RU2145046C1 - Geothermal power complex - Google Patents

Abstract

FIELD: geothermal power installations for cold climatic zones. SUBSTANCE: in geothermal power complex water reservoirs of condensate collector and tank of return water-supply system are coupled by balancing line and pipeline downstream of circulating pump is coupled to heating system pipelines. Heating system pipelines are coupled to tank of return water-supply system by means of line with shut-off fittings. EFFECT: enhanced reliability of operation. 2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области теплоэнергетики, в частности, к геотермальным энергетическим установкам для холодных климатических зон. The invention relates to the field of power engineering, in particular, to geothermal power plants for cold climatic zones.

Известны геотермальные энергетические установки, состоящие из паровой турбины, работающей на геотермальном паре, конденсатора с системой охлаждения воды и элементов тепловой системы, где эта вода используется для отвода тепла от оборудования (маслоохладитель, охладитель генератора и т.п.) (см. Р. Д. Пинпо "Выработка электроэнергии на основе преобразования геотермальной энергии". М., ЭНИН, ГПИ, ОМС, 1988). Geothermal power plants are known, consisting of a steam turbine operating on geothermal steam, a condenser with a water cooling system and elements of a thermal system, where this water is used to remove heat from equipment (oil cooler, generator cooler, etc.) (see R. D. Pinpo "Electricity generation based on the conversion of geothermal energy." M., ENIN, GPI, OMS, 1988).

Недостаток этой установки - рост температуры охлаждающей воды за пределы допустимого по условиям работы генератора или маслоохладителя при высокой температуре воздуха и, как следствие, необходимость снижения мощности или вывода из действия геотермальной энергетической установки. The disadvantage of this installation is the increase in the temperature of the cooling water beyond the limits of the generator or oil cooler that is acceptable under the operating conditions at high air temperatures and, as a result, the need to reduce power or decommission the geothermal power plant.

Известны геотермальные энергетические комплексы, состоящие из паровой турбины, работающей на геотермальном паре, конденсатора с конденсатосборником, насосом и регулятором уровня конденсата и системой охлаждения воды с регулятором подпитки для обеспечения функционирования элементов тепловой схемы (маслоохладителя, охладителя генератора и т.п.), кроме этого, в холодных климатических зонах эти комплексы имеют в своем составе систему отопления со своим регулятором подпитки (Progekto Geotermiko son-jacintoti zate, Dal Spa, Milan, Marzo de 1993). Geothermal energy complexes are known, consisting of a steam turbine operating on geothermal steam, a condenser with a condensate collector, a pump and a condensate level regulator and a water cooling system with a make-up regulator to ensure the functioning of the elements of the thermal circuit (oil cooler, generator cooler, etc.), except In cold climatic zones, these complexes have a heating system with their own make-up regulator (Progekto Geotermiko son-jacintoti zate, Dal Spa, Milan, Marzo de 1993).

Недостатки этих комплексов - пониженная надежность из-за большого числа автоматических регуляторов, выход из строя которых приводит либо к остановке энергоблока, либо к потере отопления. Кроме того, система оборотного охлаждения воды, рассчитанная на высокую наружную температуру воздуха в летний период, при низкой температуре воздуха зимой выдает такую низкую температуру охлаждающей воды, что это недопустимо по условиям работы генератора и маслоохладителя. The disadvantages of these complexes are reduced reliability due to the large number of automatic controllers, failure of which leads to either a shutdown of the power unit or loss of heating. In addition, the reverse water cooling system, designed for high outdoor air temperature in summer, at low air temperature in winter, gives such a low temperature of cooling water that it is unacceptable under the operating conditions of the generator and oil cooler.

Наиболее близким к настоящему решению является геотермальный энергокомплекс, содержащий паровую турбину с генератором, конденсатор, насос откачки конденсата, охладитель воды (см.Тельдеши Ю. и Лесны Ю. "Мир ищет энергию". Мир, М., 1981, с. 198, р.85.)
Недостатком указанного энергокомплекса является низкая эксплуатационная надежность.Closest to this solution is a geothermal energy complex containing a steam turbine with a generator, a condenser, a condensate pump, and a water cooler (see Teldeshi, Yu. And Lesny, Yu. “The World Seeks Energy.” Mir, M., 1981, p. 198, p. 85.)
The disadvantage of this energy complex is the low operational reliability.

Задача изобретения - повышение надежности работы энергокомплекса. The objective of the invention is to increase the reliability of the energy complex.

Задача решается тем, что геотермальный энергокомплекс содержит паровую турбину с генератором, конденсатор с трубой барометрического слива, насос откачки конденсата, конденсатосборник, регулятор уровня в конденсатосборнике, систему оборотного водоснабжения с баком, трубопроводами, охладителем воды, охлаждаемыми элементами тепловой схемы и насосом циркуляции, энергокомплекс также содержит систему отопления с трубопроводами, насосом сетевой воды, нагревателем сетевой воды и теплопотребителями, при этом конденсатосборник и бак системы оборотного водоснабжения соединены уравнительной линией, а трубопровод после насоса циркуляции соединен с трубопроводами системы отопления. Трубопроводы системы отопления соединены линией с запорной арматурой с баком системы оборотного водоснабжения. The problem is solved in that the geothermal energy complex contains a steam turbine with a generator, a condenser with a barometric drain pipe, a condensate pump, a condensate collector, a level regulator in the condensate collector, a reverse water supply system with a tank, pipelines, a water cooler, cooled elements of the thermal circuit and a circulation pump, an energy complex also contains a heating system with pipelines, a network water pump, a network water heater and heat consumers, while the condensate collector and tank system reverse water supply are connected by an equalization line, and the pipeline after the circulation pump is connected to the pipelines of the heating system. The pipelines of the heating system are connected by a line with shutoff valves to the tank of the circulating water supply system.

Сущность изобретения состоит в том, что устанавливаются линии гидравлической связи между всеми системами таким образом, что система оборотного водоснабжения подпитывает систему отопления, а конденсатная система подпитывает систему оборотного водоснабжения с единственным регулятором уровня в конденсатосборнике. The essence of the invention lies in the fact that hydraulic lines are installed between all systems in such a way that the circulating water supply system feeds the heating system, and the condensate system feeds the circulating water supply system with a single level control in the condensate collector.

При низкой наружной температуре повышение температуры воды в системе оборотного водоснабжения обеспечивается подачей в нее горячей воды из системы отопления. At low outside temperatures, an increase in water temperature in the circulating water supply system is ensured by the supply of hot water to it from the heating system.

В результате реализации этих существенных признаков геотермальный энергетический комплекс приобретает новое свойство: повышенную надежность, независимость его работы от регуляторов подпитки системы отопления и оборотного водоснабжения. As a result of the implementation of these essential features, the geothermal energy complex acquires a new property: increased reliability, the independence of its operation from regulators of the heating system supply and water recycling.

Схема геотермального энергетического комплекса приведена на чертеже. Она содержит паровую турбину 1, генератор 2, конденсатор 3 пара с трубой барометрического слива и системой охлаждения воды, конденсатосборник 4, насос 5 откачки конденсата, регулятор 6 уровня в конденсатосборнике 4, систему оборотного водоснабжения с баком 7, насосом циркуляции 8, трубопроводами 9, охладителем 10 воды, охлаждаемыми элементами 11 тепловой схемы (маслоохладитель, охладитель генератора и т.п.), уравнительную линию 12, а также систему отопления с насосом 13 сетевой воды, трубопроводами 14, нагревателем 15 сетевой воды и теплопотребителями 16. Конденсатосборник 4 и бак 7 системы оборотного водоснабжения соединены уравнительной линией 12, а трубопровод 9 после насоса циркуляции 8 соединен с трубопроводами 14 системы отопления. Энергокомплекс снабжен трубой подпитки 17. Трубопроводы 14 системы отопления соединены линией 18 с запорной арматурой с баком 7 системы оборотного водоснабжения. A diagram of the geothermal energy complex is shown in the drawing. It contains a steam turbine 1, generator 2, a steam condenser 3 with a barometric drain pipe and a water cooling system, a condensate collector 4, a condensate pump 5, a level 6 regulator in the condensate collector 4, a reverse water supply system with a tank 7, a circulation pump 8, pipelines 9, water cooler 10, cooled elements 11 of the thermal circuit (oil cooler, generator cooler, etc.), equalization line 12, as well as a heating system with network water pump 13, pipelines 14, network water heater 15 and heat consumers 16. The condensate collector 4 and the tank 7 of the circulating water supply system are connected by an equalizing line 12, and the pipeline 9 after the circulation pump 8 is connected to the pipelines 14 of the heating system. The energy complex is equipped with a make-up pipe 17. The pipelines 14 of the heating system are connected by a line 18 with shut-off valves to the tank 7 of the reverse water supply system.

Энергокомплекс работает следующим образом. The energy complex works as follows.

Вода системы отопления насосом 13 сетевой воды по трубопроводам 14 прокачивается через нагреватель 15 сетевой воды, теплопотребители 16 и возвращается в насос 13. Все утечки воды в системе отопления компенсируются из системы оборотного водоснабжения по трубе подпитки 17. Из бака 7 системы оборотного водоснабжения насосом циркуляции 8 вода по трубопроводам 9 поступает в охладитель воды 10, затем в охлаждаемые элементы 11 тепловой схемы и сливается обратно в бак 7, избыток (или недостаток) воды в котором компенсируется перетоком по уравнительной линии 12 в конденсатосборник 4 (или из конденсатосборника 4). The water of the heating system by the network water pump 13 through pipelines 14 is pumped through the network water heater 15, the heat consumers 16 and returned to the pump 13. All water leaks in the heating system are compensated from the recycled water supply system via the make-up pipe 17. From the tank 7 of the recycled water supply system by the circulation pump 8 water through pipelines 9 enters the water cooler 10, then into the cooled elements of the thermal circuit 11 and is discharged back into the tank 7, the excess (or lack) of water in which is compensated by the overflow according to the equalizing line and 12 to the condensate collector 4 (or from the condensate collector 4).

Отработанный геотермальный пар из турбины 1, приводящейся в действие генератором 2, поступает в конденсатор 3 с барометрической трубой слива, конденсируется и по трубе барометрического слива сливается в конденсатосборник 4, из которого избыток конденсата удаляется насосом 5 откачки конденсата, расход насоса 5 определяется положением регулятора 6 уровня в конденсатосборнике 4. The spent geothermal steam from the turbine 1, driven by the generator 2, enters the condenser 3 with a barometric drain pipe, condenses and merges through the barometric drain pipe into the condensate collector 4, from which the excess condensate is removed by the condensate pump 5, the flow rate of the pump 5 is determined by the position of the regulator 6 level in the condensate collector 4.

При низкой наружной температуре воздуха, когда температура воды в системе оборотного водоснабжения достигает минимально допустимого значения, открытие вентиля (запорной арматуры) на линии 18 обеспечивает переток горячей сетевой воды из системы отопления в систему оборотного водоснабжения, что приводит к повышению температурного уровня в ней, недостаток сетевой воды в системе отопления восполняется по трубе подпитки 17. At low outdoor air temperatures, when the water temperature in the circulating water supply system reaches the minimum acceptable value, opening the valve (shut-off valve) on line 18 provides the flow of hot mains water from the heating system to the circulating water supply system, which leads to an increase in the temperature level in it, a drawback network water in the heating system is replenished through the feed pipe 17.

Поскольку в геотермальных установках всегда имеются избытки конденсата, все части схемы надежно обеспечены водой. Since geothermal installations always have excess condensate, all parts of the circuit are reliably provided with water.

Благодаря использованию вышеперечисленных схемно-конструктивных решений обеспечивается повышение надежности работы геотермального комплекса с минимальным числом автоматических регуляторов. Through the use of the above schematic design solutions, it is possible to increase the reliability of the geothermal complex with a minimum number of automatic controllers.

Claims (2)

1. Геотермальный энергокомплекс, содержащий паровую турбину с генератором, конденсатор с трубой барометрического слива, конденсатосборником, насосом откачки конденсата и регулятором уровня в конденсатосборнике, систему оборотного водоснабжения с баком, трубопроводами, охладителем воды, охлаждаемыми элементами тепловой схемы и насосом циркуляции, и систему отопления с трубопроводами, насосом сетевой воды, нагревателем сетевой воды и теплопотребителями, отличающийся тем, что конденсатосборник и бак системы оборотного водоснабжения соединены уравнительной линией, а трубопровод после насоса циркуляции соединен с трубопроводами системы отопления. 1. A geothermal energy complex containing a steam turbine with a generator, a condenser with a barometric drain pipe, a condensate collector, a condensate pump and a level regulator in the condensate collector, a reverse water supply system with a tank, pipelines, a water cooler, cooled elements of the heat circuit and a circulation pump, and a heating system with pipelines, a network water pump, a network water heater and heat consumers, characterized in that the condensate collector and the tank of the circulating water supply system are united by an equalization line, and the pipeline after the circulation pump is connected to the pipelines of the heating system. 2. Геотермальный энергокомплекс по п.1, отличающийся тем, что трубопроводы системы отопления соединены линией с запорной арматурой с баком системы оборотного водоснабжения. 2. The geothermal energy complex according to claim 1, characterized in that the pipelines of the heating system are connected by a line with shutoff valves to the tank of the circulating water supply system.