Установки с пневматическим преобразователем.
В волновых установках с пневматическими преобразователями под действием волн воздушный поток периодически изменяет свое направление на обратное. Для этих условий и разработана турбина Уэллса, ротор которой обладает выпрямляющим действием, сохраняя неизменным направление своего вращения при смене направления воздушного потока, следовательно, поддерживается неизменным и направление вращения генератора. Турбина нашла широкое применение в различных волноэнергетических установках.
Энергия течений
Наиболее мощные течения океана – потенциальный источник энергии. Современный уровень техники позволяет извлекать энергию течений при скорости потока более 1 м/с. При этом мощность от 1 кв.м поперечного сечения потока составляет около 1 кВт. Перспективным представляется использование таких мощных течений, как Гольфстрим и Куросио, несущих соответственно 83 и 55 млн. куб.м/с воды со скоростью до 2 м/с, и Флоридского течения (30 млн. куб.м/с, скорость до 1,8 м/с).
Для океанской энергетики представляют интерес течения в проливах Гибралтарском, Ла-Манш, Курильских. Однако создание океанских электростанций на энергии течений связано пока с рядом технических трудностей, прежде всего с созданием энергетических установок больших размеров, представляющих угрозу судоходству.
Методы и способы использования геотермального тепла для выработки тепловой и электрической энергии.
|
|
|
Из-за различной структуры и состава земной коры в ней имеются места способствующие проникновению глубинного тепла к поверхности. В этих местах температура вещества на глубине 5 – 10 км может составлять 100 - 300ºС. Чаще всего это вещество находится в виде нагретой воды или перегретого пара, и такие геотермальные источники называются соответственно гидро- и паротермальными.
Гидротермальные и паротермальные источники тепла образовались за счет прохождения нагретой воды или пара под давлением к поверхности Земли. Естественно, что при прохождении температура их падает за счет отдачи тепла окружающим твердым породам, вследствие чего они и имеют такую, сравнительно низкую, температуру.
Гораздо более высокую температуру имеют твердые породы. Такие геотермальные источники называются петротермальными. К сожалению, петротермальные источники тепла располагаются гораздо глубже и менее доступны.
Использования геотермального тепла в системах теплоснабжения и производства электроэнергии
В настоящее время геотермальная энергия достается человечеству очень дорого и ее использование ограничено малым числом гидро- и паротермальных источников. В России имеется Паужетская геотермальная электростанция мощностью 23 МВт, построенная в 1967 году на Камчатке.
|
|
|
Для обогрева зданий и горячего водоснабжения горячая вода или пар подаются через систему очистки и фильтрации в соответствующие системы (теплоснабжения или горячего водоснабжения). Таким образом, система теплоснабжения на гидротермальных и паротермальных источниках устроена достаточно просто. Тем более, что в большинстве таких источников теплоносители (вода или пар) находятся под давлением и их извлечение не создает особых затруднений.
Гораздо сложнее извлечение тепла из петротермальных источников. Нагретые твердые породы находятся под землей, причем, наиболее доступные на глубине 10 – 20 км. Такая глубина залегания при современной технике бурения не является непреодолимой. В Мире, в том числе и в России, существует богатый опыт бурения таких скважин. Трудности состоят в подаче тепла от этих источников к потребителям и преобразователям.
Существует несколько проектов отбора тепла петротермальных источников, среди которых наиболее реальным представляется следующий.
В зоне близко расположенного петротермального источника бурится две скважины на некотором расстоянии друг от друга или на разную глубину (рисунок 8.2).
|
|
|
В скважины опускаются трубы, имеющие отверстия в нижней части. В одну из труб закачивается вода. Предполагается, что вода под давлением пробьет себе путь к другой трубе, по которой она будет откачиваться на поверхность и подваться к преобразователю или потребителю тепла. Проходя между трубами через нагретую твердую породу петротермального источника, вода нагреется и будет откачиваться уже в горячем состоянии.
Рисунок 8.2. Добыча теплоты из петротермальных источников (проект)
Недостатки такого проекта можно выявить умозрительным путем.
Первое, нет оснований предполагать, что нагнетаемая вода пробьет себе путь именно к заборной трубе. Вероятность такого исхода можно значительно увеличить, пробурив множество нагнетательных и заборных скважин, расположенных вперемежку, однако при этом стоимость увеличится пропорционально числу скважин.
Второе, даже если нагнетаемая вода пробет себе путь в нужном направлении, то по истечении времени русло бдет размываться, увеличивая пропускную способность, и вода будет нагреваться медленнее и до более низких температур. Методами моделирования установлено, что реальный срок службы таких источников не превышает 20 лет, что очень мало даже для традиционных источников энергии.
|
|
|
Использование геотермальных источников энергии для получения электроэнергии имеет некоторые особенности и не может быть осуществлено по аналогии, например, с солнечными тепловыми электростанциями. Дело в том, что для работы паровой машины с приемлемыми энергетическими показателями требуется пар с температурой не менее 130ºС. Учитывая, что температура гидро- и паротермальных источников практически такая же, то их использование для работы паровой машины становится проблематичным из-за неизбежных потерь тепла между источником и машиной.
Для устранения этого недостатка применяют другие рабочие тела, например, аммиак, фреон или изобутан. На рисунке 8.3 приведена схема паротурбинной установки на изобутане /8/.
Электростанция работает следующим образом. Теплоноситель от геотермального источника с низкой температурой нагревает и доводит до кипения изобутан. Пар изобутана под давлением поступает на газовую основную турбину, которая вращает генератор. Отработанный пар изобутана поступает в конденсатор и конденсируется до жидкого состояния. Жидкий изобутан подается в изобутановый котел для повторного использования и цикл повторяется. Отработанная геотермальная вода или пар возвращаются в геотермальный источник. Необходимость этого будет показана в следующем пункте.
Дата добавления: 2018-05-02; просмотров: 569; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!