Refrigeration Engineering and Technology

ISSN-print: 0453-8307
ISSN-online: 2409-6792
ISO: 26324:2012
Архiви

Аналіз геотермальних станцій, що працюють на водоаміачному розчині по циклу Каліни

##plugins.themes.bootstrap3.article.main##

Г.К. Лавренченко
https://orcid.org/0000-0002-8239-7587
О.А. Вассерман
https://orcid.org/0000-0001-8147-8417
Б.Г. Грудка
https://orcid.org/0000-0003-1200-5442

Анотація

Обмеженість викопних ресурсів, що витрачаються на теплових і атомних станціях, викликає тривогу. До того ж їх використання істотно погіршує екологічну ситуацію. Використання відновлюваних джерел енергії в якості первинного палива є виключно перспективним напрямком в технологіях виробництва електроенергії і тепла. В останні роки велика увага приділяється геотермії, тобто тепловим процесам, що відбуваються в надрах Землі, для виробництва не тільки тепла, але і електроенергії. Значний внесок у створення ефективних геотермальних установок такого типу вніс допитливий інженер і талановитий вчений Олександр Каліна. Ним створено цикл, що носить його ім'я, у якому в якості робочого тіла використовується водоаміачний розчин. Особливість установки, що реалізує цикл Каліни, полягає в тому, що в її основних елементах передбачені такі зміни концентрацій розчину, які обумовлюють істотне зростання термічного ККД. Розглянуто цикли і схеми установок, що використовують водоаміачний розчин. Підтверджена їх висока ефективність. Показано, що при переході від води до розчину вода-аміак може спостерігатися помітне збільшення питомої роботи. Відзначається, що на початковому етапі геотермальні станції споруджувалися в зонах високої вулканічної активності, гарячих джерел і гейзерів. Повідомляється, що можна при будівництві станцій з циклом Каліни орієнтуватися на технологію «Hot Dry Rock», що дозволяє розміщувати їх практично в будь-якому місці нашої планети. Відзначається, що пом'якшення вимог до температури верхнього джерела тепла в циклі Калини дозволяє розробляти підземні пласти, які раніше визнавалися неперспективними. Проаналізовано можливості більш ефективного вироблення електроенергії за допомогою циклу Каліни, який використовує природну різницю температур між нагрітою поверхнею океану і його студеними глибинами. Відмічається, що альтернативну енергетику, побудовану на геотермії, циклі Каліни і технології HDR, чекає успішне майбутнє

Ключові слова:
Альтернативна енергетика, Цикл Ренкіна, Водоаміачний розчин, Цикл Каліни, Геотермія, Геотермальна електростанція, Технологія «Hot Dry Rock» (HDR)

##plugins.themes.bootstrap3.article.details##

Як цитувати
Лавренченко, Г., Вассерман, О., & Грудка, Б. (2021). Аналіз геотермальних станцій, що працюють на водоаміачному розчині по циклу Каліни. Refrigeration Engineering and Technology, 57(1), 26-36. https://doi.org/10.15673/ret.v57i1.1980
Розділ
ТЕРМОДИНАМІЧНИЙ АНАЛІЗ ТА МОДЕЛЮВАННЯ

Посилання

1. Fradkin, V.A. Alternative energy. Retrieved December 23, 2020, from http://www.rosteplo.ru/Tech_stat/stat_shablon.php?id=349.
2. Rozenfeld, L.M., Tkachev, A.G. (1960) Refrigerating machines and apparatus. Мoscow: Gostorgizdat, 656.
3. Moskvicheva, V.M., Petin, Yu.M. (1974) Experience and prospects for the integrated use of geothermal resources in Kamchatka. Problems of thermosphysics and physical hydrodynamics, Novosibirsk: Nauka, 295-304.
4. Kolesnikov, Yu. Underground heat works. Retrieved December 23, 2020, from http://www.russian-Bazar.com/ru/content/7902.htm.
5. Vasserman, A.A., Lavrenchenko, G.K., Nedostup, V.I. (2014) Odessa thermodynamic school: its emergence, formation and development. Tekhnicheskie Gazy, 5, 3-16.
6. Popovskii, M. We are there and here. Retrieved December 23, 2020, from http://www.teneta.rinet.ru/2001/america/non-fiction/txt990 649705597065.html.
7. Martynovskiy, V.S. (1979) Cycles, circuits and characteristics of thermotransformers. Мoscow: Energia, 288.
8. Kalina, A.I. (1984) Combined Cycle with Novel Bottoming Cycle. Journal of Engineering for Gas Turbines and Power, 106, 4, 737-742.
9. Retrieved December 23, 2020, from http://www. rexresearch.com/kalina/kalina.htm.
10. Kalina, A.I., Leibowitz, H.M. (1989) Application of the Calina Cycle Technology to Geothermal Power Generation. GRC Transactions, 13, 605-611.
11. Kalina, A.I. (2006) New Thermodynamic Cycle and Power Systems for Geothermal Applicarions. GRC Transactions, 30, 747-750.
12. Kalina, A.I. (2008) Application of Recent Developments in Kalina Cycle Technology to the Utilization of High Temperature Geothermal Sources. GRC Transactions, 32, 407-411.
13. Brodyanskii, V.M. (2003) Prospects for using low ambient temperatures in heat and power engineering and refrigeration. Kholodilnaya Tekhnika, 8, 2-6.
14. Kalina, A., Brodianskii, V. (1997) Exergy analysis of Kalina Cycle’s thermodynamic efficiency. Proceedings of Flowers ’97, Florence Geothermal Congress, Padova: SGE, 1143-1155.
15. Povarov, O.A., Saakjan, V.A., Nikolskiy, V.A. et al. (2002) Binary electric stations. Tjazeloe Mashinostrornie, 8, 13-15.
16. Geothermy – heat and energy from the depths of the Earth. Retrieved December 23, 2020, from http://www.dw.com/ru/a-2966138.
17. Sannykov, V. Kilowatts from Neptune: evaporation. Retrieved December 23, 2020, from https://www.popmech.ru/technologies/11812-kilovatty-ot-neptuna-isparenie/.
18. Hadi, Ghaebi, Towhid, Parikhani, Hadi, Rostamzadeh et al. (2017) Thermodynamic and thermoeconomic analysis and optimization of a novel combined cooling and power (CCP) cycle by integrating of ejector refrigeration and Kalina cycles. Energy, 139, 262-276.
19. Kalina, A., Tribus, M. (1992) Advances in Kalina cycle technology (1980-1991). Part 1: development of a practical cycle. Proceedings of Flowers ’92, Florence Geothermal Congress, New York: Nova Science Publ., 97-110.
20. Kalina, A., Tribus, M. (1992) Advances in Kalina cycle technology (1980-1991). Part 2: iterative improvements. Proceedings of Flowers ’92, Florence Geothermal Congress, New York: Nova Science Publ., 911-919.