Zastosowanie układu z bezpośrednim odparowaniem czynnika roboczego do zasilania elektrowni geotermicznych

• Autorzy: Kaczmarek R.

Warianty tytułu

EN

Application of instalation with direct evaporation of working medium in the geothermic heat exchanger to supplying the geothermic power plants

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy została przedstawiona zasada działania dwóch wariantów elektrowni geotermicznej z czynnikiem organicznym, to jest elektrowni z czynnikiem pośredniczącym, odbierającym ciepło z podziemnego zamkniętego geotermicznego wymiennika ciepła (PZGWC) i elektrowni z bezpośrednim odparowaniem czynnika niskowrzącego w PZGWC. W publikacji podano wyniki analizy wpływu rodzaju czynnika roboczego na pracę instalacji, w której czynnik organiczny pełni jednocześnie funkcję nośnika ciepła w wymienniku geotermicznym i czynnika roboczego w siłowni ORC. Odparowanie czynnika realizowane jest w PZGWC. Wykorzystując podstawowe zależności przeprowadzono obliczenia mocy i efektywności pracy elektrowni dla różnych czynników roboczych i dla różnych wartości temperatury na wypływie z wymiennika. Otrzymane wyniki stanowią podstawę sformułowania oceny proponowanych rozwiązań geotermalnej elektrowni ORC.

EN

In the paper has been presented the operating principle of two variants of a geothermic plant running on an organic fluid. The first variant of plant consists of two loops - first with water as a heat carrier in underground closed geothermic heat exchanger (UCGHE) and the second one with organic fluid as a working medium in low temperature Clausius-Rankine cycle. In the second variant of plant organic fluid performs both functions: a working fluid in power plant cycle and heat carrier in UCHGE. The publication presents results of analyses of influence of a kind of working fluid on the work of the second variant plant, where the evaporation of working fluid is realized in UCGHE. The basic formulas were used to calculate of power and efficiency of the installation of a geothermal power plant for different organic liquids and for three temperatures of the medium on the outlet of the exchanger. Obtained results form basis for assessment and formulation of final conclusions with respect to suggested solutions of the geothermal power plant.

Słowa kluczowe

PL

energia geotermiczna; elektrownia geotermiczna; niskotemperatutowy obieg Clausiusa-Rankine'a; wymiennik ciepła; wymiennik geotermiczny

EN

geothermal energy; geothermal power plant; low-temperature organic Rancine cycle; underground heat exchanger; heat exchanger

• Wydawca: Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN
• Czasopismo: Technika Poszukiwań Geologicznych
• Rocznik: 2011
• Tom: R. 50, nr 1-2
• Strony: 189--198
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Kaczmarek R.

• Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie, Katedra Techniki Cieplnej, 70-310 Szczecin, al. Piastów 17,

Bibliografia

• [1] BORSUKIEWICZ-GOZDUR A., KACZMAREK R., 2008 — Elektrownia z czynnikiem organicznym zasilana energią pozyskiwaną przy pomocy podziemnego zamkniętego geotermicznego wymiennika ciepła (PZGWC). Materiały konferencyjne: XX Zjazd Termodynamików, Wrocław, 2–6.09.2008.
• [2] GAWLIK K., HASSANI V., 1998 — Advanced binary cycles: Optimum working fluids. Geothermal Resources Council, Annual Meeting, California, USA.
• [3] GÓRECKI W., 1995 — Atlas geothermal energy resources in Polish Lowland. GEOS, Kraków.
• [4] KACZMAREK R., 2010 — Praca doktorska, Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie, Szczecin.
• [5] KUJAWA T.,NOWAK W., 2002—Evaluation of the length of insulated inside pipe effect on heat efficiency of a down hole geothermal coaxial heat exchanger. Acta Mechanica Slovaca (2), pp. 183–190.
• [6] KUJAWA T., NOWAK W., STACHEL A.A., 2006 — Utilization of existing deep geological wells for acquisitions of geothermal energy. Energy, vol. 31, Issue 5, s. 650–664.
• [7] KUJAWA T., NOWAK W., STACHEL A.A., 2005 — The analysis of exploitation of existing deep production wells for winning the geothermal energy. Journal of Engineering Physics and Thermophysics, vol. 78, No. 1, pp. 127–135.
• [8] MORITA K., 2001 — One possible way to utilize abandoned deep wells – the application of the DCHE. Technika Poszukiwań (5), p. 129–148.
• [9] NOWAK W., 2005 — Analytical calculation model of underground closed geothermal heat exchanger. Archives of Thermodynamics, Vol. 26, str. 49–66.
• [10] NOWAK W. — Charakterystyki cieplno-przepływowe współpracy odbiorników ciepła z geotermicznymi wymiennikami ciepła. Projekt badawczy MNiSzW nr 3T10B07527.
• [11] NOWAK W., 2003 — Teoria podziemnego zamkniętego geotermicznego wymiennika ciepła. Materiały niepublikowane KTC PS, Szczecin.
• [12] NOWAK W., 2005 — Möglichkeiten der Anwendung der geothermischen Energie als Energiequelle für Heizwerke. XXXVII Kraftwerkstechnisches Kolloquium, TU Dresden, 18–19.10.2005.
• [13] NOWAKW., STACHEL A.A., 2005—Assessment of operation of an underground closed-loop geothermal heat exchanger. Journal of Engineering Physics and Thermophysics, vol. 78, No. 1, pp. 136–143.
• [14] NOWAKW., STACHEL A.A., 2005—Die Möglichkeiten der Nutzung der Geothermalen Energie als einer einspeisenden Energiequelle für ein Heizkraftwerk. XXXVII Kraftwerkstechnisches Kolloquium, TU Dresden, 18–19.10.2005.
• [15] NOWAK W., STACHEL A.A., 2007 — Geothermic heat and power station with a single component power cycle with organic working medium. Acta Metallurgica Slovaca, R-13, 3, str. 251–256.
• [16] NOWAK W., STACHEL A.A., 2007 — Geothermic thermal-electric power station with organic medium power cycle. XVI Internationale Tagung: Forschung-Praxis-Didaktik im ..., Stralsund, 10–12.10. 2007.
• [17] REFPROP 7.0. Reference Fluid Thermodynamic and Transport Properties. Standard Reference Database 23. National Institute of Standards and Technology. US, 2002.
• [18] SZARGUT J., 1991 — Termodynamika techniczna. PWN, Warszawa.
• [19] WOLFF H., MÖLLER F., BESSER T., SCHMIDT S., OPPELT J., TREVIRANUS J., 2002 — Ansätze fortschrittlichen Bohr- und Komplettierungstechnik für die Errichtung eines Unterträging Geschlossenen Geothermischen Wärmetauscher. Projekt BMU – ZIP 0327506. 20 Jahre Tiefe Geothermie in Deutschland, 7. Geothermische Fachtagung, 06–08 November 2002 in Waren (Müritz).
• [20] WOLFF H., SCHMIDT S., MÖLLER F., LEGARTH B., OPPELT J., TREVIRANUS J., 2002 —Geothermische Stromerzeugung. Projekt BMU – ZIP 0327506, Status-Quo, Juni 2002, Vortrag, Symposium „Geothermische Stromerzeugung“, Landau 20./21. Juni 2002.