RU2165658C1 - Комплекс теплоэлектроснабжения и обработки отходов производства - Google Patents
Комплекс теплоэлектроснабжения и обработки отходов производства Download PDFInfo
- Publication number
- RU2165658C1 RU2165658C1 RU2000121608A RU2000121608A RU2165658C1 RU 2165658 C1 RU2165658 C1 RU 2165658C1 RU 2000121608 A RU2000121608 A RU 2000121608A RU 2000121608 A RU2000121608 A RU 2000121608A RU 2165658 C1 RU2165658 C1 RU 2165658C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- well
- heat
- delivery
- separator
- pump
- Prior art date
Links
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 title abstract 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 23
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000010857 liquid radioactive waste Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 26
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 26
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 21
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 6
- 238000007689 inspection Methods 0.000 abstract 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 6
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 5
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 3
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 3
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 3
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 3
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 2
- NNPPMTNAJDCUHE-UHFFFAOYSA-N isobutane Chemical compound CC(C)C NNPPMTNAJDCUHE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 2
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 2
- 239000002901 radioactive waste Substances 0.000 description 2
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 2
- 229910003251 Na K Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052792 caesium Inorganic materials 0.000 description 1
- TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N caesium atom Chemical compound [Cs] TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- NEHMKBQYUWJMIP-UHFFFAOYSA-N chloromethane Chemical compound ClC NEHMKBQYUWJMIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 1
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 1
- 239000001282 iso-butane Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 230000020477 pH reduction Effects 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 230000002285 radioactive effect Effects 0.000 description 1
- 239000002354 radioactive wastewater Substances 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 description 1
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003568 thioethers Chemical class 0.000 description 1
- 125000005289 uranyl group Chemical group 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/10—Geothermal energy
Landscapes
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Abstract
Изобретение относится к получению тепловой и электрической энергии и обработке отходов производства на основе использования высокотемпературных гидротермальных систем, в частности к использованию пароводяных смесей из геотермальных скважин. Комплекс теплоэлектроснабжения и обработки отходов производства содержит эксплуатационную геотермальную скважину, теплообменник, контур вторичного теплоносителя, турбину с генератором, конденсатор пара, насос и систему обработки отходов. Введены нагнетательная и наблюдательная скважины, насос выполнен дозировочным, выход эксплуатационной скважины связан с турбосепаратором, который соединен с генератором, один из выходов турбосепаратора соединен со входом теплообменника, в качестве вторичного теплоносителя которого выбрана потребляемая вода, теплообменник содержит выход потребляемой воды и выход термальной воды, который через первый дозировочный насос соединен со входом нагнетательной скважины, второй выход турбосепаратора связан с сетчатым сепаратором, выход которого связан с турбогенератором, последовательно с турбогенератором расположен конденсатор пара, выход которого соединен со входом первого дозировочного насоса, система обработки отходов содержит контейнер жидких радиоактивных отходов, соединенный через второй дозировочный насос с входом нагнетательной скважины, в наблюдательной скважине расположены приборы контроля за нагнетательной скважиной и приборы управления дозировочными насосами, при этом расстояние между эксплуатационной скважиной и нагнетательной скважиной удовлетворяет условию: Rэн/Rвл ≥ 2, где Rэн - расстояние между нагнетательной и эксплуатационной скважинами, Rвл - радиус зоны влияния эксплуатационной скважины. Технический результат - повышение коэффициента использования геотермальной скважины, расширение диапазона обрабатываемых отходов. 1 ил.
Description
Изобретение относится к области получения тепловой и электрической энергии и обработки отходов производства на основе использования высокотемпературных гидротермальных систем, в частности к использованию пароводяных смесей из геотермальных скважин.
Известен комплекс теплоэлектроснабжения, содержащий эксплуатационную скважину, теплообменник с контуром вторичного теплоснабжения, турбину с генератором, систему сброса геотермальной жидкости (Э. Берман. Геотермальная энергия. - М. : Мир, 1978, с. 299, Фиг. 6.16, схема с вторичным теплоносителем).
Недостатком данного комплекса является низкий процент использования тепла, т. к. вторичным теплоносителем является изобутан, за счет его нагрева получают электроэнергию, а геотермальную еще горячую воду сбрасывают, частично использовав для теплосети.
Известен комплекс теплоэлектроснабжения и обработки отходов, содержащий эксплуатационную геотермальную скважину, теплообменник с контуром вторичного теплоносителя, турбину с генератором, конденсатор пара, насос и систему обработки отходов (см. И.М. Дворов. Глубинное тепло земли. - М.: Наука, Геотермальная станция с теплообменником, с. 110, рис. 27). Данный комплекс взят за прототип.
Прототип имеет недостаток - снижение температурных и упругих параметров пара перед турбиной, пониженный коэффициент полезного действия, узкий круг обрабатываемых отходов.
Данное изобретение устраняет указанные недостатки.
Техническим результатом данного изобретения является повышение коэффициента использования геотермальной скважины, расширение диапазона обрабатываемых отходов, улучшение экологических характеристик месторождения гидротермальной системы.
Технический результат достигается тем, что в комплекс теплоэлектроснабжения и обработки отходов производства, содержащий эксплуатационную геотермальную скважину, теплообменник, контур вторичного теплоносителя, турбину с генератором, конденсатор пара, насос и систему обработки отходов, введены нагнетательная и наблюдательная скважины, насос выполнен дозировочным, выход эксплуатационной скважины связан с турбосепаратором, который соединен с генератором, один из выходов турбосепаратора соединен со входом теплообменника, в качестве вторичного теплоносителя которого выбрана потребляемая вода, теплообменник содержит выход потребляемой воды и выход термальной воды, который через первый дозировочный насос соединен со входом нагнетательной скважины, второй выход турбосепаратора связан с сетчатым сепаратором, выход которого связан с турбогенератором, последовательно с турбогенератором расположен конденсатор пара, выход которого соединен со входом первого дозировочного насоса, система обработки отходов содержит контейнер жидких радиоактивных отходов, соединенный через второй дозировочный насос со входом нагнетательной скважины, в наблюдательной скважине расположены приборы контроля за нагнетательной скважиной и приборы управления дозировочными насосами, при этом расстояние между эксплуатационной скважиной и нагнетательной скважиной удовлетворяет условию
Rэн - расстояние между нагнетательной и эксплуатационной скважинами;
Rвл - радиус зоны влияния эксплуатационной скважины,
а наблюдательная скважина расположена в зоне влияния нагнетательной скважины.
Rэн - расстояние между нагнетательной и эксплуатационной скважинами;
Rвл - радиус зоны влияния эксплуатационной скважины,
а наблюдательная скважина расположена в зоне влияния нагнетательной скважины.
Сущность изобретения поясняется на чертеже, где 1 - эксплуатационная скважина, 2 - нагнетательная скважина, 3 - наблюдательная скважина, 4 - турбосепаратор, 5 - генератор турбосепаратора, 6 - сетчатый сепаратор, 7 - турбогенератор, 8 - генератор, 9 - конденсатор пара, 10 - первый дозирующий насос (для подачи теплоносителя), 11 - вторичный теплоноситель (вода для отопления), 12 - теплообменник, 13 - потребитель (например, система центрального отопления), 14 - контейнер с жидкими радиоактивными отходами, 15 - второй дозирующий насос.
Устройство работает следующим образом.
Эксплуатационная геотермальная скважина 1 расположена в геологических формациях высокотемпературных гидротермальных системах с диапазоном температур от 100oC и выше. Гидротермальные системы сложены ультраосновными, основными и кислыми алюмосиликатными магматическими породами, содержащими магний. Из эксплуатационной скважины 1 пар и пароводяная смесь поступают на турбосепаратор 4, в котором происходит разделение смеси на воду и пар, при этом генератор 5 уже начинает вырабатывать электроэнергию. Сепарированный пар поступает на сетчатый сепаратор 6, из которого полностью осушенный подается на турбину 7 (турбогенератор), с генератора 8 которой электроэнергия поступает потребителю, отработанный пар поступает в конденсатор пара 9, откуда жидкость поступает с помощью первого дозирующего насоса 10 в нагнетательную скважину 2, т.е. происходит обратная закачка.
В это же время отсепарированная жидкость с турбогенератора 4 направляется в теплообменник 12, через который пропускают вторичный теплоноситель 11, в нашем случае это вода для системы центрального отопления, которая, нагреваясь, поступает к потребителю 13. Наличие геотермальной воды и дренажная структура в геологических формациях высокотемпературных системах позволяет использовать нагнетательную скважину 2 как для реинжекции (обратная закачка термальных вод), так и для захоронения жидких радиоактивных отходов. Из контейнера 14 через второй дозирующий насос 15 жидкие радиоактивные отходы подаются в нагнетательную скважину 2. Управление как первым дозирующим насосом 10, так и вторым насосом 15 идет по команде контролирующих и управляющих приборов, расположенных в наблюдательной скважине 3. При совместном нагнетании в недра гидротермальных систем жидких радиоактивных отходов и отработанного теплоносителя происходит еще большее разбавление радиоактивных отходов, а главное - их подкисление конденсатом пара из сбрасываемых вод, что уменьшает вероятность преждевременного осаждения радиоактивных элементов в прискважинной зоне.
Радиоактивные сточные воды закачиваются в нагнетательную скважину 2, где на первой стадии образуются гели кремнекислоты и частичное осаждение сульфидов тяжелых металлов. Эти процессы характерны для участка гидротермальных систем с формированием кислых и слабокислых SO4-Cl-Na и затем нейтральных Cl-Na-K гидротерм, содержащих растворимые соли тяжелых металлов типа MeCl, MeSO4, а также Me+SiO2.
На второй стадии наблюдается осаждение тяжелых металлов из водных окисей в коллоидном состоянии при коагуляции в форме аморфного кремнезема (Me+SiO2). Количество и состояние радиоактивных отходов контролируется приборами наблюдательной скважины 3. При необходимости включаются первый дозирующий насос 10, или второй дозирующий насос 15, или оба работают одновременно.
На третьей стадии образуются и осаждаются окислы и карбонаты тяжелых металлов (MeCO3, MeO3, Me+SiO2, CaCO3). Высокая концентрация магния в подземных водах морского генезиса способствует образованию нерастворимого кремнезема.
Проведенные эксперименты показали, что кремнезем и алюмосиликаты сорбируют 100% уранила, 50-70% цезия и стронция.
Закачиваемый в пласт раствор, представляющий смесь сбрасываемой после сепарации воды, конденсата пара и жидких радиоактивных отходов при взаимодействии с минеральной нагрузкой термальных вод, заключенных в пласте, и минералами породы, образуют нерастворимые соединения. Это обстоятельство делает безопасным извлечение пластовой воды даже вблизи участка нагнетательной скважины 2. Тем не менее для полной гарантии безопасного извлечения пароводяной смеси из эксплуатационной скважины 1 эксплуатационную скважину 1 и нагнетательную скважину 2 располагают согласно условию
где Rэн - расстояние между нагнетательной и эксплуатационной скважинами;
Rвл - радиус зоны влияния эксплуатационной скважины,
а наблюдательная скважина расположена в зоне влияния нагнетательной скважины.
где Rэн - расстояние между нагнетательной и эксплуатационной скважинами;
Rвл - радиус зоны влияния эксплуатационной скважины,
а наблюдательная скважина расположена в зоне влияния нагнетательной скважины.
Наблюдательную скважину 3 располагают в зоне влияния нагнетательной скважины 2. Существующая практика показывает, что радиус влияния скважины составляет 0,3-1,0 км в зависимости от фильтрационных свойств водовмещающих пород месторождения.
Claims (1)
- Комплекс теплоэлектроснабжения и обработки отходов производства, содержащий эксплуатационную геотермальную скважину, теплообменник, контур вторичного теплоносителя, турбину с генератором, конденсатор пара, насос и систему обработки отходов, отличающийся тем, что в него введены нагнетательная и наблюдательная скважины, насос выполнен дозировочным, выход эксплуатационной скважины связан с турбосепаратором, который соединен с генератором, один из выходов турбосепаратора соединен со входом теплообменника, в качестве вторичного теплоносителя которого выбрана потребляемая вода, теплообменник содержит выход потребляемой воды и выход термальной воды, который через первый дозировочный насос соединен с входом нагнетательной скважины, второй выход турбосепаратора связан с сетчатым сепаратором, выход которого связан с турбогенератором, последовательно с турбогенератором расположен конденсатор пара, выход которого соединен с входом первого дозировочного насоса, система обработки отходов содержит контейнер жидких радиоактивных отходов, соединенный через второй дозировочный насос с входом нагнетательной скважины, в наблюдательной скважине расположены приборы контроля за нагнетательной скважиной и приборы управления дозировочными насосами, при этом расстояние между эксплуатационной скважиной и нагнетательной скважиной удовлетворяет условию
где Rэн - расстояние между нагнетательной и эксплуатационной скважинами;
Rвл - радиус зоны влияния эксплуатационной скважины,
а наблюдательная скважина расположена в зоне влияния нагнетательной скважины.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000121608A RU2165658C1 (ru) | 2000-08-17 | 2000-08-17 | Комплекс теплоэлектроснабжения и обработки отходов производства |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000121608A RU2165658C1 (ru) | 2000-08-17 | 2000-08-17 | Комплекс теплоэлектроснабжения и обработки отходов производства |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2165658C1 true RU2165658C1 (ru) | 2001-04-20 |
Family
ID=20239152
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2000121608A RU2165658C1 (ru) | 2000-08-17 | 2000-08-17 | Комплекс теплоэлектроснабжения и обработки отходов производства |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2165658C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2227337C2 (ru) * | 2002-07-22 | 2004-04-20 | Синко Текнолоджиз Лимитед | Способ захоронения радиоактивных отходов и устройство для его осуществления |
| RU2510088C1 (ru) * | 2012-10-08 | 2014-03-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Промышленные технологии" | Подземный ядерно-энергетический комплекс |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3706630A (en) * | 1971-05-12 | 1972-12-19 | Atomic Energy Commission | Nuclear chimney radioactive waste disposal |
| GB1391185A (en) * | 1971-04-10 | 1975-04-16 | Wandel & Goltermann | Frequency measuring circuit |
| SU1740892A1 (ru) * | 1989-11-04 | 1992-06-15 | Е.М.Плышевский | Отопительна установка дл здани |
| RU2008732C1 (ru) * | 1991-11-06 | 1994-02-28 | Леонид Матвеевич Бобылев | Способ захоронения радиоактивных отходов |
| SU1461275A1 (ru) * | 1986-10-20 | 1996-07-10 | Всесоюзный научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела | Способ обезвреживания радиоактивных и других вредных отходов |
-
2000
- 2000-08-17 RU RU2000121608A patent/RU2165658C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1391185A (en) * | 1971-04-10 | 1975-04-16 | Wandel & Goltermann | Frequency measuring circuit |
| US3706630A (en) * | 1971-05-12 | 1972-12-19 | Atomic Energy Commission | Nuclear chimney radioactive waste disposal |
| SU1461275A1 (ru) * | 1986-10-20 | 1996-07-10 | Всесоюзный научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела | Способ обезвреживания радиоактивных и других вредных отходов |
| SU1740892A1 (ru) * | 1989-11-04 | 1992-06-15 | Е.М.Плышевский | Отопительна установка дл здани |
| RU2008732C1 (ru) * | 1991-11-06 | 1994-02-28 | Леонид Матвеевич Бобылев | Способ захоронения радиоактивных отходов |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ДВОРОВ И.М. Глубинное тепло земли. - М.: Наука, 1985, с.110. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2227337C2 (ru) * | 2002-07-22 | 2004-04-20 | Синко Текнолоджиз Лимитед | Способ захоронения радиоактивных отходов и устройство для его осуществления |
| RU2510088C1 (ru) * | 2012-10-08 | 2014-03-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Промышленные технологии" | Подземный ядерно-энергетический комплекс |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6301894B1 (en) | Geothermal power generator | |
| US3468762A (en) | Distillation of sea water using steam turbine electric generator and solar still | |
| CN102503066A (zh) | 有机污泥超临界水氧化治理及资源化利用的系统和方法 | |
| UA127718C2 (uk) | Геотермальний енергетичний пристрій | |
| Delgado Martín | Water Footprint of Electric Power Generation: Modeling its use and analyzing options for a water-scarce future | |
| CN210267441U (zh) | 一种电厂锅炉定期排污、连续排污余热的回收利用装置 | |
| Khamis et al. | Trends and challenges toward efficient water management in nuclear power plants | |
| RU2165658C1 (ru) | Комплекс теплоэлектроснабжения и обработки отходов производства | |
| Smith | Geothermal energy | |
| US6029453A (en) | Geothermal magnetohydrodynamics | |
| RU16799U1 (ru) | Комплекс теплоэлектроснабжения и обработки отходов производства | |
| CN104534652A (zh) | 游泳馆污水废气热能回收循环利用装置及循环利用方法 | |
| Tomaszewska et al. | Geothermal water resources management–economic aspects of their treatment | |
| Heins et al. | World's first SAGD facility using evaporators, drum boilers, and zero discharge crystallizers to treat produced water | |
| Kaygusuz et al. | Geothermal energy: Power for a sustainable future | |
| Tahri | The prospects of fresh water supply for Tan Tan City from non-conventional water resources | |
| US20130186809A1 (en) | Clarifier and launder systems | |
| RU2165657C1 (ru) | Способ захоронения жидких радиоактивных отходов | |
| RU2260751C2 (ru) | Установка для выработки геотермальной энергии | |
| DiPIPPO | International developments in geothermal power production | |
| CN201634463U (zh) | 利用柴油机尾气减量化处理钻井污水的装置 | |
| JP2004522071A (ja) | 地熱発電 | |
| CN115961925B (zh) | 一种二氧化碳封存采水采热制氢应用的方法与系统 | |
| Gallup | Combination flash-bottoming cycle geothermal power generation: a case history | |
| Candido et al. | Scaling Mitigations for the Binary Plant Vaporizer: Upper Mahiao, the Philippines |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080818 |