bigdrum (bigdrum) wrote,
bigdrum
bigdrum

Category:

Prototype this по-русски - выпуск 111. На шару.



Чет мы давно не изобретали. Непорядок!

Ну че, давайте изобретать...

Смотрим здесь. И смотрим здесь. Посмотрели? Отлично! Это была преамбула. Теперь амбула.

Что такое геотермальная электростанция, знают все. Просверлил дырку в земле, воткнул трубу, подключил турбину - и имеешь электричество на шару. Очень хорошая штуковина там, где это возможно. Почему там, где это возможно? Да по одной причине, ребята. Чтобы вырабатывать электроэнергию, требуется пар определенной кондиции - температуры и давления. Без этого турбина работать не будет. Некондиционный пар не годится. То есть, несмотря на обилие на Земле мест с высоким естественным градиентом температуры по глубине грунта - далеко не везде можно коммерчески эффективным образом построить геотермальную станцию. Ибо пар будет холодный, или не будет давления. Или расход низкий. Казалось бы - все плохо-плохо-плохо. Но вы же меня знаете... Вопрос очень простой.

А нужна ли нам собственно электроэнергия?



Да, электричество проще передавать на расстояние и преобразовывать в другие виды энергии. Однако это не значит, что нам всегда нужно электричество. Иногда нам нужны именно эти другие виды энергии. А поскольку вот так вот, все просто - то и требования по энергетике скважины у нас совершенно иные.

Возвращаемся к первому материалу. Почти везде под нашими ногами есть места, где температура около 100 градусов цельсия. Это означает, что закачав туда холодную воду, мы получим... Правильно, горячую воду! А горячая вода - это горячее водоснабжение, а при высокой теплопроизводительности скважины (или группы скважин) - и неважно, что температура недостаточна для турбины электрогенератора - мы уже можем строить теплоцентраль.

В случае, если в месте, где нам регулярно либо постоянно нужно тепло, по температуре и теплопроизводительности земля дает достаточно энергии - мы можем получать тепло как конечный вид энергии. И если в центральных районах, индустриально освоенных, это вряд ли рентабельно, то в труднодоступных местах, например на Дальнем Востоке, где топливо стоит дорого - такая добыча тепла может быть рентабельной.

Горячая вода круглый год. Плюс снижение потребности в углеводородах, угле либо электричестве.

Теперь вторая ссылка, про срок службы скважины.

Скважина подвергается механическому и химическому воздействию со стороны проходящих по ней масс. Получается коррозия и истирание. Потому срок службы скважины небольшой. Однако мы можем вместо того, чтобы гонять воду (которая тоже дает коррозию) использовать принцип тепловой трубки, в качестве рабочего тела использовав нейтральную, по отношению к материалу трубы, жидкость. Поскольку у нас тепло идет естественно - снизу верх - то никакого фитиля для перемещения конденсата не надо, достаточно пустотелой конструкции. Конденсат будет возвращаться в горячую зону сам. Естественно, остаются проблемы подвижек грунтов, но если мы работаем в скальном монолите - это не наш случай.

Тепловые скважины, добывающие из земли тепло, могут иметь два варианта реализации. Вариант первый - с термоизоляцицей. При этом тепло идет сразу из нижней точки в верхнюю, по возможности без разогрева промежуточной породы. Тепловая инерция такой скважины минимальная, рассеяние тепла минимальное, температура в верхней точке наивысшая. Однако при таком варианте у нас есть одна маленькая проблема - при большой длине бурения теплопроводности может оказаться недостаточно. Кроме того, созданние эффективной термоизоляции в таком варианте затруднительно либо невозможно хотя бы по финансовым соображениям. Вариант второй - скважина не имеет теплоизоляции. В этом случае после введения в эксплуатацию тепло от нижней точки разогревает колонну грунта на всем протяжении, на что, конечно, требуется время. Однако поскольку разогретая колонна сама по себе является еще и накопителем тепла, такая скважина является очень инерционной, соответственно, ее характеристики стабильны при колебаниях отбора тепла потребителем. Вплоть до того, что она может использоваться в качестве теплового аккумулятора. Летом, когда потребность в горячей воде минимальна, труба прогревает колонну. Зимой происходит интенсивный отбор тепла, при этом сама прогретая колонна грунта отдает накопленную энергию.

Регулировка процесса теплопередачи в тепловой трубке осуществляется количеством испаряющейся жидкости и давлением. Поскольку в верхней части трубки мы имеем парогазовую смесь, мы можем фильтровать ее от примесей (например, немного воды попало во время работы), отбирать и добавлять рабочую жидкость. Опять же, состав парогазовой смеси может служить для диагностики состояния трубы.

Если мы представим себе буровое поле, состоящее из ряда концентрических кругов из таких скважин, то увидим, что в центре - из-за разогрева колонн периферийными скважинами - у нас будет наибольшая температура и производительность. Это позволяет нам создавать целые комплексы по перекачке тепла. Например, центральная скважина у нас очень глубокая и горячая, но из-за большой глубины нам неудобно извлекать тепло - не хватает теплопроводности. Окружив ее менее глубокими скважинами, мы создадим тепловой экран, который улучшит отдачу. Несколько концентрических кругов создадут горячую колонну в породе, в которой теплопередача будет эффективной, а эффект термоаккумулятора позволит более свободно оперировать добытым теплом. Более того - можно использовать в скважинах неизвлекаемые тепловые трубки, например 200-метровой (короче, такой, чтобы теплопередача была эффективной) длины. Расположив и их на разной глубине, мы тем самым создадим поле с высокой теплопроводностью, подтащив тепло глубин повыше к поверхности земли.

В случае, если расчеты покажут возможность эффективной реализации подобной системы, она может оказаться интересной в качестве инфраструктурного решения проблемы горячего водоснабжения.

Между прочим, в районах с вулканической деятельностью забуры большим числом таких тепловых скважин могут служить для охлаждения стенок лавовых камер. Оно конечно, как бы бред - но при определенном количестве, возможно, это позволит стабилизировать стенки газовых камер, и даже их нарастить.

Погруженные в порорду на глубину тепловые трубки, подводящие тепло к поверхности, могут стать интересным способом как управления толщей породы на глубине, так и способом повышения эффективности геотермальных скважин для электростанций. Поскольку в отличие от тепловой трубки, рабочая скважина электростанции работает с водой, и есть эффекты коррозии - подведение тепла поближе к поверхности может сократить расходы на эксплуатацию рабочей скважины.

Вот такие вот интересные идеи получаются, начиная от разработки низкоградиентных источников тепла для прямого использования, и заканчивая (возможно) профилактикой извержений вулканов.

Ах да, забыл про климат. При большом объеме свайных полей в закрытых районах (долины ущелий) это может создавать даже тропики в Заполярье... :)



Tags: Prototype this по-русски
Subscribe

  • Либо стеб, либо дурак...

    Чувак спасает Россию. Ай, молодец! Надо пойти сожрать еще один тазик оливье... :)

  • Дура...

    Зело взоржал, прочитав данный материал. Ибо он демонстрирует одну из социальных патологий нашего времени - предвзятое мышление. Вешали за шею…

  • Маленькая ремарка для альтернативно одаренных товарищей...

    Ребят... Вот вы зачем голубю голову свернули, и мне на дороге подкинули? Ась? Как бы так сказать поточнее... Я ведь как всегда попкорном…

promo bigdrum february 17, 2019 22:31 6
Buy for 10 tokens
На мейл-ру пролетела очередная "желтая" новость, коих не счесть. Касательно контактов с инопланетянами. В силу чего, втыкая по причине небольшой эмоциональной раздолбанности, я вот тут вдруг решил взять и откомментировать это дело. Да, ребята! МЫ БУДЕМ ГОВОРИТЬ ОБ НЛО, ПРИШЕЛЬЦАХ…
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 3 comments