תחנות כוח תרמיות גיאותרמיות במעגל כפול. תכנית, תיאור

אינציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל
ספרייה חינם / ערכות של מכשירים רדיו-אלקטרוניים וחשמליים

מעגל כפול תחנות כוח תרמיות גיאותרמיות. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

ספריה טכנית בחינם

אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / מקורות אנרגיה חלופיים

מבנה ה-GeoTEP במעגל כפול (איור 4.2) כולל מחולל קיטור 4, בו האנרגיה התרמית של תערובת הקיטור-מי הגיאותרמית משמשת לחימום ואידוי מי ההזנה של מפעל טורבינת קיטור רטוב מסורתי 6 עם גנרטור חשמלי 5. המים הגיאותרמיים שצוותים שימשו במשאבה 3 של משאבה כימית הינם המשאבה הנקייה של מחולל כימי. מי הזנת מפעל הטורבינה מתבצע בשיטות קונבנציונליות. משאבת ההזנה 2 מחזירה את הקונדנסט מהמעבה 8 אל מחולל הקיטור.

במפעל במעגל כפול, אין גזים שאינם ניתנים לעיבוי במעגל הקיטור, ולכן ניתן ואקום עמוק יותר במעבה והיעילות התרמית של המפעל עולה בהשוואה למעגל יחיד. ביציאה של מחולל הקיטור, ניתן להשתמש בחום הנותר של מים גיאותרמיים, כמו במקרה של תחנת כוח גיאותרמית חד-מעגלית, לצורכי אספקת חום.

תחנות כוח תרמיות גיאותרמיות במעגל כפול
איור.4.2. ערכת תרמית של GeoTPP במעגל כפול

גזים, לרבות מימן גופרתי, מסופקים ממחולל הקיטור אל הבולם המבעבע ומומסים בפסולת המים הגיאותרמית, ולאחר מכן נשאבים לבאר הסילוק. על פי נתוני בדיקה ב-Ocean GeoTPP בהקמה (איי קוריל), 93.97% מהמימן הגופרתי הראשוני מומס בבולם המבעבע.

הפרש טמפרטורה במחולל הקיטור מפחית את האנטלפיה של קיטור חי של מתקן במעגל כפול h₁ לעומת מעגל יחיד, עם זאת, באופן כללי, ירידת החום בטורבינה עולה עקב ירידה באנטלפיה של קיטור הפליטה h₂. החישוב התרמודינמי של המחזור מתבצע כמו עבור תחנת כוח תרמית של טורבינת קיטור קונבנציונלית (ראה סעיף על התקנות טורבינת קיטור סולארית).

קצב הזרימה של מים חמים מבארות גיאותרמיות עבור מתקן עם קיבולת של N, קילוואט, נקבע מהביטוי

, ק"ג/שניה, (4.3)

איפה - הפרש טמפרטורה של מים גיאותרמיים בכניסה וביציאה של מחולל הקיטור, °C, - היעילות של מחולל הקיטור. היעילות הכוללת של GeoTEP של טורבינת קיטור מודרנית במעגל כפול היא 17.27%.

במרבצים עם טמפרטורה נמוכה יחסית של מים גיאותרמיים (100-200 מעלות צלזיוס), משתמשים במתקנים במעגל כפול על נוזלי עבודה בעלי רתיחה נמוכה (פריונים, פחמימנים). זה גם מוצדק מבחינה כלכלית להשתמש במתקנים כאלה לניצול החום של מים מופרדים מ-GeoTPPs עם לולאה אחת (במקום מחליף חום באיור 4.1). בארצנו, לראשונה בעולם (בשנת 1967), נבנתה תחנת כוח מסוג זה המבוססת על פריאון R-12 בהספק של 600 קילוואט בשדה הגיאותרמי Paratunsky (קמצ'טקה) בהנחיה מדעית של המכון לפיזיקה תרמית של הענף הסיבירי של האקדמיה למדעים של ברית המועצות. הפרש טמפרטורת נוזל הקירור היה 80...5^оג, מים קרים סופקו למעבה מהנהר. Paratunka עם טמפרטורה שנתית ממוצעת של 5^оס. למרבה הצער, עבודות אלה לא פותחו בשל הזולות לשעבר של דלק מאובנים.

נכון לעכשיו, JSC "Kirovskiy Zavod" פיתחה פרויקט ותיעוד טכני עבור מודול גיאותרמי במעגל כפול בהספק של 1,5 MW על פריאון R142v (נוזל קירור גיבוי - איזובוטן). מודול החשמל ייוצר במלואו במפעל ויסופק באמצעות רכבת, עבודות בנייה והתקנה וחיבור לרשת החשמל ידרשו עלויות מינימליות. צפוי כי עלות המפעל לייצור סדרתי של מודולי כוח תופחת לכ-800 דולר לקילווואט של קיבולת מותקנת.

יחד עם ה-GeoTPP הפועל על נושא חום הומוגני בעל רתיחה נמוכה, ENIN מפתחת מפעל מבטיח המבוסס על נוזל עבודה מעורב של מים ואמוניה. היתרון העיקרי של התקנה כזו הוא האפשרות להשתמש בה בטווח טמפרטורות רחב של מים גיאותרמיים ותערובת קיטור ומים (מ-90 עד 220).^оעם). עם נוזל עבודה הומוגנית, סטיית הטמפרטורה ביציאה של מחולל הקיטור ב-10...20^оC מהמחושב מוביל לירידה חדה ביעילות המחזור - פי 2.4. על ידי שינוי ריכוז המרכיבים של נושא החום המעורב, ניתן להבטיח ביצועים מקובלים של המתקן בטמפרטורות משתנות. הספק של טורבינת אמוניה-מים בטווח טמפרטורות זה משתנה בפחות מ-15%. בנוסף, לטורבינה כזו יש את פרמטרי המשקל והגודל הטובים ביותר, ולתערובת מים-אמוניה יש מאפייני העברת חום טובים יותר, מה שמאפשר להפחית את צריכת המתכת ואת העלות של מחולל הקיטור והמעבה בהשוואה למודול כוח המבוסס על נושא חום הומוגני. תחנות כוח כאלה יכולות לשמש באופן נרחב לשחזור חום של פסולת תעשייתית. ייתכן שיש להם ביקוש חזק בשוק הבינלאומי לציוד גיאותרמי.

החישוב של GeoTEU עם נוזלי עבודה רותחים ונמוכים ומעורבים מתבצע באמצעות טבלאות של תכונות תרמודינמיות ודיאגרמות h - s של האדים של נוזלים אלה.

האפשרות להשתמש במשאבים התרמיים של האוקיינוס העולמי, המוזכרת לעתים קרובות בספרות, צמודה לבעיה של GeoTES. בקווי רוחב טרופיים, הטמפרטורה של מי הים על פני השטח היא כ-25^оC, בעומק 500...1000 מ' - כ-2...3^оג. עוד בשנת 1881, D'Arsonval הביע את הרעיון של שימוש בהפרש טמפרטורה זה כדי לייצר חשמל. תרשים ההתקנה של אחד הפרויקטים ליישום רעיון זה מוצג באיור. 4.3.

תחנות כוח תרמיות גיאותרמיות במעגל כפול
איור.4.3. תרשים של תחנת כוח תרמית באוקיינוס: 1 - משאבה לאספקת מים עיליים חמים; 2 - מחולל קיטור של נוזל קירור עם רתיחה נמוכה; 3 - טורבינה; 4 - גנרטור חשמלי; 5 - קבלים; 6 - משאבת אספקת מים עמוקים קרים; 7 - משאבת הזנה; 8 - פלטפורמת ספינה

משאבה 1 מספקת מים עיליים חמים למחולל קיטור 2, שם מתאדה נוזל הקירור בעל הרתיחה הנמוכה. אדים בטמפרטורה של כ-20°C נשלח לטורבינה 3, המניעה את הגנרטור החשמלי 4. קיטור הפליטה נכנס למעבה 5 ומתעבה על ידי מים קרים עמוקים המסופקים על ידי משאבת המחזור 6. משאבת ההזנה 7 מחזירה את נוזל הקירור למחולל הקיטור.

כאשר עולים דרך שכבות פני השטח החמות, מים עמוקים מתחממים עד 7...8 לפחות°C, בהתאמה, לאדים הרטובים המותשים של נוזל הקירור תהיה טמפרטורה של לפחות 12...13°ג. כתוצאה מכך, היעילות התרמית של מחזור זה תהיה = 0,028, ולמחזור אמיתי - פחות מ-2%. יחד עם זאת, CHP האוקיינוס מאופיין בעלויות אנרגיה גבוהות לצרכיו, הוא ידרוש צריכה גדולה מאוד של מים חמים וקרים, כמו גם נוזל קירור, צריכת האנרגיה של משאבות תעלה על האנרגיה שנוצרת על ידי היחידה. בארצות הברית, ניסיונות ליישם תחנות כוח כאלה ליד איי הוואי לא הניבו תוצאה חיובית.

פרויקט נוסף של תחנת כוח תרמית באוקיינוס - תרמו-אלקטרי - כולל שימוש באפקט Seebeck על ידי הצבת צמתים תרמו-אלקטרודות על פני השטח ובשכבות העמוקות של האוקיינוס. היעילות האידיאלית של התקנה כזו, כמו עבור מחזור קרנו, היא כ-2%. סעיף 3.2 מראה שהיעילות בפועל של ממירים תרמיים נמוכה בסדר גודל. בהתאם לכך, לצורך סילוק חום בשכבות פני השטח של מי האוקיינוס והעברת חום בשכבות העמוקות, יהיה צורך לבנות משטחי חילופי חום ("מפרשים תת-מימיים") של שטח גדול מאוד. זה לא מציאותי עבור תחנות כוח בעלות כוח מורגש כמעט. צפיפות האנרגיה הנמוכה מהווה מכשול לשימוש במאגרי החום באוקיינוס.

מחבר: Labeish V.G.

ראה מאמרים אחרים סעיף מקורות אנרגיה חלופיים.

תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה.

<< חזרה

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

עור מלאכותי לחיקוי מגע 15.04.2024

בעולם טכנולוגי מודרני בו המרחק הופך להיות נפוץ יותר ויותר, חשוב לשמור על קשר ותחושת קרבה. ההתפתחויות האחרונות בעור מלאכותי על ידי מדענים גרמנים מאוניברסיטת Saarland מייצגים עידן חדש באינטראקציות וירטואליות. חוקרים גרמנים מאוניברסיטת Saarland פיתחו סרטים דקים במיוחד שיכולים להעביר את תחושת המגע למרחקים. טכנולוגיה חדשנית זו מספקת הזדמנויות חדשות לתקשורת וירטואלית, במיוחד עבור אלה שמוצאים את עצמם רחוקים מיקיריהם. הסרטים הדקים במיוחד שפיתחו החוקרים, בעובי של 50 מיקרומטר בלבד, ניתנים לשילוב בטקסטיל וללבוש כמו עור שני. סרטים אלה פועלים כחיישנים המזהים אותות מישוש מאמא או אבא, וכמפעילים המשדרים את התנועות הללו לתינוק. הורים הנוגעים בבד מפעילים חיישנים המגיבים ללחץ ומעוותים את הסרט הדק במיוחד. זֶה ... >>

פסולת חתולים של Petgugu Global 15.04.2024

טיפול בחיות מחמד יכול להיות לעתים קרובות אתגר, במיוחד כשמדובר בשמירה על ניקיון הבית שלך. הוצג פתרון מעניין חדש של הסטארטאפ Petgugu Global, שיקל על בעלי החתולים ויעזור להם לשמור על ביתם נקי ומסודר בצורה מושלמת. הסטארט-אפ Petgugu Global חשפה אסלת חתולים ייחודית שיכולה לשטוף צואה אוטומטית, ולשמור על הבית שלכם נקי ורענן. מכשיר חדשני זה מצויד בחיישנים חכמים שונים המנטרים את פעילות האסלה של חיית המחמד שלכם ופועלים לניקוי אוטומטי לאחר השימוש. המכשיר מתחבר למערכת הביוב ומבטיח פינוי פסולת יעיל ללא צורך בהתערבות של הבעלים. בנוסף, לאסלה קיבולת אחסון גדולה הניתנת לשטיפה, מה שהופך אותה לאידיאלית עבור משקי בית מרובי חתולים. קערת המלטה לחתולים של Petgugu מיועדת לשימוש עם המלטה מסיסת במים ומציעה מגוון זרמים נוספים ... >>

האטרקטיביות של גברים אכפתיים 14.04.2024

הסטריאוטיפ שנשים מעדיפות "בנים רעים" כבר מזמן נפוץ. עם זאת, מחקר עדכני שנערך על ידי מדענים בריטים מאוניברסיטת מונאש מציע נקודת מבט חדשה בנושא זה. הם בדקו כיצד נשים הגיבו לאחריות הרגשית של גברים ולנכונותם לעזור לאחרים. ממצאי המחקר עשויים לשנות את ההבנה שלנו לגבי מה הופך גברים לאטרקטיביים לנשים. מחקר שנערך על ידי מדענים מאוניברסיטת מונאש מוביל לממצאים חדשים לגבי האטרקטיביות של גברים לנשים. בניסוי הראו לנשים תצלומים של גברים עם סיפורים קצרים על התנהגותם במצבים שונים, כולל תגובתם למפגש עם חסר בית. חלק מהגברים התעלמו מההומלס, בעוד שאחרים עזרו לו, כמו לקנות לו אוכל. מחקר מצא שגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב היו מושכים יותר לנשים בהשוואה לגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב. ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

NXP חושפת סינתיסייזר MEMS תדרים קומפקטי במיוחד ובדיוק גבוה 15.01.2012

NXP Semiconductors חשפה ב-CES 2012 סינתיסייזר שעון MEMS קומפקטי במיוחד ובדיוק גבוה שלטענת היצרן יהווה אלטרנטיבה מצוינת לשעוני קריסטל. במקום מהוד קוורץ, הוא משתמש בקריסטל סיליקון, מה שהופך את החידוש לקומפקטי פי 20 (ואפילו יותר) מהתהודים הקטנים ביותר עד כה.

גביש MEMS, בניגוד לקריסטל קוורץ, אינו דורש מארזי קרמיקה או מתכת מיוחדים לאיטום. ניתן לאכסן אותו עם ICs אחרים במארז פלסטיק סטנדרטי זול. סינתיסייזר התדרים נטול הקריסטלים הוא רק דוגמה אחת למגוון של טכנולוגיות מעורבות דיגיטליות-אנלוגיות מעורבות בעלות ביצועים גבוהים ש-NXP מציגה בתערוכת CES 2012.

טכנולוגיית התהודה MEMS של NXP מספקת יציבות תדר גבוהה יותר, ריצוד נמוך יותר והרבה פחות סחיפה של טמפרטורת השעון מאשר מתנדים אחרים של CMOS. אב הטיפוס התעשייתי של החברה הוא ייחוס תדר יציב במיוחד עבור ציוד תקשורת Gigabit Ethernet, USB, PCI Express ו-SATA, כמו גם סנכרון CPU וזיכרון, ומעגלי בקרה במכשירי אלקטרוניקה לצרכן.

עוד חדשות מעניינות:

▪ מערכי אנטנות מדורגים אדפטיביים

▪ טלוויזיה נשלטת על ידי ראייה

▪ תיירות מסייעת בטיפול בדמנציה

▪ פאנל סולארי גמיש לסירות

▪ סוג חדש ביסודו של פוטוסינתזה התגלה

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ חלק של האתר סינתיסייזרים תדרים. מבחר מאמרים

▪ מאמר מצוף חילוץ לצוללת. טיפים לדוגמן

▪ מאמר מהי דלקת קרום המוח? תשובה מפורטת

▪ מאמר ללא ריח עם שלוש צלעות. אגדות, טיפוח, שיטות יישום

▪ מאמר UZCH על שבב A2030 (2x180 וואט). אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

▪ מאמר ספק כוח מוסדר, 220/0-20 וולט, 0,4 אמפר. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

השאר את תגובתך למאמר זה:

כל השפות של דף זה

בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר