Устройство для преобразования геотермальной энергии преимущественно в электрическую

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ГЕОТЕРМАЛЬНОЙ ЭНЕРГИИ ПРЕИМУЩЕСТВЕННО В ЭЛЕКТРИЧЕСКУЮ(73) Патентообладатель Романовский Петр колаевич(57) 1. Устройство для преобразования геотермальной энергии, преимущественно в электрическую, содержащее по меньшей мере один трубопровод с турбиной для нисходящего потока теплоносителя в виде жидкости и по меньшей мере один трубопровод для восходящего потока теплоносителя в виде пара, подключенный к потребителю тепла в виде теплообменника, при этом упомянутые трубопроводы сообщены между собой посредством зоны испарения, отличающееся тем, что упомянутые трубопроводы расположены в общем наклонном туннеле или вертикальной шахте, турбина, по меньшей мере одна, установлена на выходе трубопровода для нисходящего потока теплоносителя в виде жидкости, а зона испарения выполнена в виде трубопровода, по меньшей мере одного, имеющего наклон в сторону выхода пара, предназначенного для нагрева теплоносителя геотеплом и соединенного с трубопроводами для нисходящего и восходящего потоков теплоносителя. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что зона испарения дополнительно снабжена резервуаромиспарителем. 3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что на выходе трубопровода для нисходящего потока теплоносителя в виде жидкости устанавливается гидроэлектростанция, состоящая из резервуара-накопителя и помещения, в котором установлена по меньшей мере одна гидротурбина, связанная с электрическим генератором. 4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что система для циркуляции теплоносителя герметично замкнута. 5. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что блок теплообменник-конденсатор снабжен компрессором для откачки пара из резервуара-испарителя и системой для получения конденсата заданной температуры. 4376. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что резервуар-накопитель и блок теплообменникконденсатор расположены на возвышенности. 7. Устройство по п. 6, отличающееся тем, что резервуар-накопитель теплоносителя в исходном состоянии, трубопровод для нисходящего потока теплоносителя в виде жидкости, трубопровод для восходящего потока теплоносителя в виде пара теплоизолированы. Полезная модель относится к области энергетики, в частности к геотермальной ее отрасли, и может использоваться при проектировании геотермальных электростанций, главным образом большой мощности. Известно устройство для преобразования геотермальной энергии преимущественно в электрическую, содержащее по меньшей мере один трубопровод с турбиной для нисходящего потока теплоносителя в виде жидкости и по меньшей мере один трубопровод для восходящего потока теплоносителя в виде пара, подключенный к потребителю тепла в виде теплообменника, при этом упомянутые трубопроводы сообщены между собой посредством зоны испарения 2. Недостатками прототипа являются низкий КПД и малая мощность, обусловленные низкотемпературным режимом работы устройства, подтверждаемым наличием воды в зоне испарения и использованием скважин. Задачей данной полезной модели является устранение недостатков прототипа, т.е. повышение КПД и мощности. Поставленная задача решена следующим образом устройство для преобразования геотермальной энергии преимущественно в электрическую, содержащее по меньшей мере один трубопровод с турбиной для нисходящего потока теплоносителя в виде жидкости и по меньшей мере один трубопровод для восходящего потока теплоносителя в виде пара, подключенный к потребителю тепла в виде теплообменника, при этом упомянутые трубопроводы сообщены между собой посредством зоны испарения, дополняется тем, что упомянутые трубопроводы расположены в общем наклонном туннеле или вертикальной шахте, турбина, по меньшей мере одна, установлена на выходе трубопровода для нисходящего потока теплоносителя в виде жидкости, а зона испарения выполнена в виде трубопровода, по меньшей мере одного, имеющего наклон в сторону выхода пара, предназначенного для нагрева теплоносителя геотеплом и соединенного с трубопроводами для нисходящего и восходящего потоков теплоносителя (чертеж). Устройство для осуществления способа преобразования геотермальной энергии в электрическую включает теплоизолированный резервуар-накопитель - 1 для теплоносителя в виде жидкости теплоизолированный трубопровод - 2 для нисходящего потока теплоносителя гидроэлектростанцию - 3, состоящую из резервуара-накопителя 3 а и помещения электростанции 3 с системой гидротурбина-электрогенератор (по меньшей мере одна), системой управления и термостабилизации режима работы станции трубопровод-4 резервуар-распределитель - 5 теплоносителя в виде жидкости наклоненный в сторону выхода пара трубопровод - 6 для нагрева теплоносителя резервуар - испаритель - 7 теплоизолированный трубопровод - 8 для восходящего потока теплоносителя в виде пара блок теплообменник-конденсатор - 9 транспортную линию и линию электропередач-10 туннель-11. Устройство работает следующим образом теплоноситель в виде жидкости (например, воды) из теплоизолированного резервуара-накопителя 1 подается по теплоизолированному трубопроводу 2 для нисходящего потока теплоносителя в резервуарнакопитель 3 а гидроэлектростанции 3, оттуда, передав энергию по меньшей мере одной гидротурбине, связанной с электрическим генератором и расположенной в помещении 3 электростанции, теплоноситель по трубопроводу 4 поступает в резервуар-распределитель 5, после чего попадает в зону испарения, состоящую из трубопровода 6, наклоненного в сторону выхода пара, и резервуара-испарителя 7 в зоне испарения теплоноситель из жидкого состояния переходит в парообразное и поступает на вход трубопровода 8 для восходящего потока теплоносителя в виде пара, направляясь затем в блок теплообменник-конденсатор 9, в котором теплоноситель отдает излишки тепла потребителю тепла, в результате чего конденсируется и переходит в жидкое состояние, возвращаясь в исходное положение в резервуар-накопитель 1 электроэнер 2 437 гия, полученная на гидроэлектростанции 3 по линии электропередач 10, расположенной в туннеле 11, передается на земную поверхность, где используется по назначению. Основной уклон в работе предлагаемого устройства делается на получение электроэнергии именно на гидроэлектростанции 3, а не в блоке теплообменник-конденсатор 9, в котором может быть расположена обычная тепловая электростанция, работающая за счет энергии пара (система паровая турбинаэлектрогенератор). Блок 9 служит, главным образом, для конденсирования пара и образования конденсата в исходном положении в резервуаре-накопителе 1, завершая тем самым циркуляцию теплоносителя по рабочему контуру, и регулирования работы электростанции за счет получения конденсата заданной температуры. Резервуар-накопитель 3 а служит также и как распределитель теплоносителя по системам гидротурбинаэлектрогенератор (если их несколько), и как частичный теплоизолятор для блока 3 электростанции 3, хотя он может быть и отделен от него. Трубопровод 4, в зависимости от его диаметра и размеров остальных частей устройства, а также нисходящего потока теплоносителя, может обеспечивать как полное заполнение резервуара-распределителя 5, так и частичное его заполнение. Резервуар-накопитель 1 и блок 8, если позволяет район расположения станции, целесообразно расположить на возвышенности, например горе, что еще больше увеличит мощность станции и позволит уменьшить глубину расположения всего сооружения (но до определенного предела, определяемого мощностью станции и температурным режимом в зоне испарения). Далее для ускорения процесса испарения целесообразно установить компрессор в резервуаре-испарителе 7 или блоке 9 для уменьшения в резервуаре 7 и трубопроводе 8 давления пара. Для отсутствия влияния на работу станции внешних условий целесообразно сделать систему для циркуляции теплоносителя герметично замкнутой, что, кроме того, позволит максимально автоматизировать работу станции. Преимущества предлагаемого устройства для преобразования геотермальной энергии преимущественно в электрическую- огромная мощность, превышающая мощность всех известных видов электростанций- автономность работы, что делает устройство экологически чистой системой- возможность получения энергии в удаленных и труднодоступных местах, а также вблизи объектов. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.