|
| Начало раздела Производственные, любительские Радиолюбительские Авиамодельные, ракетомодельные Полезные, занимательные | Хитрости мастеру Электроника Физика Технологии Изобретения | Тайны космоса Тайны Земли Тайны Океана Хитрости Карта раздела |   |
| Использование материалов сайта разрешается при условии ссылки (для сайтов - гиперссылки) | |||
Навигация: => | На главную/ Каталог патентов/ В раздел каталога/ Назад / |
|
ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2140545
МОДУЛЬНАЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА
Имя изобретателя: Надав Амир (IL); Люсьен И.Броники
Имя патентообладателя: Ормат Системз Инк.
Адрес для переписки: 103735, Москва, ул.Ильинка, 5/2, Союзпатент, Патентным поверенным Мицу А.В., Томской Е.В.
Дата начала действия патента: 1989.12.01
Модульная энергетическая установка предназначена для выработки энергии посредством водяного пара. Модульная энергетическая установка, работающая от источника геотермального пара, содержит множество объединенных энергетических модулей. Каждый модуль имеет паровую турбину, работающую на паре этого источника для образования нагретого отработанного пара низкого давления, конденсатор пара, содержащий органическую текучую среду, для конденсации нагретого отработанного пара и для испарения органической текучей среды, турбину, работающую на органической текучей среде по замкнутому циклу Ранкина, конденсатор органической текучей среды для конденсирования нагретой отработанной органической текучей среды в жидкость, средство возврата полученной жидкости в конденсатор пара, электрический генератор, соединенный с паровой турбиной и с турбиной, работающей на органической текучей среде, регулируемый управляющий клапан для управления потоком пара в паровую турбину и величиной электроэнергии, производимой генератором. Каждый модуль и имеет средство управления величиной электроэнергии, производимой генератором модуля, в соответствии с электрической нагрузкой энергетической установки. Регулирование осуществляется таким образом, что при уменьшении электрической нагрузки энергетической установки управляющий клапан одного модуля регулируется для уменьшения производимой им величины электроэнергии, а положения управляющих клапанов других модулей сохраняются неизменными для их работы при номинальных режимах. Кроме того, имеется средство для сбора нагретого отработанного пара от каждого модуля и для его возврата в скважину. Такое выполнение модульной установки позволяет повысить ее эффективность и экономичность.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение относится к выработке энергии посредством водяного пара, а точнее к модульной энергетической установке, работающей от источника геотермального пара.
Водяной пар в течение многих лет используется для выработки электрической энергии. В частности, в последнее время в качестве источников энергии в возрастающем размере используются геотермические источники водяного пара. Обычно для преобразования геотермического водяного пара, выходящего из скважин, в электрическую энергию используются паровые турбины.
В последнее время ведется более обширное использование этого источника энергии посредством применения турбин, действующих по замкнутому органическому циклу Ранкина, а весьма часто для выработки энергии из этих геотермальных источников используется сочетание паровых турбин и турбин с замкнутым органическим циклом Ранкина, причем во многих случаях эти источники содержат неконденсируемые газы, например двуокись углерода, сульфид водорода и т.д., вредные для окружающей среды.
Известна энергетическая установка, работающая от источника геотермального пара, содержащая паровую турбину, работающую на паре этого источника для производства энергии и нагретого отработанного пара низкого давления, конденсатор пара, содержащий органическую текучую среду, для конденсации нагретого отработанного пара и для испарения органической текучей среды, турбину, работающую на органической текучей среде по замкнутому циклу Ранкина для принятия испаренной органической текучей среды и производства энергии и нагретой отработанной испаренной органической текучей среды, конденсатор органической текучей среды для конденсирования нагретой отработанной органической текучей среды в жидкость, средство возврата полученной жидкости в конденсатор пара, электрический генератор, соединенный с паровой турбиной и турбиной, работающей на органической текучей среде, для производства и подачи электроэнергии в сеть (патент США N 4542625).
В этой энергетической установке конденсатор водяного пара, действующий под давлением, большим атмосферного давления, используется для конденсации отработанного водяного пара, выходящего из паровой турбины, и сбора неконденсируемых газов посредством подачи органической текучей среды, которая испаряется, для использования при работе турбины с замкнутым органическим циклом Ранкина. После этого конденсат совместно со сжатыми неконденсируемыми газами нагнетается обратно в поглощающую скважину, посредством чего не производится выпуск газов в свободную атмосферу. В таких случаях обычно используется одна или большее количество паровых турбин для выработки энергии посредством геотермального водяного пара, выходящего из скважин, с большим количеством отдельных турбин с замкнутым органическим циклом Ранкина, работающих на отработанном водяном паре, выходящем из паровой турбины. Таким образом, энергетическая установка этого типа требует довольно дорогостоящей и обширной распределительной системы, имеющей трубопроводы большого диаметра для подачи отработанного пара при низком давлении, выходящего из паровых турбин к турбинам с замкнутым органическим циклом Ранкина, и довольно непростую систему управления, поскольку, например, управление отработанным паром должно осуществляться даже в случае неисправности или нарушения работы одной или более турбин с органическим циклом Ранкина. Кроме того, неисправность или прекращение работы одной или более турбин с органическим циклом Ранкина либо даже снижение их производительности и обычно вызывает снижение эффективности работы паровых турбин, поскольку органическая текучая среда действует в качестве охлаждающей жидкости конденсаторов водяного пара.
В основу изобретения положена задача создания модульной энергетической установки, которая посредством простой и эффективной системы управления позволяет уменьшить или устранить вышеупомянутые недостатки.
Данная задача решается посредством обеспечения модульной энергетической установки, работающей от источника геотермального пара, содержащей множество объединенных энергетических модулей, каждый из которых имеет паровую турбину, работающую на паре этого источника для производства энергии и нагретого отработанного пара низкого давления, конденсатор пара, содержащий органическую текучую среду, для конденсации нагретого отработанного пара и для испарения органической текучей среды, турбину, работающую на органической текучей среде по замкнутому циклу Ранкина для принятия испаренной органической текучей среды и производства энергии и нагретой отработанной испаренной органической текучей среды, конденсатор органической текучей среды для конденсирования нагретой отработанной органической текучей среды в жидкость, средство возврата полученной жидкости в конденсатор пара, электрический генератор, соединенный с паровой турбиной и с турбиной, работающей на органической текучей среде, для производства и подачи электроэнергии в сеть, регулируемый управляющий клапан для управления потоком пара в паровую турбину и величиной электроэнергии, производимой генератором, в которой, согласно изобретению, каждый модуль снабжен средством управления величиной электроэнергии, производимой генератором модуля, управляющие клапаны модулей выполнены с возможностью их регулирования средством управления в соответствии с электрической нагрузкой энергетической установки с регулированием, при уменьшении электрической нагрузки энергетической установки, управляющего клапана одного модуля для уменьшения производимой им величины электроэнергии и с сохранением неизменными положений управляющих клапанов других модулей для их работы при номинальных режимах, и имеется средство для сбора нагретого отработанного пара от каждого модуля и для его возврата в скважину.
Предпочтительно, чтобы давление на стороне пара конденсатора пара каждого модуля было больше атмосферного.
Целесообразно, чтобы имелось средство для сбора неконденсируемых газов со стороны пара конденсатора пара каждого модуля, и компрессор для сжатия собранных неконденсируемых газов и их возврата в скважину.
Желательно, чтобы установка была выполнена с возможностью возврата неконденсируемых газов, собранных со стороны пара конденсатора пара каждого модуля, в ту же скважину, в которую происходит возврат сконденсированной нагретой отработанной органической текучей среды.
Возможно, чтобы имелось средство для смешивания неконденсируемых газов, собранных со стороны пара конденсатора пара каждого модуля, со сконденсированной нагретой отработанной органической текучей средой, перед возвратом сконденсированной нагретой отработанной органической текучей среды в скважину.
Полезно, чтобы органической текучей средой был пентан. При этом настоящее изобретение пригодно для работы на источниках геотермального водяного пара, а и на других источниках тепла, таких как водяной пар, имеющийся при выполнении промышленных процессов.
Поскольку в настоящем изобретении водяной пар от источника распределяется параллельно к различным модулям энергетической установки фактически под давлением самого источника водяного пара, диаметр распределительных трубопроводов относительно невелик. Вследствие этого размер управляющего клапана и относительно невелик, поэтому стоимость таких установок существенно уменьшается. Кроме того, поскольку каждый из модулей энергетической установки содержит паровую турбину, турбину с закрытым органическим циклом Ранкина и предпочтительно - один электрический генератор, настоящим изобретением обеспечивается более высокая экономичность, более простое управление работой и более высокий уровень эффективности.
Ниже варианты осуществления изобретения описаны посредством примера со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:
на фиг.1 представлена известная геотермальная энергетическая установка;
на фиг.2 представлена блок-схема геотермальной энергетической установки согласно
настоящему изобретению;
на фиг.3 представлена схема варианта осуществления настоящего изобретения.
Если теперь обратиться к чертежам, то на фиг.1позицией 10 обозначен пример обычной геотермальной энергетической установки для выработки электрической энергии из геотермального водяного пара, при этом водяной пар из скважины 11 течет через трубопровод 12 и управляющий клапан 13 к паровой турбине 15. Турбина реализует работу пара и приводит в действие генератор 18, предназначенный для подачи электроэнергии к электрической сети через электрическую защитную подсистему 17 с использованием управляющего устройства 14. Обычно электрическая защитная подсистема 17 включает в себя прерыватели цепи и другие защитные средства. и используются коммутирующие механизмы. Трубопроводы 19a, 19b и 19c распределения выпуска созданы для подачи отработанного водяного пара, выходящего из паровой турбины 15, к конденсаторам 27a, 27b, 27c с использованием управляющих клапанов 22a, 22b и 22c, контролируемых управляющими устройствами 25a, 25b и 25c, содержащихся в модулях соответственно 20a, 20b, 20c энергетической установки с замкнутым органическим циклом Ранкина. Поскольку водяной пар, подаваемый к модулям энергетической установки, представляет собой отработанный пар, выходящий из паровой турбины 15, его давление относительно невелико - обычно давление составляет порядка 25 пси (1,76 кгс/см2), при этом диаметр трубопроводов 19a, 19b и 19c относительно большой, например, он приблизительно составляет 140 см, с клапанами 22a, 22b и 22c, и имеющими большие размеры, что делает такие установки весьма дорогостоящими. Конденсаторы 27a, 27b, 27c водяного пара предпочтительно работают под давлением выше атмосферного, с тем чтобы облегчить извлечение неконденсируемых газов, содержащихся в водяном паре, из системы через компрессор 26, при этом конденсат, образуемый конденсаторами водяного пара, и сжатые газы нагнетаются в поглощающую скважину 45 путем использования насоса 42. Змеевики 28a, 28b, 28c, имеющиеся в конденсаторах 27a, 27b и 27c пара, содержащие органическую текучую среду, используемую для охлаждения конденсаторов, и действуют в качестве испарителей органической рабочей текучей среды модулей энергетической установки с замкнутым органическим циклом Ранкинa, при этом испарившаяся органическая текучая среда, образуемая в змеевиках 28a, 28b, 28c, подается к турбинам 30a, 30b и 30c, приводя в действие генераторы 35a, 35b и 35c, созданные для выработки электрической энергии, подаваемой через коммутационный механизм и электрические защитные подсистемы 34a, 34b и 34c к электрической сети. Пары органической рабочей текучей среды, покидающие турбины 30a, 30b и 30c, подводятся к конденсаторам 36a, 36b и 36c этой текучей среды, где происходит конденсация, и сконденсированная органическая текучая среда возвращается насосами 38a, 38b и 38c к змеевикам 28a, 28b и 28c испарителя, завершая свой цикл. Охлаждающая вода, содержащаяся в охлаждающих водяных средствах (не показаны), может быть использована для охлаждения этих конденсаторов или, если это предпочтительно, для охлаждения конденсаторов может быть использован воздух, подаваемый воздушными охлаждающими средствами (не показаны) с принудительной тягой.
Управляющие устройства 25a, 25b и 25c модулей предназначены для управления количеством отработанного пара, достигающего модули 20a, 20b и 20c энергетической установки, и регулируют степень открытия управляющих клапанов 22a, 22b и 22c в соответствии с регулируемой мощностью, вырабатываемой генераторами 35a, 35b и 36c, и/или давлением в змеевиках 28a, 28b и 28c с испаряющейся средой. Кроме того, эти управляющие устройства обеспечивают управление количеством водяного пара от источника, достигающего паровой турбины 15 через управляющий клапан 13. Поэтому, если, например, к электрической сети должна подаваться меньшая мощность, управляющие устройства дают сигнал управляющим клапанам 22a, 22b и 22c на уменьшение степени их открытия, что вызывает снижение количества отработанного водяного пара, подаваемого к конденсаторам 27a, 27b и 27c, следовательно, снижается давление в змеевиках 28a, 28b и 28c испарителей. Поэтому производительность турбин 30a, 30b и 30c, предназначенных для органического пара, и взаимосвязанных с ними генераторов уменьшается. В этом случае управляющие устройства и соответствующим образом уменьшают количество водяного пара от источника, достигающего паровой турбины 15, путем регулирования открытия управляющего клапана 13, при этом уменьшается ее рабочее давление, а следовательно, и уменьшается и мощность паровой турбины. Это происходит потому, что органическая рабочая текучая среда, содержащаяся в каждом модуле с турбиной с органическим циклом Ранкинa, действует в качестве охлаждающей среды конденсаторов водяного пара паровой турбины 15. Кроме того, если в одном из модулей энергетической установки, действующих по замкнутому органическому циклу Ранкинa, возникает неисправность, например, в модуле 20a, и он перестает работать, то управляющее устройство 25a закроет управляющий клапан 22a и, следовательно, и осуществит соответствующее регулирование клапана 13, вызывая изменение количества водяного пара от источника, достигающего паровой турбины 15, что приводит к работе этой турбины под давлением, отличающемся от номинального значения, а следовательно, и к более низкой эффективности.
Если обратиться к фиг. 2, то на ней позицией 50 обозначено устройство согласно настоящему изобретению, предназначенное для выработки энергии посредством пара, в котором создан распределительный трубопровод 52 для параллельной подачи геотермального водяного пара, выходящего из скважины 51, к паровым турбинам, содержащимся в большом количестве объединенных модулей энергетической установки, причем показаны три таких модуля 55a, 55b и 55c. Однако настоящее изобретение и может быть применено к одному модулю энергетической установки, например, к модулю, показанному на фиг. 3. Давление пара геотермальной скважины в общем приблизительно составляет 150 пси (10,5 кгс/см2). Здесь для удобства мы обращаемся к модулю 66a энергетической установки, содержащему гидравлический клапан 57a и паровую турбину 60a, предназначенную для получения водяного пара от источника и выполнения работы путем приведения в действие электрического генератора 65a через вал 61a, при этом водяной пар в турбине 60a расширяется. Работа клапана 57a контролируется управляющим устройством 56a. Конденсатор 62a водяного пара, который предпочтительно действует под давлением, большим атмосферного давления, что облегчает отделение неконденсируемых газов, содержащихся в водяном паре, создан для конденсации отработанного водяного пара, покидающего паровую турбину 60a, посредством охлаждения водяного пара органической текучей средой, подаваемой конденсатору в находящийся в нем змеевик 67a. Такое устройство позволяет избегать необходимости использования вакуумных насосов. Компрессор 59 создан для сжатия неконденсируемых газов, находящихся в конденсаторе 62a водяного пара, при этом сжатые газы текут в выводной трубопровод 75, где совместно с конденсатом, образуемым конденсатором, они посредством использования насоса 76 подаются в поглощающую скважину 80. Змеевик 67a и действует в качестве испарителя турбины с замкнутым органическим циклом Ранкинa, при этом органическая рабочая текучая среда, содержащаяся в змеевике, испаряется, и испаренная текучая среда подается к турбине 70a, предназначенной для органического пара, где она расширяется и производит полезную работу, предпочтительно путем приведения в действие электрического генератора 65a через вал 68a. Предпочтительно, чтобы в качестве органической рабочей текучей среды использовался пентан. Однако могут быть использованы и другие органические текучие среды, такие как фреон и т.д. Предпочтительно, чтобы электрический генератор 65a по мощности превышал паровую турбину 60a и турбину 70a для органического пара, вырабатываемая им мощность предпочтительно должна быть равна сумме отдельных мощностей паровой турбины и турбины для органического пара. Например, мощность паровой турбины 60a может составлять 1,5 мегаватта, мощность турбины 70a для органических паров и может составлять 1,5 мегаватта, в таком случае мощность генератора 65a составляет 3 мегаватта, что обеспечивает возможность одновременной работы как паровой турбины, так и турбины, работающей на органическом паре, на полной мощности. Хотя это и не показано, но если предпочтительно, могут быть установлены муфты сцепления, располагающиеся на валах 61a и 68a между генератором и соответственно турбиной для водяного пара и турбиной для органического пара, а и, когда это предпочтительно, с отдельными электрическими генераторами. Создан конденсатор 72a органической текучей среды для конденсации органических паров, выходящих из турбины 70a, при этом конденсатор охлаждается воздухом, подаваемым средствами принудительной тяги (не показаны), или, если предпочтительно, охлаждающей водой, подаваемой к конденсатору соответствующими средствами (не показаны). Насос 74a возвращает сконденсированную органическую текучую среду к змеевику 67a, завершая цикл органической текучей среды. Таким образом, энергетическая установка 50 представляет собой гибридную энергетическую установку, содержащую часть, которая работает на геотермальном водяном паре, и часть, которая работает на органической текучей среде.
Таким образом, как можно видеть из фиг. 2, когда устройство 50 работает, водяной пар, подаваемый из скважины 51 по трубопроводу 52, распределяется к различным модулям энергетической установки посредством работы управляющих клапанов 57a, 57b и 57c, управляемых управляющими устройствами 56a, 56b и 56c. Поскольку водяной пар распределяется к модулям энергетической установки под давлением, скорее сопоставимым с давлением источника водяного пара в скважине 51, чем под относительно низким давлением на выходе из паровой турбины, что имеет место при обычном использовании, пример которого показан на фиг. 1, диаметр распределительного трубопровода относительно невелик, например, он составляет приблизительно 50 см, когда используется давление порядка 150 пси (10,5 кгс/см2). Кроме того, благодаря этому размер управляющих клапанов 57a, 57b и 57c и относительно невелик, тем самым обеспечивается существенная экономия. Водяной пар, достигающий турбин 60a, 60b и 60c, расширяется и совершает работу, при этом, когда валы 61a, 61b и 61c приводят в действие генераторы 65a, 65b и 65c, вырабатывается электрическая энергия. Отработанный водяной пар, выходящий из турбин 60a, 60b и 60c, подается к конденсаторам 62a, 62b и 62c, где он конденсируется, при этом конденсат и неконденсируемые газы, собираемые в конденсаторе водяного пара, вводятся в скважину 80 через трубопровод 75, используя насос 76, где неконденсируемые газы сжимаются компрессором 59. Испарившаяся органическая рабочая текучая среда, образованная в змеевиках 67a, 67b и 67c, подается к паровым турбинам 70a, 70b и 70c, где она расширяется, заставляя турбины вращаться, при этом их мощность перелается электрическим генераторам 65a, 65b и 65c, которые подают выработанную электрическую энергию к электрической сети через защитные цепи и соответствующие коммутационные механизмы. Таким образом, турбины 70a, 70b и 70c для органического пара и способствуют повышению мощности генераторов 65a, 65b и 65c, при этом раздельные электрические генераторы и электрические компоненты, такие как раздельные коммутационные механизмы, повышают экономию, а и обеспечивают большее удобство работы. Отработанные органические пары, выходящие из турбин 70a, 70b и 70c, подводятся к конденсаторам 72a, 72b и 72c органической текучей среды, где они конденсируются, при этом образованный конденсат подается к змеевикам соответственно 67a, 67b и 67c испарителя, используя насосы 74a, 74b и 74c.
В варианте осуществления конструкции, показанном на фиг. 2, управляющие устройства 56a, 56b и 56c управляют уровнем электрической мощности, вырабатываемой модулями, посредством управления уровнем мощности генераторов 65a, 65b и 65c и давления в змеевиках 67a, 67b и 67c испарителя, а и соответствующим регулированием количества водяного пара, подаваемого к модулям энергетической установки, посредством использования клапанов 57a, 57b и 57c управления водяным паром.
Например, при нормальной работе, если управляющие устройства указывают, что в электрическую сеть должен подаваться меньший ток, количество водяного пара от источника, подаваемое только к одному модулю энергетической установки, например, к модулю 55a, может быть уменьшено соответствующей регулировкой его управляющего клапана, обеспечивая подачу этим модулем к электрической цепи меньшей мощности, в то же время позволяя другим модулям энергетической установки продолжать работу при номинальных величинах, сохраняя их уровни эффективности. Поэтому в таком случае в модуле 55a управляющее устройство 56a вызывает уменьшение степени открытия управляющего клапана 57a, обеспечивая подачу меньшего количества водяного пара от источника к паровой турбине 60a, а после этого конденсатор 62a водяного пара обеспечивает снижение рабочего давления змеевика 67a испарителя, что вызывает уменьшение работы, совершаемой турбиной 70a для органического пара и паровой турбиной 60a, следовательно, энергия, вырабатываемая генератором 65a, понижается. Кроме того, если один из модулей не работает вследствие неисправности или проведения обслуживания и т.д., управление неработающим модулем сведется к простому закрытию его управляющего клапана, при этом другие модули продолжают работать при номинальных значениях. Следовательно, в течение продолжающейся работы у паровых турбин, содержащихся в других модулях, будет сохраняться высокая эффективность. Это противоположно общепринятым энергетическим установкам, пример которых показан на фиг. 1, где прекращение работы одного из модулей 20a, 20b или 20c и приведет к уменьшению количества водяного пара, подаваемого к паровой турбине 15 на фиг. 1, посредством частичного закрытия клапана 13 для водяного пара, что приводит к изменению рабочего давления паровой турбины относительно номинального значения, а следовательно, и к уменьшению ее эффективности. Таким образом, в настоящем изобретении посредством включения в него паровой турбины совместно с турбиной с замкнутым органическим циклом Ранкина с предпочтительно одним электрическим генератором в каждом модуле энергетической установки, достигается относительно высокая эффективность, повышение экономии, а и более простое управление аппаратом, вырабатывающим энергию, причем имеется только один клапан управления водяным паром на модуль, и включается необходимость в отдельных управляющих клапанах для паровых турбин и турбин с органическим циклом Ранкинa, что имело место в известном уровне техники. Кроме того, наличие паровой турбины совместно с турбиной с органическим циклом Ранкинa, объединенных в каждом модуле энергетической установки, делает конструкцию таких энергетических установок и их обслуживание более удобным. Настоящее изобретение экономит, например, конструкцию большого пролета для размещения паровых турбин, которые конструировались согласно общепринятому известному уровню техники. Кроме того, если это предпочтительно, в конкретном варианте осуществления конструкции насосы 74a, 74b и 74c и могут быть установлены на общем валу с паровыми турбинами и с турбинами для органического пара, что обеспечивает возможность автоматического запуска турбин с органическим замкнутым циклом Ранкина. Если предпочтительно, то в настоящем изобретении модули могут оставаться наготове для подачи выработанной электроэнергии к вспомогательному оборудованию, обеспечивая возможность их подсоединения к электрической сети почти немедленно при возникновении такой потребности.
Хотя этот вариант осуществления конструкции относится к использованию геотермального водяного пара, настоящее изобретение и пригодно и для его применения с другими источниками тепла, такими как промышленные текучие среды или пар, емкости, подвергаемые воздействию солнечной энергии, отработанное тепло промышленных процессов, например, топочные газы, где, если необходимо, может быть встроен промежуточный теплообменник для передачи тепла, полученного от источника, к модулю энергетической установки посредством выработки пара.
Использование органической текучей среды в части энергетической установки с такими типами источников тепла обеспечивает отчетливые преимущества благодаря их термодинамическим свойствам, например, их относительно низкой температуре кипения, минимальной влажности паров, получаемой при расширении в турбине, а и относительно высоким уровням подогрева (то есть отношению количества тепла на единицу времени, требуемого для повышения температуры органической рабочей жидкости от температуры конденсатора до температуры испарения, остающейся в виде жидкости, к общему количеству тепла на единицу времени, требуемому для испарения рабочей текучей среды), получаемым при использовании соответствующих органических текучих сред. Использование настоящего изобретения может быть особенно выгодным в тех случаях, когда применение аппарата, содержащего огнеопасные материалы, запрещено. В таких случаях часть модуля, в которой находится паровая турбина, может быть расположена в запрещенных зонах, обеспечивая выработку электрической энергии даже в таких местах.
Можно полагать, что из приведенного выше описания предпочтительного варианта осуществления изобретения очевидны преимущества и улучшенные результаты, достигаемые способом и устройством согласно изобретению. Могут быть выполнены различные изменения и модификации настоящего изобретения без отклонения от его существа и объема, указанных в приведенной ниже формуле изобретения.
Следует понимать, что предложенное изобретение относится не только к модулям энергетической установки, но и к способу использования этих модулей энергетической установки, как описано выше. Кроме того, хотя возможно использование нескольких электрических генераторов, приводимых от турбин, является предпочтительным в каждом модуле энергетической установки использовать единственный генератор, размещенный между паровой турбиной и турбиной, работающей на органической текучей среде по замкнутому циклу Ранкина.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Модульная энергетическая установка, работающая от источника геотермального пара, содержащая множество объединенных энергетических модулей, каждый из которых имеет паровую турбину, работающую на паре этого источника для производства энергии и нагретого отработанного пара низкого давления, конденсатор пара, содержащий органическую текучую среду, для конденсации нагретого отработанного пара и для испарения органической текучей среды, турбину, работающую на органической текучей среде по замкнутому циклу Ранкина, для принятия испаренной органической текучей среды и производства энергии и нагретой отработанной испаренной органической текучей среды, конденсатор органической текучей среды для конденсирования нагретой отработанной органической текучей среды в жидкость, средства возврата полученной жидкости и конденсатор пара, электрический генератор, соединенный с паровой турбиной и с турбиной, работающей на органической текучей среде, для производства и подачи электроэнергии в сеть, регулируемый управляющий клапан для управления потоком пара в паровую турбину и величиной электроэнергии, производимой генератором, отличающаяся тем, что каждый модуль снабжен средством управления величиной электроэнергии, производимой генератором модуля, управляющие клапаны модулей выполнены с возможностью их регулирования средством управления в соответствии с электрической нагрузкой энергетической установки с регулированием, при уменьшении электрической нагрузки энергетической установки, управляющего клапана одного модуля для уменьшения производимой им величины электроэнергии и с сохранением неизменимым положений управляющих клапанов других модулей для их работы при номинальных режимах, и имеется средство для сбора нагретого отработанного пара от каждого модуля и для его возврата в скважину.
2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что давление на стороне пара конденсатора пара каждого модуля больше атмосферного.
3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что имеется средство для сбора неконденсируемых газов со стороны пара конденсатора пара каждого модуля и компрессор для сжатия собранных неконденсируемых газов и их возврата в скважину.
4. Установка по п.3, отличающаяся тем, что она выполнена с возможностью возврата неконденсируемых газов, собранных со стороны пара конденсатора пара каждого модуля, в ту же скважину, в которую происходит возврат сконденсированный нагретой отработанной органической текучей среды.
5. Установка по п.1, отличающаяся тем, что имеется средство для смешивания неконденсируемых газов, собранных со стороны пара конденсатора пара каждого модуля, со сконденсированной нагретой отработанной органической текучей средой, перед возвратом сконденсированной отработанной органической текучей среды в скважину.
6. Установка по любому из пп.1 - 5, отличающаяся тем, что органической текучей средой является пентан.
Версия для печати
Дата публикации 13.01.2007гг
Created/Updated: 25.05.2018