Геотермальная электростанция с бинарным циклом

Геотермальная электростанция относится к области энерготехники, конкретнее - к устройствам для выработки электроэнергии, использующим энергию геотермального источника.

Повышение эффективности преобразования цикла за счет качественного заполнения низкотемпературным рабочим телом достигается благодаря тому, что дополнительный контур 1 сообщен с системой заправки и опорожнения, включающей газовый 4 и жидкостной 7 коллекторы, компрессорно-конденсаторный агрегат 9, связанные трубопроводами с запорными элементами, при этом газовый коллектор 4 связан с верхними точками агрегатов контура 1, а жидкостной коллектор 7 сообщен с нижними точками агрегатов контура 1. (1 п. ф-лы, 1 илл.)

Полезная модель относится к области энерготехники, конкретнее - к устройствам для выработки электроэнергии, использующим энергию геотермального источника.

Известны геотермальные электростанции с бинарным циклом, содержащие основной контур с геотермальным рабочим телом и дополнительный контур с низкокипящим рабочим телом, включающий испаритель, конденсатор и турбогенератор (см., например, патент США 4542625 по кл. F03G 7/04 за 1985 г.).

К недостаткам известных устройств следует отнести невысокую экономичность преобразования, обусловленную недостаточным использованием тепловой энергии сепарата основного контура.

Наиболее близким к предложенному техническому решению по технической сущности и достигаемому эффекту является геотермальная электростанция с бинарным циклом, содержащая основной контур с геотермальным рабочим телом и дополнительный контур с низкокипящим рабочим телом (см., например, патент РФ на полезную модель 9023 по кл. F03G 7/00 за 1998 г.).

К недостаткам описанной конструкции следует отнести неоптимальное заполнение дополнительного контура низкокипящим рабочим телом, что приводит к снижению удельных характеристик цикла.

Задачей полезной модели является устранение указанного недостатка и повышение эффективности преобразования цикла.

Поставленная задача решается благодаря тому, что в известной геотермальной электростанции с бинарным циклом, содержащей основной контур с геотермальным рабочим телом и дополнительный контур с низкокипящим рабочим телом, по предложенной полезной модели дополнительный контур сообщен с системой заправки и опорожнения, включающей газовый и жидкостной коллекторы, компрессорно-конденсаторный агрегат, бак-ресивер и вакуумный насос, связанные трубопроводами, снабженными запорными элементами, при этом газовый коллектор связан с верхними точками агрегатов контура, а жидкостной коллектор сообщен с нижними точками агрегатов контура.

Указанное схемное выполнение цикла позволяет заполнять дополнительный контур оптимальным количеством низкокипящего рабочего тела и качественно опорожнять контур при проведении профилактических работ.

На чертеже схематично представлено предложенное техническое решение.

Верхняя часть дополнительного контура 1 бинарного цикла трубопроводом 2 с вентилем 3 связана с газовым коллектором 4. Нижние точки контура 1 сообщены трубопроводом 5 через вентиль 6 с жидкостным коллектором 7. Газовый 4 и жидкостной 7 коллекторы связаны трубопроводом 8, содержащим компрессорно-конденсаторный агрегат 9 и вентили 10, 11. Газовый 4, жидкостной 7 коллекторы и компрессорно-конденсаторный агрегат 9 сообщены трубопроводами через вентили 12, 13 и 14 соответственно с баком-ресивером 15. С газовым коллектором 4 через вентиль 16 соединен вакуумный насос 17. Коллекторы 4 и 7 трубопроводами 18 и 19, снабженными вентилями 20 и 21, сообщены со сборкой 22 контейнеров с рабочим телом.

Работа устройства по выработке электроэнергии происходит аналогично прототипу, а при операциях с низкокипящим рабочим телом можно выделить два режима:

- Режим заполнения контура 1.

Для осуществления этого режима необходимо при открытых вентилях 21 и 13 и закрытых всех остальных вентилях произвести заполнение бака-ресивера 15 из контейнеров сборки 22. После окончания заполнения бака-ресивера 15, контролируемому уровнемером (на чертеже не показан) закрывается вентиль 21, открываются вентили 6, 10, 13, 14, включается компрессорно-конденсаторный агрегат 9 и низкотемпературное рабочее тело заполняет контур 1.

- В режиме опорожнения контура 1 от рабочего тела при открытых вентилях 6 и 13 происходит слив рабочего тела в бак-ресивер 15, после чего закрывают вентили 6 и 13, открывают вентили 3 и 16, включают вакуумный насос 17 и вакуумируют контур 1, после чего контур 1 готов к последующей заправке рабочим телом.

Геотермальная электростанция с бинарным циклом, содержащая основной контур с геотермальным рабочим телом и дополнительный контур с низкокипящим рабочим телом, отличающаяся тем, что дополнительный контур сообщен с системой заправки и опорожнения, включающей газовый и жидкостной коллекторы, компрессорно-конденсаторный агрегат, бак-ресивер и вакуумный насос, связанные трубопроводами, снабженными запорными элементами, при этом газовый коллектор связан с верхними точками агрегатов контура, а жидкостной коллектор сообщен с нижними точками агрегатов контура.