BG1296U1 - Installation for extraction of thermal energy from the earth interior - Google Patents
Installation for extraction of thermal energy from the earth interior Download PDFInfo
- Publication number
- BG1296U1 BG1296U1 BG1685U BG168509U BG1296U1 BG 1296 U1 BG1296 U1 BG 1296U1 BG 1685 U BG1685 U BG 1685U BG 168509 U BG168509 U BG 168509U BG 1296 U1 BG1296 U1 BG 1296U1
- Authority
- BG
- Bulgaria
- Prior art keywords
- valve
- heat
- shut
- outlet
- inlet
- Prior art date
Links
- 238000009434 installation Methods 0.000 title claims abstract description 28
- 238000000605 extraction Methods 0.000 title claims abstract description 8
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims abstract description 10
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 11
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 2
- 101150071661 SLC25A20 gene Proteins 0.000 claims 1
- 101150102633 cact gene Proteins 0.000 claims 1
- 239000008239 natural water Substances 0.000 abstract description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 2
- 239000011551 heat transfer agent Substances 0.000 abstract 2
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 abstract 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 19
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 14
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 8
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 6
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 5
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-ZSJDYOACSA-N Heavy water Chemical compound [2H]O[2H] XLYOFNOQVPJJNP-ZSJDYOACSA-N 0.000 description 2
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 2
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004305 biphenyl Substances 0.000 description 2
- 235000010290 biphenyl Nutrition 0.000 description 2
- 125000006267 biphenyl group Chemical group 0.000 description 2
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 2
- 230000009931 harmful effect Effects 0.000 description 2
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003758 nuclear fuel Substances 0.000 description 2
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 2
- ZUOUZKKEUPVFJK-UHFFFAOYSA-N phenylbenzene Natural products C1=CC=CC=C1C1=CC=CC=C1 ZUOUZKKEUPVFJK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 230000000740 bleeding effect Effects 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 238000009421 internal insulation Methods 0.000 description 1
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Road Paving Structures (AREA)
Abstract
Description
Област на техникатаTechnical field
Полезният модел се отнася до инсталация за извличане на топлинна енергия от земните недра, който намира приложение в топлоприемници, топлинни камери, топлофикационни съоръжения, топлоелектроцентрали и атомни електроцентрали като еквивалентен заместител на пещи-огнища, атомни реактори и други за промишлено получаване и доставяне на енергия за задоволяване енергийните потребности за битови и стопански цели.The utility model relates to an installation for extraction of thermal energy from the Earth's interior, which is used in heat sinks, heat chambers, district heating facilities, thermal power plants and nuclear power plants as an equivalent substitute for furnaces, nuclear reactors and others for industrial production and supply of energy. to meet energy needs for domestic and commercial use.
Предшестващо състояние на техникатаBACKGROUND OF THE INVENTION
Известна е инсталация за извличане на топлинна енергия от земните недра, предназначена за генериране на електрически ток, която съдържа енергиен обменник за земна енергия, свързан през входящ топлопровод с регулируем спирателен вентил и през изходящ топлопровод с регулируем спирателен вентил към енергиен обменник на земна енергия, който се състои наймалко от две топлоизолирани входящи тръби, поставени в сондажен отвор. Входящите тръби са обхванати от изолационна тръба, към която радиално навън е съединен до стената на сондажния отвор участък за обратен поток, в който са разположени изходящите тръби. Участъкът на сондажния отвор в земните недра, в който са поместени изходящите тръби на дълбочина 2000 до 2500 m под повърхността, има оформено сондажно дъно, в което са разположени чакъленопорьозни частици. Стените на изходящите тръби имат в зоната на сондажното дъно проходни отвори за подобряване на топлообмена, тъй като водата и/или парата се изпаряват от изходящи тръби в чакълено-порьозните частици, след което се нагряват и могат да се върнат обратно в изходящите тръби. Входящият тръбопровод има затварящ вентил, свързан с изходящия тръбопровод. Зоната между входящите тръби е запълнена с изолационен материал, като входящите тръби са свързани една с друга в зоната на долните входящи отвори. На земната повърхност едната входяща тръба е свързана с входящия тръбопровод, а другата входяща тръба - към входящия тръбопровод чрез управляем затварящ вентил. Освен това е предвидена и компресорна станция, която съдържа най-малко една помпа и управляем свързващ вентил и е включена към входящия топлопровод в зоната между първата входяща тръба и затварящия вентил. В участъка на входящия тръбопровод, между втората подаваща тръба и спирателен вентил, е разположен изходящият тръбопровод с изпускателен вентил /1/.An installation is known for extracting heat from the Earth's interior, designed to generate electricity, which contains an energy exchanger for earth energy, connected through an inlet heat pipe with an adjustable shut-off valve and through an outlet heat pipe with an adjustable shut-off valve to an energy exchanger, consisting of at least two heat-insulated inlet pipes placed in a borehole. The inlet tubes are enclosed by an insulation tube to which a backflow section in which the outlet tubes are located radially outwardly is connected to the borehole borehole. The section of the drilling hole in the earth's interior, where the outlet pipes are placed at a depth of 2000 to 2500 m below the surface, has a drilled bottom in which gravel-porous particles are located. The outlet pipe walls have openings in the well bottom area to improve the heat exchange, since water and / or steam are evaporated from the outlet tubes into the porous particles and then heated and can be returned to the outlet tubes. The inlet pipeline has a shut-off valve connected to the outlet pipeline. The area between the inlet pipes is filled with insulating material and the inlet pipes are connected to each other in the area of the lower inlets. On the ground, one inlet pipe is connected to the inlet pipe and the other inlet pipe to the inlet pipe through a controllable shut-off valve. In addition, a compressor station is provided which comprises at least one pump and a controllable connection valve and is connected to the inlet duct in the area between the first inlet pipe and the shut-off valve. In the section of the inlet pipeline, between the second inlet pipe and the shut-off valve, there is an outlet line with an outlet valve / 1 /.
Недостатъци на инсталацията са, че има сложна конструкция, изисква допълнително използване на студена природна вода като приносител на геотермална енергия, както и възможност за работа на ограничена сондажна дълбочина, поради което в топлообменниците не се достигат оптималните параметри на прегрятата пара, необходима за получаване на електроенергия в топло- и електроцентрали.The disadvantages of the installation are that it has a complex structure, requires the additional use of cold natural water as a carrier of geothermal energy, as well as the ability to work at a limited well depth, which is why the heat exchangers do not achieve the optimal parameters of superheated steam required to obtain electricity in heat and power plants.
Техническа същност на полезния моделThe technical nature of the utility model
С предложения полезен модел се цели извличане на намиращата се в земните недра колосална неизчерпаема топлинна енергия и пренасянето й в активната зона на геотермален генератор, който отдава тази добита енергия на топлинни консуматори за задоволяване изцяло потребностите от топлоенергия и електроенергия във всяка точка на земното кълбо. По този начин рязко ще се ограничи или прекрати използването чрез изгаряне на различни полезни енергийни суровини като нефт, газ, мазут, вьглища, ядрено гориво и други, в резултат на което ще се прекрати изчерпването на съществуващите на земята класически енергийни ресурси, както и значително ще се понижи вредното въздействие върху околната среда и живите организми от отделянето в атмосферата на въглероден двуокис, метан и други вредни вещества и емисии.The proposed utility aims to extract the colossal inexhaustible heat contained in the earth and transfer it to the core of a geothermal generator, which supplies this extracted energy to heat consumers to fully meet the heat and electricity needs at any point on the globe. This will drastically limit or discontinue use by burning various useful energy resources such as oil, gas, fuel oil, coal, nuclear fuel, etc., resulting in the termination of the existing conventional energy resources on earth, as well as significantly it will reduce the harmful effects on the environment and living organisms from the release of carbon dioxide, methane and other harmful substances and emissions into the atmosphere.
Задача на полезния модел е да се създаде инсталация за извличане на топлинна енергия от земните недра, която да притежава опростена конструкция, да отпадне необходимостта от използване на студена природна вода като приносител на извлечената геотермална енергия, да доставя мощна топлинна енергия с висока температура на топлоносителя, да позволява използване на свръхдълбоко сондиране, както и достигане на оптималните параметри на топлоносителя, необходим за получаване на топлинна и електроенергия.The task of the utility model is to create an installation for extraction of thermal energy from the earth's interior, which has a simplified construction, to eliminate the need to use cold natural water as a bearer of the extracted geothermal energy, to supply powerful heat with a high temperature of the heat carrier. , to allow the use of ultra-deep drilling, as well as to achieve the optimum parameters of the heat carrier required to produce heat and electricity.
В съответствие с полезния модел тази задача се решава посредством инсталация за изв личане на топлинна енергия от земните недра, състояща се от подземна част, съставена от входяща и изходяща тръба, поставени в сондажен отвор, в чието сондажно дъно има чакъленопорьозни частици, както и от надземна част; съставена от компресор и топлообменник, свързани чрез входящи и изходящи вентили, съответно към входящата и изходящата тръба. В надземната част са предвидени напорен резервоар, свързан чрез втори изходящ вентил и напорен тръбопровод към студения тръбопровод, както и от топлообменник, изпълнен като топлообменна камера, свързана чрез топлоотдаващо тяло към главен циркулационен кръг, съставен от последователно свързани четвърти спирателен вентил, възвратен клапан и пети спирателен вентил към входящата тръба, които изграждат студения тръбопровод. Горещият тръбопровод е включен между изходящата тръба и топлообменната камера и съдържа първи спирателен вентил, при което студеният топлопровод и топлият топлопровод са свързани чрез регулатор, който включва първи спирателен вентил, втори спирателен вентил, трети спирателен вентил и изпускателен вентил. Предвидена е и циркулационна помпа, свързана паралелно на петия спирателен вентил чрез втори входящ вентил и четвърти изходящ вентил. Компресорът е изпълнен като компресорна станция, включена паралелно на петия спирателен вентил чрез първи входящ вентил и трети изходящ вентил.In accordance with the utility model, this problem is solved by an installation for extracting heat from the earth, consisting of an underground part composed of an inlet and outlet pipe, placed in a borehole, in which the wellbore has gravel-porous particles, and aboveground part; composed of a compressor and a heat exchanger connected via inlet and outlet valves respectively to the inlet and outlet pipes. In the above ground part there is provided a pressure tank connected by a second outlet valve and a pressure pipeline to the cold pipeline, as well as by a heat exchanger, made as a heat exchanger, connected by a heat transfer body to a main circulation circuit, consisting of a sequentially connected fourth shut-off valve, a check valve. a fifth shut-off valve to the inlet pipe that builds the cold pipeline. The hot conduit is connected between the outlet duct and the heat exchanger chamber and comprises a first shut-off valve, wherein the cold conduit and the hot conduit are connected by a regulator that includes a first shut-off valve, a second shut-off valve, a third shut-off valve and a discharge valve. Also provided is a circulation pump connected in parallel to the fifth shut-off valve through a second inlet valve and a fourth outlet valve. The compressor is designed as a compressor station connected in parallel to the fifth shut-off valve through a first inlet valve and a third outlet valve.
Предимства на инсталацията за извличане на топлинна енергия от земните недра са, че се извършва свръхдълбоко сондиране чрез използване на единични, двойни, тройни и т.н. сондажи; възможност за получаване на геотермална енергия на всяко място от земните недра, която има повишени параметри по отношение на мощност и температура; използване на двоен топлопровод като вътрешния е топлоизолиран; регулиране скоростта на топлинния поток в главния циркулационен кръг и налягането, предизвикано от напорния резервоар и възвратния клапан; екологично чиста експлоатация на инсталацията; ниски разходи за реализация и експлоатация на топлинната инсталация, както и ниска себестойност на получената топлинна и електроенергия.The advantages of the installation for extraction of heat from the earth's interior are that it performs deep drilling using single, double, triple, etc. drilling; the possibility of obtaining geothermal energy at any place from the earth's interior, which has increased parameters in terms of power and temperature; use of double heat conduit with internal insulation; regulation of the flow rate of the main circulation circuit and the pressure caused by the pressure tank and check valve; environmentally friendly operation of the installation; low costs for the implementation and operation of the thermal installation, as well as low cost of the received heat and electricity.
Пояснение на приложените фигуриExplanation of the annexed figures
Полезният модел се разяснява по-подробно чрез изпълнението на инсталацията за извличане на топлинна енергия от земните недра, показана на фигурите, където:The utility model is explained in more detail by performing the installation for extracting heat from the earth's interior, shown in the figures, where:
фигура 1 представлява конструкция на инсталацията за двойно сондиране с общ резервоар за активната зона на геотермалния генератор;Figure 1 is a construction of a dual-borehole installation with a common reservoir for the core of the geothermal generator;
фигура 2 - конструкция на инсталацията за единично сондиране с използване на двоен топлопровод с частичен изрез на входящо-изходящата тръба.FIG. 2 is a design of a single borehole installation using a dual heat pipe with a partial cut-off of the inlet-outlet pipe.
Примери за изпълнение на полезния моделExamples of implementation of the utility model
Полезният модел се разяснява по-подробно с помощта на примерното изпълнение на инсталацията за извличане на топлинна енергия от земните недра, показана на фиг. 1, съставена от подземна част, която съдържа два сондажни отвора, във всеки от които е вкарана съответно по една входяща тръба 1 и изходяща тръба 2, чийто долен край завършва в общо сондажно дъно 3, запълнено с чакълено-порьозни частици 31, както и от надземната част, която съдържа горещ тръбопровод 4, топлообменна камера 5, студен топлопровод 6, напорен резервоар 7, компресорна станция 8 и циркулационна помпа 9.The utility model is explained in more detail using the exemplary embodiment of the installation for extraction of heat from the earth's interior, shown in FIG. 1, consisting of an underground part containing two boreholes, each of which has an inlet pipe 1 and an outlet pipe 2, the lower end of which ends in a common bottom 3 filled with gravel-porous particles 31, and from the aboveground part containing a hot conduit 4, a heat exchange chamber 5, a cold heat conduit 6, a pressure vessel 7, a compressor station 8 and a circulation pump 9.
Горещият тръбопровод 4 включва първи спирателен вентил 41, втори спирателен вентил 42, трети спирателен вентил 43, изпускателен вентил 44 и регулатор 45.The hot conduit 4 includes a first shut-off valve 41, a second shut-off valve 42, a third shut-off valve 43, a drain valve 44 and a regulator 45.
Топлообменната камера 5 е съставена от топлоотдаващо тяло 51, топлоприемно тяло 52 и първи изходящ вентил 53, като е свързана изходящо чрез студен тръбопровод 6 с четвърти спирателен вентил 61, възвратен клапан 62 и пети спирателен вентил 63 към входящата тръба 2.The heat exchange chamber 5 consists of a heat transfer unit 51, a heat receiving body 52 and a first outlet valve 53, which is connected exiting via a cold conduit 6 with a fourth shut-off valve 61, a non-return valve 62 and a fifth shut-off valve 63 to the inlet pipe 2.
Освен това инсталацията съдържа и спомагателни съоръжения, съставени от напорен резервоар 7, изходящо свързан към напорен тръбопровод 71 чрез втори изходящ вентил 72 към студения тръбопровод 6, от компресорна станция 8 с първия входящ вентил 81, трети изходящ вентил 82, както и от циркулационна помпа 9 с втори входящ вентил 91 и четвъртия изходящ вентил 92. Компресорната станция 8 и циркулационната помпа 9 са включени паралелно на петия спирателен вентил 63 от студения тръбопровод 6.In addition, the installation also contains auxiliary equipment consisting of a pressure tank 7 connected externally to the pressure pipe 71 via a second outlet valve 72 to the cold pipe 6, from a compressor station 8 with a first inlet valve 81, a third outlet valve 82, and a circulation pump 9 with a second inlet valve 91 and a fourth outlet valve 92. The compressor station 8 and the circulation pump 9 are connected in parallel to the fifth shut-off valve 63 of the cold pipeline 6.
1296 Ul1296 Ul
Преди изграждане на инсталацията се извършва свръхдълбоко сондиране, при което се изграждат входящия и изходящия сондажен отвор, в които се поставят съответно входящата тръба 1 и изходящата тръба 2, долните отвори на които опират в сондажното дъно 3. По този начин в сондажното дъно 3 се образува един геотермален генератор, чийто резервоарен обем е запълнен с чакълено-порьозните частици 31.Prior to the construction of the installation, a deep drilling is carried out, in which the inlet and outlet wells are constructed, in which respectively the inlet pipe 1 and the outlet pipe 2 are placed, the lower openings of which rest in the well bottom 3. Thus, in the well bottom 3 forms a geothermal generator whose reservoir volume is filled with gravel-porous particles 31.
Известно е, че граничната кота 101 в земните недра достига дълбочина Н=2185 т, която е критична по отношение на налягане и температура на природната вода, тъй като при сондиране с нарастване на дълбочината на проникване се увеличава и температурата с 1°С на всеки 30-33 т, като едновременно с това нараства и пластовото налягане.It is known that the boundary elevation 101 in the Earth's depths reaches a depth of H = 2185 t, which is critical with respect to the pressure and temperature of natural water, as the temperature increases by 1 ° C for each penetration with increasing penetration depth. 30-33 tons, while at the same time the reservoir pressure increases.
Получаването на топлинна енергия от земните недра се извършва в подземния агрегат, какъвто е геотермалният генератор и се подава в надземния агрегат, каквато функция изпълнява топлообменната камера 5. Топлоносителят; който представлява флуид - течност или газ, циркулира по затворен контур, свързващ геотермалния генератор и топлообменната камера 5, които съставят главния циркулационен кръг. Като топлоносител може да се използват течности или газове, които получават и акумулират топлинната енергия в геотермалния генератор и по главния циркулационен кръг подават тази топлинна енергия, като я пренасят и предават чрез топлообменната камера 5 на топлинните консуматори, непоказани на фигурите.The production of heat from the earth's interior is carried out in the underground unit, such as the geothermal generator, and fed into the underground unit, which function is performed by the heat exchanger 5. The heat carrier; which is a fluid, liquid or gas, circulates in a closed loop connecting the geothermal generator and the heat exchange chamber 5 that make up the main circulation circuit. As a heat carrier, liquids or gases can be used that receive and accumulate heat in the geothermal generator and supply that heat to the main circulation circuit, transmitting and transmitting it through the heat exchange chamber 5 to the heat consumers not shown in the figures.
Като топлоносители могат да се използват течности или газове, например вода, вода под налягане, водна пара, тежка вода, течни метали натрий, калий и др. За предпочитане е да се използва сплав от 22.8% натрий и 77.2% калий, която има температура на топене 12.5°С. Освен това може да се използват литий, олово, въглероден диоксид, дисоцииращи газове, хелий, който се очертава като най-подходящ газов топлоносител, дифенил, дифенилна смес, моноизопропилдифенил, промивна течност; въздух и др. Използваните топлоносители трябва да имат голям топлинен капацитет, топлопроводимост, висока температура на кипене и ниска температура на топене.Liquids or gases such as water, pressurized water, water vapor, heavy water, liquid metals sodium, potassium and the like can be used as heat carriers. It is preferable to use an alloy of 22.8% sodium and 77.2% potassium, which has a melting point of 12.5 ° C. In addition, lithium, lead, carbon dioxide, dissociative gases, helium, which can be identified as the most suitable gas coolant, diphenyl, diphenyl mixture, monoisopropyldiphenyl, washing liquid, may be used; air and more. The heat carriers used must have high thermal capacity, thermal conductivity, high boiling point and low melting point.
За осигуряване нормална работа на инсталацията, към главния циркулационен кръг са свързани допълнително и три спомагателни съоръжения - за подаване на течни топлоносители, за подаване на газови топлоносители и за принудителна циркулация на топлинния поток в главния циркулационен кръг.In order to ensure the normal operation of the installation, three auxiliary facilities are connected to the main circulation circuit - for supplying liquid coolants, for supplying gas coolants, and for forced circulation of heat flow in the main circulation circuit.
Участъкът от главния циркулационен кръг, разположен между геотермалния генератор и топлообменната камера 5, проследен по посока на движение на топлоносителя, обхваща изходящия тръбопровод 2, горещия тръбопровод 4 и първия спирателен вентил 41. Участъкът, разположен между топлообменната камера 5 и геотермалния генератор, обхваща студения тръбопровод 6, четвъртия спирателен вентил 61, възвратния клапан 62, петия спирателен вентил 63 и входящата тръба 1.The section of the main circulation circuit located between the geothermal generator and the heat exchange chamber 5, traced in the direction of the heat carrier movement, comprises the outlet line 2, the hot line 4 and the first shut-off valve 41. The section located between the heat exchange chamber 5 and the geothermal heat generator conduit 6, fourth shut-off valve 61, non-return valve 62, fifth shut-off valve 63 and inlet pipe 1.
Към студения участък се включват и спомагателните съоръжения - напорният резервоар 7, компресорната станция 8, която е необходима само при използване на газов топлоносител и циркулационната помпа 9, с която се осъществява принудителна циркулация на топлоносителя в главния циркулационен кръг.Ancillary facilities are also included in the cold section - the pressure tank 7, the compressor station 8, which is only necessary when using a gas coolant and the circulation pump 9, by which the coolant is forced to circulate in the main circulation circuit.
При използване на инсталацията за добиване и доставка на топлинна енергия от земните недра, добитата топлинна енергия се получава в активната зона на геотермалния генератор от топлоотделящите чакълено-порьозни частици 31, които се намират в сондажното дъно 3. Топлоносителят обтича повърхността на тези чакълено-порьозни частици 31, при което протича бурен конвективен топлообменен процес. Топлоносителят се подава в главния циркулационен кръг, като се движи от напорния резервоар 7 последователно през втория изходящ вентил 71, напорния тръбопровод 71, пети спирателен вентил 63, входящата тръба 1 и се влива в активната зона на геотермалния генератор, след което обтича повърхността на топлоподаващите чакълено-порьозни частици 31 за протичане на вече споменатия конвективен топлообменен процес. Топлоносителят акумулира зададената му по мощност и температура геотермална топлинна енергия, след което топлинният поток от геотермалния генератор преминава през горещия тръбопровод 4 на главния циркулационен кръг, изходящата тръба 2, горещия тръбопровод 4, първия спирателен вентил 41 на главния циркулационен кръг, след което постъпва в топлообменната камера 5, топлоотдаващото тяло 51, топWhen using the installation for the extraction and supply of heat from the earth's interior, the heat generated is generated in the core of the geothermal generator by the heat-separating gravel-porous particles 31 located in the well bottom 3. The coolant flows around the surface of these gravel-porous particles 31, during which a violent convective heat exchange process takes place. The coolant is fed into the main circulation circuit by moving from the pressure tank 7 in succession through the second outlet valve 71, the pressure pipe 71, the fifth shut-off valve 63, the inlet pipe 1 and flow into the core of the geothermal generator and then flow around the surface of the heat supply gravel-porous particles 31 for the convective heat exchange process already mentioned. The coolant accumulates the geothermal heat set by its power and temperature, after which the heat flow from the geothermal generator passes through the hot pipeline 4 of the main circulation circuit, the outlet pipe 2, the hot pipeline 4, the first shut-off valve 41 of the main circulation circuit, and then enters heat exchange chamber 5, heat transfer unit 51, top
1296 Ul лоприемното тяло 52 и съответно към топлинните консуматори, непоказани на фигурите.1296 Ul lobes 52 and respectively to the heat consumers not shown in the figures.
Горещият тръбопровод 4 и неговият първи спирателен вентил 41 позволяват топлинният поток да се предаде от геотермалния генератор чрез изходящата тръба 2 към топлообменната камера 5, която е разположена на нулевата кота 10 върху земната повърхност и обхваща топлоподаващото тяло 51, топлоприемното тяло 52 и първия изходящ вентил 53. Изгражда се студеният тръбопровод 6 и се монтира неговия четвърти спирателен вентил 61, петия спирателен вентил 63, което позволява топлинният поток да се предава от топлообменната камера 5 чрез входящата тръба 1 към геотермалния генератор. За съхранение на топлоносителя е предвиден напорният резервоар 7, към който са монтирани вторият изходящ вентил 72, напорният тръбопровод 71 и петият спирателен вентил 63 на студения топлопровод 6. Това дава възможност на топлоносителя да се влива чрез входящата тръба 1 в активната зона на геотермалния генератор.The hot conduit 4 and its first shut-off valve 41 allow the heat flow to be transmitted from the geothermal generator via the outlet pipe 2 to the heat exchanger 5, which is located at a zero elevation 10 on the ground and comprises the heat supply body 51, the heat receiving body 52 and the first receiving valve 52 53. The cold conduit 6 is constructed and its fourth shut-off valve 61, the fifth shut-off valve 63 is installed, which allows the heat flow to be transmitted from the heat exchanger 5 through the inlet pipe 1 to the geo ermalniya generator. For storage of the heat carrier, a pressure tank 7 is provided, to which the second outlet valve 72, the pressure pipe 71 and the fifth shut-off valve 63 of the cold heat pipe 6 are mounted. This allows the heat carrier to be infused through the inlet pipe 1 into the core of the geothermal generator. .
При използване на газов топлоносител се предвижда изграждане като спомагателно съоръжение на компресорната станция 8, съставена от първия входящ вентил 81 и третия изходящ вентил 82, чрез които принудително се подава и движи газовият топлоносител в главния циркулационен кръг.When using a gas coolant, it is envisaged to construct as an auxiliary equipment the compressor station 8, consisting of the first inlet valve 81 and the third outlet valve 82, through which the gas coolant is forced into and moved in the main circulation circuit.
Като спомагателно съоръжение е предвидена и циркулационната помпа 9, към която са монтирани втория входящ вентил 91 и четвъртия изходящ вентил 92, с която се осъществява включване към главния циркулационен кръг за по-нататъшна принудителна циркулация на топлоносителя.As an auxiliary device is also provided the circulation pump 9, to which are mounted the second inlet valve 91 and the fourth outlet valve 92, which is connected to the main circulation circuit for further forced circulation of the coolant.
За постигане регулиране на движението и налягането на топлинния поток в главния циркулационен кръг се използва възвратният клапан 62, монтиран преди напорния тръбопровод 71, за включване към главния циркулационен кръг.In order to achieve regulation of the flow and pressure of the heat flow in the main circulation circuit, a non-return valve 62, installed before the discharge line 71, is used to be connected to the main circulation circuit.
При задействане на топлинната инсталация се извършва подаване, вливане и движение на използвания топлоносител в главния циркулационен кръг, както следва:When the heat installation is activated, the coolant used in the main circulation circuit is fed, infused and moved as follows:
- отварят се последователно първият спирателен вентил 41, четвъртият спирателен вентил 61 и петият спирателен вентил 63 от главния циркулационен кръг;- the first shut-off valve 41, the fourth shut-off valve 61 and the fifth shut-off valve 63 of the main circulation circuit are opened sequentially;
- отварят се вторият спирателен вентил 42, третият спирателен вентил 43, изпускателният вентил 44, като елементи на регулатора 45;- open the second shut-off valve 42, the third shut-off valve 43, the outlet valve 44, as elements of the regulator 45;
- отваря се вторият изходящ вентил 72 към напорния тръбопровод 71;- opening the second outlet valve 72 to the discharge line 71;
- влива се топлоносителят, съхраняван в напорния резервоар 7, в главния циркулационен кръг, който се подава през втория изходящ вентил 72, преминава последователно през напорния тръбопровод 71, петия спирателен вентил 63, входящата тръба 1, след което се влива в активната зона на геотермалния генератор в подземната част. След това топлоносителят обтича нагорещената повърхност на чакълено-порьозните частици 31, където се осъществява конвективен топлообменен процес, при който топлоносителят приема и акумулира зададената му геотермална топлинна енергия, преминава през изходящата тръба 2, горещия тръбопровод 4, първия спирателен вентил 41, постъпва в топлоотдаващото тяло 51, четвъртия спирателен вентил 61, студения топлопровод 6, възвратния клапан 62 и в началото на петия спирателен вентил 63 се затваря цикъла като топлоносителят продължава свободно движение в циркулационния кръг;- the coolant stored in the pressure vessel 7 is infused into the main circulation circuit, which is fed through the second outlet valve 72, passes in succession through the pressure pipe 71, the fifth shut-off valve 63, the inlet pipe 1, and then flows into the geothermal core generator in the underground. The coolant then flows around the heated surface of the gravel-porous particles 31, where a convective heat exchange process takes place in which the coolant receives and accumulates its geothermal heat energy, passes through the outlet pipe 2, the hot pipe 4, the first shut-off valve 41, the first shut-off valve 41 body 51, the fourth shut-off valve 61, the cold heat conduit 6, the check valve 62 and at the beginning of the fifth shut-off valve 63, the cycle is closed while the coolant continues to move freely in the circulation circle;
- след напълване и обезвъздушаване на топлинната инсталация се затварят изпускателният вентил 44, вторият спирателен вентил 42, третият спирателен вентил 43 и вторият изходящ вентил 72, при което топлоносителят продължава свободното си движение в главния циркулационен кръг в режим на експлоатация;- after filling and bleeding of the thermal installation, the outlet valve 44, the second shut-off valve 42, the third shut-off valve 43 and the second outlet valve 72 are closed, whereby the coolant continues its free movement in the main circulation circuit in operation mode;
- принудително движение на топлинния поток в главния циркулационен кръг в режим на експлоатация се постига при отворен втори входящ вентил 91, четвърти изходящ вентил 92, затворено положение на петия спирателен вентил 63 и включена в действие циркулационна помпа 9.- the forced movement of the heat flow in the main circulation circuit in operating mode is achieved with the second inlet valve 91 open, the fourth outlet valve 92, the closed position of the fifth shut-off valve 63 and the circulation pump 9 activated.
При използване на газов топлоносител за работа на инсталацията се предвижда включване на компресорната станция 8, при което допълнително се извършват следните операции:When using a gas coolant for the operation of the installation, it is envisaged to activate the compressor station 8, in which the following operations are additionally performed:
- затварят се вторият изходящ вентил 72 и петият спирателен вентил 63;- close the second outlet valve 72 and the fifth shut-off valve 63;
- отварят се първият спирателен вентил 41, четвъртият спирателен вентил 61, вторият спирателен вентил 42, третият спирателен вентил 43, изпускателният вентил 44, първият входящ вентил 81 и третият изходящ вентил 82;- the first shut-off valve 41, the fourth shut-off valve 61, the second shut-off valve 42, the third shut-off valve 43, the outlet valve 44, the first inlet valve 81 and the third outlet 82 are opened;
- пуска се в действие газовата станция 8, с което се вкарва използваният газов топлоно6- the gas station 8 is put into operation, thereby introducing the gas heat used6
1296 Ш сител в главния циркулационен кръг.1296 The shunt in the main circulation circuit.
Действието на инсталацията при използване на газов топлоносител е аналогично на вече описаното с течен носител.The operation of the installation using a gas coolant is similar to that already described with a liquid carrier.
Показаната инсталация на фиг. 2 има частичен изрез на входящо-изходящата тръба 12. Инсталацията е аналогична на конструкцията от фиг. 1, с изключение на подземната част, в която се пробива само един сондажен отвор, в който се вкарва двойно свързаната тръба 12 с изолационно покритие 13 на вътрешната повърхност, която има два отвора и проходи до сондажното дъно 3. Конструкцията на двойно свързаната тръба 12 е изпълнена от две аксиално разположени една в друга тръби.The shown installation of FIG. 2 has a partial cut-out of the inlet-outlet pipe 12. The installation is analogous to the construction of FIG. 1, except for the underground part, in which only one drilling hole is drilled, into which a double-connected pipe 12 is inserted, with an insulating coating 13 on the inner surface, which has two openings and passes to the drilling bottom 3. The construction of the double-connected pipe 12 is made of two axially arranged tubes.
Приложение (използване) на полезния моделApplication (use) of utility model
Получената геотермална енергия от земните недра е с мощност от 100 до 1000 Mw и температура от 100 до 600°С. С предложената инсталация може да се решат енергийните проблеми и да се задоволяват изцяло потребностите на човечеството от топло- и електроенергия на всяко място върху земната повърхност.The obtained geothermal energy from the Earth's interior has a power of 100 to 1000 Mw and a temperature of 100 to 600 ° C. The proposed installation can solve energy problems and completely satisfy humanity's needs for heat and electricity at any place on the earth's surface.
Освен това с инсталацията се постига чрез свръх дълбоко сондиране на всяко място върху земята, като геотермалният генератор произвежда, а топлоносителят акумулира и доставя от земните недра топлинна енергия с висока мощност и температура, която се пренася и предава на топлинните консуматори за получаване на топлинна и електроенергия за нуждите на бита и промишлеността.In addition, the installation achieves ultra-deep drilling at any place on the ground, with the geothermal generator producing and delivering heat from the Earth's subsoil with high power and temperature, which is transmitted and transmitted to the heat consumers to obtain heat and energy. electricity for residential and industrial use.
Предложената инсталация може да се използва като еквивалентен заместител на съществуващите пещи - огнища и атомни реактори, използвани за промишлено получаване на топлоенергия и електроенергия, като отпада необходимостта от изгаряне на съществуващите в ограничени количества природни суровини, включително и ядрено гориво.The proposed installation can be used as an equivalent substitute for existing furnaces - fires and nuclear reactors used for the industrial production of heat and electricity, eliminating the need to burn existing natural resources in limited quantities, including nuclear fuel.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| BG1685U BG1296U1 (en) | 2009-10-08 | 2009-10-08 | Installation for extraction of thermal energy from the earth interior |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| BG1685U BG1296U1 (en) | 2009-10-08 | 2009-10-08 | Installation for extraction of thermal energy from the earth interior |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| BG1296U1 true BG1296U1 (en) | 2010-03-31 |
Family
ID=44907548
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| BG1685U BG1296U1 (en) | 2009-10-08 | 2009-10-08 | Installation for extraction of thermal energy from the earth interior |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| BG (1) | BG1296U1 (en) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| BG65072B1 (en) * | 2000-10-20 | 2007-01-31 | Hita Ag | Method and system for exchanging energy between earthly bodies and an energy exchanger, especially to produce electric current |
-
2009
- 2009-10-08 BG BG1685U patent/BG1296U1/en unknown
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| BG65072B1 (en) * | 2000-10-20 | 2007-01-31 | Hita Ag | Method and system for exchanging energy between earthly bodies and an energy exchanger, especially to produce electric current |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107939621B (en) | S-CO based on geothermal energy of heating dry rock of fin sleeve 2 Power generation system and method | |
| CN101696829A (en) | Method for remotely transferring and storing geothermal energy, device and application thereof | |
| CN101832673B (en) | Method and device for conducting and recycling subterranean heat with production casings | |
| US8650875B2 (en) | Direct exchange geothermal refrigerant power advanced generating system | |
| US9394771B2 (en) | Single well, self-flowing, geothermal system for energy extraction | |
| WO2020140406A1 (en) | Geothermal energy mining system using stepped gravity-assisted heat pipe having no accumulated liquid effect | |
| CN104266358A (en) | Fused salt energy storage heating heat-exchange system | |
| CN114111072B (en) | Device and method for extracting middle-deep geothermal energy through cyclic carbon dioxide phase change | |
| CN101892964A (en) | 10,000-meter single-deep well gravity vacuum assisted heat pipe circulation hot dry rock power generation method and device | |
| CN207647704U (en) | The S-CO2 electricity generation systems of hot dry rock geothermal energy are developed based on fin casing | |
| CN201858918U (en) | Gravity heat pipe type heat transfer device for 10,000-meter single deep well | |
| CN204063575U (en) | A kind of molten salt energy-storage heating heat-exchange system | |
| CN201539373U (en) | Geothermal or solar thermoelectric engine device | |
| CN112268474A (en) | Geothermal energy extraction device and extraction method | |
| CN104863654A (en) | Device and method for exploitation of terrestrial heat through supercritical carbon dioxide | |
| CN216244956U (en) | Device for extracting medium-deep geothermal energy by circulating carbon dioxide phase change | |
| CN104653417A (en) | Dry-hot-rock geothermal power generation system using ammonia as intermediate medium | |
| RU2330219C1 (en) | Geothermal installation for supply of energy to consumers | |
| CN201858096U (en) | Myriameter single deep well gravity vacuum auxiliary heat pipe circulation dry heat rock electric generator | |
| CN206683260U (en) | Useless geothermal well reutilization system | |
| CN109724278B (en) | Coal field fire district heat energy comprehensive utilization system | |
| CN106813411A (en) | Useless geothermal well reutilization system and its construction method | |
| BG1296U1 (en) | Installation for extraction of thermal energy from the earth interior | |
| CN209025658U (en) | An oilfield mine waste heat utilization system | |
| CN213714054U (en) | A geothermal energy extraction device |