Геотермальные энерготехнологии России
Аннотация
Представлены результаты научно-технических исследований и развития геотермальных технологий в России. Даны сведения о геотермальных ресурсах на территории страны, особенностях геотермальных месторождений и физико-химических свойствах геотермального теплоносителя.
Приведены наиболее значимые результаты экспериментальных и расчетных исследований кризисных явлений в потоках влажного пара в зоне верхней пограничной кривой, образования и осаждения дисперсной жидкой фазы, течения жидких пленок и сепарации влаги, а также образования отложений и закономерностей эрозии-коррозии конструкционных металлов в геотермальном многокомпонентном теплоносителе.
Рассмотрены особенности и преимущества конструкции образцов российского геотермального оборудования, включая сепараторы гравитационного принципа действия, паровые турбины с развитой системой внутриканальной сепарации влаги из проточной части, системы охлаждения и закачки отработавшего геотермального теплоносителя. Показано, что применение гравитационных сепараторов (АО «ЗиО», г. Подольск) обеспечивает степень влажности пара перед турбиной на уровне 0,1.. .0,5%, тем самым существенно снижая интенсивность образования отложений в турбинных ступенях, а система внутриканальной сепарации и специальная турбинная ступень-сепаратор паровых турбин позволяет удалять из проточной части более 80% влаги.
Даны основные сведения о технологических схемах, конструкции, технических характеристиках оборудования действующих российских геотермальных электростанций, включая Верхне-Мутновскую и Мутновскую ГеоЭС на Камчатке.
Представлены некоторые результаты последних исследований по повышению эффективности использования тепла геотермального теплоносителя, в том числе на основе применения системы перегрева пара на входе в турбину и пара вторичного вскипания с помощью водородно-кислородных парогенераторов. Определены перспективные площадки для сооружения новых российских геотермальных электростанций.
Литература
2. Томаров Г.В., Никольский А.И., Семенов В.Н., Шипков А.А. Геотермальная энергетика. М.: Интехэнергоиздат, Теплоэнергетик, 2015.
3. Кононов В.И. Использование геотермальной энергии в России // Геотермальный бюллетень. 1993. № 7—8. C. 35—38.
4. Белоусов В.И., Сугробов В.М. Геологическая и гидротермическая обстановка геотермальных районов и гидротермальных систем Камчатки // Гидротермальные системы и термальные поля Камчатки. Владивосток: Дальневосточное книжное изд-во, 1996. C. 5—22.
5. Поваров О.А., Томаров Г.В., Никольский А.И., Семенов В.Н. Фундаментальные исследования в области геотермальной энергетики // Теплоэнергетика. 2005. № 1. С. 54—63.
6. Семенов В.Н., Томаров Г.В., Поваров К.О., Безотечество М.Л. Образование отложений в проточной части турбин ГеоЭС // Тяжелое машиностроение. 2002. № 8. С. 40—45.
7. Семенов В.Н., Троицкий А.Н., Агапов Р.В., Ретивов М.Г. Образование коррозионно-агрессивных жидких сред в проточных частях турбин // Там же. С. 22—26.
8. Томаров Г.В. Физико-химические процессы и закономерности эрозии–коррозии металла энергетического оборудования в двухфазном потоке // Теплоэнергетика. 2001. № 9. С. 59—67.
9. Томаров Г.В., Шипков А.А. Эрозия–коррозия металлов в многокомпонентных геотермальных потоках // Теплоэнергетика. 2006. № 3. С. 23—28.
10. Поваров А.А., Лукашенко Ю.Л., Томаров Г.В., Циммерман С.Д. Геотермальная промышленность и технологии в России // Тяжелое машиностроение. 2001. № 1. С. 14—19.
11. Томаров Г.В., Шипков А.А., Никольский А.И., Семенов В.Н. Повышение эффективности использования геотермальных ресурсов на основе применения комбинированного энергоблока с бинарной установкой на сбросном сепарате Мутновской ГеоЭС // Теплоэнергетика. 2016. № 6. С. 31—35.
12. Томаров Г.В., Борзенко В.И., Шипков А.А., Сорокина Е.В. Повышение эффективности и надежности работы геотермальных турбин с применением системы перегрева пара вторичного вскипания // Теплоэнергетика. 2018. № 10. С. 70—77.
13. Томаров Г.В., Борзенко В.И., Шипков А.А. Оптимизационные исследования бинарной установки ГеоЭС комбинированного цикла с двумя давлениями сепарации и перегревом водяного пара вторичного вскипания с использованием водородно-кислородного парогенератора // Теплоэнергетика. 2019. № 10. С. 84—94.
---
Для цитирования: Томаров Г.В. Геотермальные энерготехнологии России // Вестник МЭИ. 2020. № 4. С. 29—41. DOI: 10.24160/1993¬6982-2020-4-29-41.
#
1. Boguslavskij E.I. Teplovye Resursy Nedr Rossii. Teploenergetika. 2004;6:25—32. (in Russian).
2. Tomarov G.V., Nikol'skiy A.I., Semenov V.N., Shipkov A.A. Geotermal'naya Energetika. M.: Intekhenergoizdat, Teploenergetik, 2015. (in Russian).
3. Kononov V.I. Ispol'zovanie Geotermal'noy Energii v Rossii. Geotermal'niy Byulleten'. 1993;7—8:35—38.(in Russian).
4. Belousov V.I., Sugrobov V.M. Geologicheskaya i Gidrotermicheskaya Obstanovka Geotermal'nyh Rayonov i Gidrotermal'nyh Sistem Kamchatki. Gidrotermal'nye Sistemy i Termal'nye Polya Kamchatki. Vladivostok: Dal'nevostochnoe Knizhnoe Izd-vo, 1996:5—22. (in Russian).
5. Povarov O.A., Tomarov G.V., Nikol'skiy A.I., Sеmenov V.N. Fundamental'nye Issledovaniya v Oblasti Geotermal'noy Energetiki. Teploenergetika. 2005;1:54—63. (in Russian).
6. Semenov V.N., Tomarov G.V., Povarov K.O., Bezotechestvo M.L. Obrazovanie Otlozheniy v Protochnoy Chasti Turbin GeoES. Tyazheloe Mashinostroenie. 2002; 8:40—45. (in Russian).
7. Semenov V.N., Troickiy A.N., Agapov R.V., Retivov M.G. Obrazovanie Korrozionno-agressivnyh Zhidkih Sred v Protochnyh Chastyah Turbin. Tam zhe: 22—26. (in Russian).
8. Tomarov G.V. Fiziko-khimicheskie Processy i Zakonomernosti Erozii–korrozii metalla Energeticheskogo Oborudovaniya v Dvukhfaznom Potoke. Teploenergetika. 2001;9:59—67. (in Russian).
9. Tomarov G.V., Shipkov A.A. Eroziya–korroziya Metallov v Mnogokomponentnyh Geotermal'nyh Potokah. Teploenergetika. 2006;3:23—28. (in Russian).
10. Povarov A.A., Lukashenko Yu.L., Tomarov G.V., Cimmerman S.D. Geotermal'naya Promyshlennost' i Tekhnologii v Rossii. Tyazheloe Mashinostroenie. 2001; 1:14—19. (in Russian).
11. Tomarov G.V., Shipkov A.A., Nikol'skiy A.I., Semenov V.N. Povyshenie Effektivnosti Ispol'zovaniya Geotermal'nyh Resursov na Osnove Primeneniya Kombinirovannogo Energobloka s Binarnoj Ustanovkoj na Sbrosnom Separate Mutnovskoj GeoES. Teploenergetika. 2016; 6:31—35. (in Russian).
12. Tomarov G.V., Borzenko V.I., Shipkov A.A., Sorokina E.V. Povyshenie Effektivnosti i Nadezhnosti Raboty Geotermal'nyh Turbin s Primeneniem Sistemy Peregreva Para Vtorichnogo Vskipaniya. Teploenergetika. 2018;10:70—77. (in Russian).
13. Tomarov G.V., Borzenko V.I., Shipkov A.A. Optimizacionnye Issledovaniya Binarnoj Ustanovki GeoES Kombinirovannogo Tsikla s Dvumya Davleniyami Separatsii i Peregrevom Vodyanogo Para Vtorichnogo Vskipaniya s Ispol'zovaniem Vodorodno-kislorodnogo Parogeneratora. Teploenergetika. 2019;10:84—94. (in Russian).
---
For citation: Tomarov G.V. The Geothermal Energy Technologies in Russia. Bulletin of MPEI. 2020;4:29—41. (in Russian). DOI: 10.24160/1993-6982-2020-4-29-41.
