Circuito singolo centrali termoelettriche geotermiche. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

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In un'unità a circuito singolo, funzionante, ad esempio, al primo stadio del Pauzhetskaya TPP, la frazione di vapore viene separata dalla miscela geotermica vapore-acqua nel separatore ed entra nella turbina di condensazione funzionante a vapore saturo (Fig. 4.1) . Il liquido di raffreddamento del pozzo trasporta una grande quantità di sali e gas nocivi (tra cui acido solfidrico H₂S), la cui presenza nel circuito vapore è inaccettabile. Pertanto è necessaria la separazione del vapore. Le centrali geotermiche straniere utilizzano principalmente separatori centrifughi come i dispositivi a ciclone, che forniscono un contenuto di umidità residua del vapore pari allo 0,5%. In Russia, ENI-Nom ha sviluppato un separatore a gravità, all'uscita del quale l'umidità del vapore varia dallo 0,01 allo 0,05%. Se si utilizza anche il lavaggio del vapore “caldo” con condensa pura (fino all'1,2% del consumo totale di condensa), la qualità del vapore diventa la stessa delle centrali termiche tradizionali e delle centrali nucleari.

Fig.4.1. Schema termico di un GeoTPP a loop singolo

L'acqua calda geotermica viene diretta dal separatore di vapore 5 al riscaldatore di rete 4, dove il suo calore viene utilizzato per il riscaldamento, e quindi pompata nuovamente nella formazione dalla pompa 3 in conformità con i requisiti di protezione ambientale e di mantenimento della pressione della formazione. Tipicamente, la profondità di tali pozzi di ritorno 2 è approssimativamente la stessa di quella dei pozzi di produzione 1. I costi di perforazione sono una delle principali voci di costo dell'energia geotermica. I sali delle acque geotermiche sono molto corrosivi, quindi i tubi devono avere una protezione affidabile sotto forma di rivestimenti e rivestimenti polimerici.

Il vapore proveniente dal separatore entra nella turbina 7, che aziona il generatore elettrico 8. Il vapore scaricato nella turbina viene inviato al condensatore 9, nel quale viene pompata acqua fredda dall'ambiente tramite la pompa di circolazione 10. La condensa viene scaricata nei corpi idrici locali.

Negli ultimi anni, c'è stata la tendenza ad assemblare centrali geotermiche con unità di potenza modulari della massima prontezza di fabbrica. Quando li si utilizza, i lavori di costruzione e installazione in cantiere sono ridotti al minimo. L'impianto turbina di Kaluga produce moduli di condensazione con una capacità di 4 MW e sono in fase di sviluppo unità modulari con una capacità di 20 MW. Nei piani di produzione degli stabilimenti metallurgici di Leningrado e Kirov sono presenti anche turbine di condensazione e di contropressione per centrali geotermiche di varia capacità.

Il sito per la costruzione di una centrale geotermica deve essere selezionato con la possibilità di fornire acqua fredda dall'ambiente al condensatore della turbina a vapore. Uno svantaggio significativo delle centrali geotermiche a circuito singolo è la presenza di gas non condensabili nel vapore geotermico, che non vengono separati nel separatore. Per questo motivo è impossibile creare un vuoto profondo nel condensatore e si sottovaluta la perdita di calore nella turbina.

, kW (4.1)

dove - rendimento termico del ciclo, determinato dalla relazione (3.2), è l'efficienza interna relativa della turbina, - rendimento elettrico del turbogeneratore, d - consumo di vapore, kg/s. Il consumo di acqua fredda dall'ambiente per la condensazione del vapore è pari a

, kg/s (4.2)

dove - entalpia della condensa, kJ/kg, s = 4,19 kJ/(kg.K) - capacità termica dell'acqua, - differenza di temperatura dell'acqua fredda nel condensatore, °C.

In GeoTEP, ci sono anche perdite di energia per il proprio fabbisogno (principalmente per l'azionamento della pompa di circolazione che fornisce l'acqua dall'ambiente al condensatore e per l'azionamento della pompa per il pompaggio delle acque reflue nella formazione), che vengono prese in considerazione dal coefficiente . L'efficienza totale dell'impianto è pari al prodotto , negli impianti esistenti è pari al 15.22%. Tenendo conto dell'utilizzo dell'acqua calda separata nel separatore per esigenze di fornitura di calore, l'utilizzo vantaggioso della risorsa geotermica può superare il 50%.

Autore: Labeish V.G.

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