§5. Энергия литосферы

Энергия литосферы или геотермальная энергия представляет собой естественное тепло нашей планеты. Она находит широкое применение для обогрева жилых помещений и теплиц, в лечебных целях. В промышленных масштабах геотермальная энергия впервые была использована в XVIII веке в Италии.

Насос Сепаратор пара Паровая турбина Турбогенератор

Вода 25⁰С

~

Вода 7⁰С

Нагреватель-

-испаритель

аммиака Конденсатор

аммиака

Вода 23⁰С

Вода 5 ⁰С с глубины

700…900 м

Рис. 66. Схема ОТЭС

Все источники геотермальной энергии подразделяются на гидротермальные и петротермальные. Гидротермальные источники в свою очередь делятся на водяные, паровые и пароводяные.

Водяные источники залегают на различной глубине, Одно из основных условий их существования – наличие водонепроницаемого слоя горных пород, который передает тепло от мантии к формациям, содержащим в большом количестве воду. Как правило, вода из таких источников выходит на поверхность в виде пароводяной смеси с температурой выше 100 ⁰С.

В пароводяных и паровых месторождениях водоносные слои располагаются между двумя водонепроницаемыми прослойками. Извлечение пара на поверхность земли возможно при помощи бурения.

В отличие от гидротермальной энергетики, связанной с получением из глубин Земли естественной горячей воды или пара, петротермальная энергетика использует тепло сухих нагретых горных пород. В этом случае процесс начинается с того, что бурят две скважины: первую - для нагнетания под землю холодной воды, а вторую – для получения из-под земли нагретой подземным теплом воды или пара.

Поскольку подземная вода сильно минерализована и содержит абразивные частицы горных пород, ГеоТЭС зачастую проектируются двухконтурными (рис. 67).

Контур 2 Паровая турбина

Парогенератор

~

Конден- Градир-

Контур 1 сатор ня

Напорная скважина Возвратная скважина

150…200 ⁰С 50…100 ⁰С

Рис. 67. Схема ГеоТЭС

Первый контур питается непосредственно из напорной скважины. Пароводяная смесь из нее поступает в теплообменник – генератор пара для второго контура. В качестве теплоносителя второго контура используется вода или другие жидкости, например, аммиак.

Горячий пар второго контура поступает в паровую турбину и далее в конденсатор, где окончательно охлаждается и конденсируется.