195681. lajstromszámú szabadalom • Eljárás termálvizek karbonátos kőkiválás nélküli termelésére
1 i 95 681 2 vegyszeres eljárások, melyeknél az alkalmazott vegyi anyagok mint inhibitorok ismertek. /NALCO, VISCO/ Az előzőekben felsorolt eljárások mindegyike magában foglal bizonyos hátrányokat és a problémakör jellegénél fogva alkalmazása szempontjából területi kotlátokat is. Az úgynevezett szellőztető eljárásnál energia veszteség lep fel a szellőztető berendezésben létrejövő nagymértékű kőkiválással együtt. /Táska- 4 sz. kút/ A kritikus nyomás felett üzemeltetett zárt rendszer esetén csak e magasnyomású szakaszon szüntethető mega kőkiválás, viszont a rendszer után a felhasználási helyen már nagymérvű. /Búki fürdő medencéi/ Alkalmazása csak a nagy rétegenergiát reprezentáló helyeken valósítható meg. __...... _ . . A mágneses eljárások alkalmazási köre a termálvíz 15 összetétele és hőmérséklete alapján viszonylag szűk területű leginkább a melegvíz termelő berendezéseknél /kazánok/ alkalmazhatók. A 181.380 sz. magyar szabadalom szerinti eljárás elsősorban a nagynyomású, magas hőmérsékletű és nagy 20 C02 tartalmú termálvizeknél hasznosítható célszerűen. /Zalakaros Gyógyfürdő/ A vegyszeres, inhibitoros eljárások koriálját a többletköltségen felül, ami az esetek nagy részében devizális vonzatú a korlátot a magasabb hőmérséklet melletti iuhi- 25 bitor instabilitás. valamint az egészségügyi szempontok jelentik. A termálvizek kőkiválása terén ismert technikai megoldások alapján a találmány célja az, hogy az eddigi megoldások területi alkalmazhatóságainak halmazain kívüloső halmazra adjon olyan egyszerűen kivitelezhető megoldást, amely a kőkiválás megakadalyozása mellett figyelembe veszi az energetikai szempontokat azok lehetőség szerinti optimalizálása mellett.' Magyarország íermálkútjai az alacsony közepes hőmérséklet és C02 tartalom alapján zömmel e kategóriába tartoznak. A találmány alapját az a felismerés képezi, hogy a termálkút termelt Ihiidnma az áramlási pálya első szakaszain - réteg, kidben lévő vízoszlop nagy része --- termodinamikailag egyensúlyban van, vagyis a karbonátok oldatbantártásához megfelelő mennyiségű oldotl C02- vel rendelkezik. A fluidnm adott vegyi összetétele mellett a C02 oldékonyságot csak az adott helyen uralkodó nyomás és hőmérséklet befolyásolja egymással szoros összefüggésben. A felfelé áramlás során felbomló egyensúly t a termelés közbeni nyomásgradiens alakulása reprezentálja, kijelölve azt a mélységet, ahol az oldott C02 kiválik a fluidumból és a továbbiakban gázfázisként van jelen. A termálkút tengelye mentén felfelé a nyomás nagyobb mértékben csökken, mint a hengerszimmetrikus hőveszteség által determinált hőmcrsékletcsökkcnés, ezért a C02 gáz és folyadékbeli mólhányadait meghatározó feltételek úgy változnak meg, hogy egy új egyensúlyi helyzetet vesznek fel. kijárásunk lényegét az képe/.i, hogy a fluidnm felfele történő áramlása során még az egyensúlyi helyzet meg bomlása előtt úgy csökkentjük a fluidnm hőmérsékletét, ami magasabb sűrűsége következtében visszahat az adott pontok során uralkodó nyomásokra is — növelve azt -hogy a C02 egyensúlyi helyzetet meghatározó egyenletrendszer minden pontban kielégítse a kőkiválástól mentes termodinamikai feltételeket. Az eljárás alkalmazásához szükséges jellemzők mérhetők, illetve számíthatók, amelyek alapján a megvalósítása előre megtervezhető és méretezhető. 30 35 40 45 50 55 60 65 A találmány értelmében az egyensúlyi állapot biztosításához szükséges hőmcrsékletcsökkenést úgy étjük el, hogy még az egyensúlyi helyzet megbomlása előtt hasznosítjuk a fluidom hőenergiáját is. \ találmány szerinti megoldással a kőkiválástól mentes termelést cs/vagy vezetést, valamint az energiafelhasználást úgy oldjuk meg, hogy egyidejűleg biztosítjuk a magas hőmérsékletű termálvizek szivattyúzási problémáinak kiküszöbölését is. összefoglalva tehát a kitűzött célt találmányunkkal úgy értük cl, hogy olyan eljárást hoztunk létre termálvizek karbonátos kőkiválás nélküli termelésére, amelynek során a karbonát ionokat telítetlen oldatban tartjuk a termálvízben oldott szén dioxid kiválásának megakadályozása révén. Az eljárásra az jellemző, hogy a termálvíz kinyerése során a termelőkútban a kökiváüs kezdetét jelentő kritikus pontnál mélyebbre beépített hőcserélőn keresztül keringetett hőhordozóközeggcl /például ioncserélt vízzel/ a termálvíz, hőtartalmának egy részét elvonjuk, adott esetben a nyetí hőmennyiséget a felszínen hasznosítjuk. A találmány szerinti eljárás egyik célszerű megválósítáji formáját az 1. ábra segítségével ismertetjük. A termálkút 1 béléscsövében a kút vízadó képessége vagy az igényelt maximális napi tcrniálvízmennyiségnél méri nyomásgradiens által meghatározott mélység alá kerül elhelyezésre az 5 tömítőelcm. A beépítés pontos inél/ségét a felszíni termodinamikai körülmények által meghatározott nyomás hőmérséklet összefüggés alapján számíthatjuk ki. Az 5 tömítő elhelyezése után kerül sor a 2 betétcső elhelyezésére, mely a 4 turbinaházon keresztül csatlakozik az 5 tömítőhoz és magában foglalja a 3 termelőcsövet a 6 cs 7 szivattyút és turbinát a 8 ás 9 éitömlő nyílásokat. A rétege nergia viszonyoktól függően a beépített 6 cs 7 szivattyú — illetve turbinaként kerülnek kialakításra. Pozitív dinamikus vízszíntű tcrmálkútak cselén a 7 turbinaként a 6 szivattyúként kerül kialakításra. Negatív vízszíntű kutak esetén a 6 a turbina és a 7 a szivattyú. A 6 és 7 szivattyú turbina közötti nyomarékátvitel merev tengely vagy hidraulikus úton valósul meg. Működése pozitív dinamikus vízszíntű termálkút esetén az alábbi: a tcrmálkútban felfelé áramló fluidnm az 5 tömítő átvezető csövén keresztül belép a 4 turbinaházba. A 4 turbinaházban megforgatja a 7 turbinát, majd a 8 átömiő nyílásokon keresztül belép a termálkút 1 béléscsöve és 2 betétcsöve közötti gyűrűs térbe és itt felfelé áramolva hőenergiáját a 2 betétcsöven keresztül, mely célszerűén nagy hővezet-íkcpcsscgű anyagból készül átadja a 2 betétcső és a 3 termelőcső közötti gyűrűs térben lefelé áranúó hőhordozó közegnek az ellenáramú hőcserélőkre vonatkozó törvényszerűségnek megfelelően, valamint hőenergiájának egy ré-. szc veszteségként távozik az 1 béléscsőt környező rétegekbe a hengerszimmetrikus hővezetésnek megfelelően. Az ily módon csökkent hőmérsékletű fluidutn, mint termálvíz a 10 kifolyó csövön keresztül elvezethető a további felhasználási helyre, mely leltet például fürdőmedence, vagy alacsony hőmérsékletű hőhasznosító berendezés is. A 2 betétcső és 3 termelőcső közötti gyűrűs térben lefelé haladó hőhordozó közeget, célszerűen vizet a 9 átömlő nyílásokon a 3 termelőesőbe történő belépése után a 7 turbina által hajtott 6 szivattyú nyomja fel a 2 hetétcsövön keresztül, mely célszerűen alacsony hővezető képességű anyagból van kialakítva. A 12 kifolyőcsövön ke-3
