Регистрация / Вход
Прислать материал

Повышение эффективности утилизации геотермальных ресурсов путем применения тепловой схемы с последовательно включенными бинарными установками, работающими на основе инкрементального (пошагового) преобразования энергии однофазного водного теплоносителя в широком температурном диапазоне

Докладчик: Шипков Андpей Анатольевич

Должность: зам. генерального директора по науке, к.т.н.

Цель проекта:
Разработка инновационных научно-технических решений по повышению эффективности использования геотермальных ресурсов путем реализации технологической схемы блочно-каскадного бинарного энергокомплекса, работающего на основе инкрементального (пошагового) преобразования энергии однофазного водного теплоносителя в широком температурном диапазоне.

Основные планируемые результаты проекта:
- приоритетный перечень органических рабочих тел, физико-химические свойства которых обеспечивают наибольшую эффективность бинарных установок каскадно включенных в единый утилизационный цикл преобразования тепловой энергии однофазного геотермального теплоносителя в широком диапазоне температур;
- параметры термодинамических циклов и тепловых схем бинарных установок на однокомпонентных органических рабочих телах, входящих в состав блочно-каскадного энергокомплекса для утилизации тепла геотермальных ресурсов;
- оптимизированная технологическая схема блочно-каскадного бинарного энергокомплекса, позволяющего повысить эффективность использования геотермальных ресурсов

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
Будет разработан проект технического задания на ОКР по теме «Разработка и проектирование бинарных турбоустановок блочно-каскадного электрогенерирующего комплекса утилизации однофазного водного геотермального теплоносителя», осуществлена защита результатов путем получения патентов на полезные модели.
Результаты и разрабатываемые методы будут ориентированы на внедрение на объектах ОАО “РусГидро” и других генерирующих компаний оптового рынка электроэнергии, при проведении мероприятий органами региональной исполнительной власти в рамках повышения энергетической эффективности и энергосбережения.

Текущие результаты проекта:
Выполнен анализ способов повышения эффективности использования геотермальных ресурсов за счет применения бинарных энерготехнологий на основе информации, представленной в научно-технической литературе.
Рассмотрены и проанализированы сведения об эффективности различных тепловых циклов утилизации геотермальных ресурсов, в частности: докритических и транскритических, с одним или несколькими уровнями давлений, с наличием рекуперации тепла и без, при использовании различных рабочих тел. Продемонстрировано, что одними из наиболее эффективных термодинамических решений для циклов на однокомпонентных рабочих телах, являются циклы с параметрами, близкими к критическим, а также циклы нескольких давлений. Отмечается, что при выборе из широкого перечня рабочих тел наиболее эффективными с термодинамической точки зрения могут являться те, критическая температура которых близка к половине температуры греющей среды. Результаты проведенного анализа будут использованы при определении путей создания эффективных бинарных энерготехнологий утилизации геотермальных однофазных водных теплоносителей.
В рамках работ, выполняемых за счет внебюджетных средств проведен сбор и предварительный анализ информации, представленной в научно-технической литературе в части физико-химических и эксплуатационных свойств рабочих тел, используемых в утилизационных бинарных технологиях и установках, а также их влияния на характеристики энергетического оборудования бинарных электростанций.
Выполнен сбор информации для проведения патентных исследований с целью выявления аналогов для научно-технических решений для повышения эффективности использования геотермальных ресурсов, защищенных российскими и международными патентами. В частности показано, что для повышения эффективности использования геотермальных ресурсов за счет использования бинарных энерготехнологий используются технические решения, юридически защищающие особенности конструктивно-технологического выполнения оборудования и его элементов, применение отдельных рабочих тел в термодинамических циклах и конфигураций этих циклов. Также для снижения количества повреждений и разрушений элементов технологического контура бинарных энергоблоков используются научно-технические решения по защите оборудования и трубопроводов от коррозии. Коррозия может вызвать повреждение трубопроводов и оборудования, что приводит в ряде случаев к отключению энергоблока. К тому же продукты коррозии, накапливающиеся на металлической поверхности, снижают эффективность теплопередачи между металлической поверхностью и водой, либо иной жидкой средой, что будет снижать КПД работы энергосистемы. Отмечено, что наиболее распространенный способ борьбы с коррозией – включение замедляющих коррозию добавок (ингибиторов) в рабочую среду в таких системах. Выполнена подготовка к проведению статистического анализа по патентно-лицензионной ситуации. Отмечено, что высокая активность патентования наблюдается в США.
В рамках работ, выполняемых за счет внебюджетных средств выполнен сбор и предварительный анализ информации для подготовки обзора научно-технической литературы в части применения присадок поверхностно-активных веществ (ПАВ) для защиты от коррозии и солеотложений. Рассмотрены различные ПАВ и проанализированы используемые схемные решения.