04-11 RU RU2011114142/03U patent/RU112353U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2786295C1 (en) * | 2022-03-15 | 2022-12-19 | Николай Геннадьевич Кириллов | Autonomous system of heat supply for objects and settlements |
| RU2786294C1 (en) * | 2022-03-15 | 2022-12-19 | Николай Геннадьевич Кириллов | Autonomous heating system for settlements |
| RU2799149C1 (en) * | 2022-03-15 | 2023-07-04 | Николай Геннадьевич Кириллов | Heat spply system for military installations and settlements |
| RU2799151C1 (en) * | 2022-03-15 | 2023-07-04 | Николай Геннадьевич Кириллов | Heat spply system for remote military installations and settlements |
| RU2799150C1 (en) * | 2022-03-15 | 2023-07-04 | Николай Геннадьевич Кириллов | Heat spply system for buildings and structures in military installations and settlements |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10060652B2 (en) | Boiling-water geothermal heat exchanger and boiling-water geothermal power generation equipment | |
| KR20150082431A (en) | Thermal energy storage system comprising a combined heating and cooling machine and a method for using the thermal energy storage system | |
| Ramirez et al. | Performance evaluation of an ORC unit integrated to a waste heat recovery system in a steel mill | |
| CN105993722B (en) | Solar heating and warming system for vegetable and fruit greenhouse | |
| CN103925629A (en) | Wind driven generator peak shaving phase-change energy-storage heat supply system | |
| CN201387003Y (en) | Water supply device of boiler with balanced pressure | |
| CN101139971A (en) | Small hydropower water regime operation system | |
| RU112353U1 (en) | HEAT SUPPLY SYSTEM | |
| Johnson et al. | Electrical power from an oil production waste stream | |
| RU174569U1 (en) | Device for converting geothermal energy of oil production wells into electrical | |
| Mbele et al. | Overview of conduit hydropower in South Africa: Status and applications | |
| Butuzov et al. | Geothermal energy of Kamchatka | |
| Riznić et al. | Water temperature adjustment in spas by the aid of heat pumps | |
| RU2371638C1 (en) | Borehole heat supply system with underground heat-hydro-accumulation | |
| Perju et al. | Reducing energy consumption by upgrading pumping stations in water distribution systems | |
| CN210220229U (en) | Phase-change energy-storage unpowered water outlet heating system | |
| RU2376495C1 (en) | Hydraulic geopower station (versions) | |
| CN102434358A (en) | Liquid working medium temperature change self circulation power generation device and power generation method | |
| US8072090B2 (en) | Process and system for generating consumable energy | |
| RU2329394C2 (en) | Hydraulic power plant | |
| US20140075946A1 (en) | Hydroelectric Power Generation Device | |
| RU112352U1 (en) | HEAT SUPPLY SYSTEM FOR MOUNTAIN CONDITIONS | |
| CN103884007A (en) | Multi-valve regulation water supply system of boiler | |
| RU140779U1 (en) | HEAT SUPPLY SYSTEM | |
| RU81267U1 (en) | AUTONOMOUS HEAT SUPPLY SYSTEM |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20130412 |