Геотермальная паротурбинная система с водородным аккумулированием энергии

Полезная модель относится к области энергетики, в частности к водородной энергетике. Может быть использована на геотермальных электростанциях, в нефтяной и газовой промышленности. Геотермальная паротурбинная система с водородным аккумулированием энергии состоит из геотермальной скважины 1, системы подготовки пара 2, паротурбинной установки с электрогенератором 3, электролизера 4 с аккумулятором водорода и кислорода 5, водородного пароперегревателя 6, паропровода 7 со смесителем 8. Такое решение принципиально повышает эффективность геотермальной паротурбинной системы за счет использования водородного аккумулирования энергии.

Полезная модель относится к области энергетики, в частности к водородной энергетике.

Известны энергетические установки, использующие в качестве топлива водород, полученный путем конверсии газообразного или твердого топлива, см. патент РФ 2335642. Основной недостаток этих установок - необходимость использования органического топлива, т.е. не возобновляемых источников энергии.

Известны энергетические установки на геотермальных электростанциях, использующие пар глубинных термальных вод в качестве возобновляемого источника энергии, см. журнал «Теплоэнергетика», 2009, 11, стр.2÷4. Главный недостаток этих установок - низкий термический КПД из-за низкой температуры насыщенного водяного пара.

Преодоление этого недостатка возможно, если использовать режимы пониженной нагрузки электросети для выработки водорода и кислорода за счет электролиза воды, накопления их в аккумуляторах и использования для выработки дополнительной энергии при покрытии пиковых нагрузок электросети с повышением температуры пара и ростом КПД паротурбинной системы.

Схема установки приведена на фигуре 1.

Установка содержит следующие элементы: геотермальную скважину 1, систему подготовки пара 2, паротурбинную установку с электрогенератором 3, электролизер 4 с аккумулятором водорода и кислорода 5, водородный пароперегреватель 6, паропровод 7 со смесителем 8.

Установка работает следующим образом. Геотермальная вода из скважины 1 поступает в систему подготовки пара 2, образовавшийся пар по паропроводу 7 подается на паровую турбину с электрогенератором 3. Одна часть электроэнергии от электрогенератора 3 при малых нагрузках поступает в сеть, другая часть подается на электролизер 4, где вырабатывается водород и кислород, который накопляется в аккумуляторе 5.

При больших нагрузках водород и кислород из аккумулятора подается в водородный пароперегреватель 6, а продукты сгорания - высокотемпературный водяной пар подмешивается в смесителе 8 к потоку пара от системы подготовки пара 2, повышает его температуру и мощность паротурбинной установки с генератором 3 и их термический КПД.

Таким образом, благодаря использованию водородного аккумулирования энергии, удается получить новое качество работы геотермальной паротурбинной системы.

Геотермальная паротурбинная система с водородным аккумулированием энергии, состоящая из геотермальной скважины, системы подготовки пара, паропровода и паротурбинной установки с электрогенератором, отличающаяся тем, что к паротурбинной установке с электрогенератором присоединен электролизер с аккумулятором водорода и кислорода, связанный с водородным пароперегревателем и далее смесителем, установленным на паропроводе.