199970. lajstromszámú szabadalom • Eljárás geotermikus energia kinyerésére
3 HU 199970 B 4 kiszáradt olaj/gáz kutakat is hasznosíthatunk. A találmány szerinti eljárásban tetszőleges kivitelű hőcserélőket alkalmazhatunk. A kitermelt hót egyszerűen fűtésre használhatjuk, vagy elektromosság és/vagy forró viz előállítására hasznosíthatjuk. Munkafolyadékként például vizet vagy a hőcsöves rendszereknél alkalmazható speciális folyadékokat, igy például etanolt, metanolt, ammóniát, vagy Freon, Arcton, Thermex, Thermia oil B és Triss kereskedelmi nevű folyadékokat használhatunk. A munkafolyadékot a várható üzemi hőmérséklet és nyomás, az áláramló energiamennyiség, az üzem mérete és hasonló tényezők figyelembevételével választjuk meg. Ha a zárt csövet a munkafolyadék bevezetése előtt evakuáljuk, a cső nem csak a szivattyúval keringtetett folyadék egyszerű vezetékeként működik, hanem hőcsőként funkcionál. Az utóbbi szempontból lényeges, hogy a munkafolyadék visszavezetésére vékony csövet alkalmazzunk; ezáltal kiküszöbölhetjük a belső kanócot tartalmazó, hagyományos hőcsövek egyszerű méretnagyitáséból származó problémákat ílásd a korábban idézett amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírást). Enélkül az elrendezés nélkül a rendszer gyorsan elér egy, a forró réteg és a felszin közötti közbülső állapotnak megfelelő labilis egyensúlyi állapotot, mert a felemelkedő forró gőz megakadályozza a kondenzált folyadék/hideg gőz megfelelő visszaáramlását a zárt cső aljára. Ez abból a tényből következik, hogy a fúrólyuk aljának eléréséhez szükséges méretnagyítás elkerülhetetlenül és rendkívül nagy mértékben megnöveli a berendezés hossz/átmérő arányát az ismert, hagyoniányos hóvezetékekhez viszonyítva. A zárt cső alját érő hő hatására a munkafolyadék egy része elpárolog, és a csőben nyomást alakít ki. Annak eredményeként, hogy a csövet előzetesen evakuáltuk, a felmelegitett gőz nagyon gyorsan emelkedik fel, így a cső felszíni végéhez szállított hőmennyiség minden eddigi berendezéssel elértnél nagyobb. Ez azt jelenti, hogy a höteljesitmény is nagy, mert a gőznek kevesebb idő áll rendelkezésre a lehűléshez. A gőz nem érintkezik közvetlenül a kapillárisban visszaáramló folyadékkal. Ha külső burkolatként egy harmadik csövet is használunk, a veszteségek tovább csökkennek. A találmány szerinti megoldást hasznosító, geotermikus energia kinyerésére alkalmas tipikus elrendezésben egyetlen, 10-30 cm átmérőjű fúrólyukat használhatunk, amelybe például 10-20 cm átmérőjű zárt csövet helyezhetünk. Ebben az elrendezésben a munkafolyadékot a zárt cső aljára visszavezető vékony cső átmérője 3-5 cm lehet. Könnyen belátható, hogy a fúrólyuk mélysége nem adható meg egyértelműen; az adott környezet geológiai viszonyaitól függően a mélység lényegesen meghaladhatja az 1000 m-t. Ha a forró réteg hómérsékete elegendően magas uhhoz, hogy biztosítsa az eljárás gazdaságosságát, még a 4000-5000 m-es kútmélység is elfogadható. Ilyen esetekben fokozottan jelentkeznek a fent ismertetett méretnövelés hátrányos hutásui; a probléma megoldása tehát koránlsen olyan egyszerű, mint ahogy azt a megelőző közlemények tárgyalják. A hóveszteségek csökkentése céljából a zárt cső az esetlegesen használt harmadik cső végén legalább 200 méterrel túlnyúlik. Az utóbbi - harmadik - csövet a zárt cső szigetelésére és/vagy középre állítására alkalmas távolságtartókkal láthatjuk el, és igy csökkenthetjük a csövek közötti közvetlen érintkezésből származó veszteségeket. A zárt cső esetén a kész csövet alkotó csőelemeket előnyösen hegesztéssel illesztjük össze annak érdekében, hogy a kész cső megfelelően evakuálható legyen. Csavarmenetes illesztéssel a szükséges szoros illeszkedést várhatóan nem biztosíthatjuk. A találmányt a továbbiakban kiviteli példa kapcsán, rajz alapján ismertetjük részletesebben. Az 1. ábra a találmány szerinti eljárásban alkalmazható energiakitermeló rendszer vázlatos képe. A berendezés két részből - föld feletti és föld alatti részből - áll. A föld alatti részben helyezkedik el az 1 zárt cső túlnyomó része. Az 1 zárt cső 2 külső csőből és abban elhelyezett 3 belső csőből áll. A korábban ismertetett vékony csövet a 3 belső cső alkotja. A 3 belső cső röviddel a 2 külső cső alja fölött végződik; a 2 külső cső alsó vége zárt. A jelen esetben feltételezzük, hogy az elrendezés 4 alsó része helyezkedik el a magas hőmérsékletű térben. Ez azt jelenti, hogy a zárt cső legalsó (tipikusan legföljebb fél kilométer hosszúságú) szakaszát forró réteg veszi körül, forró viz és/vagy gőz árasztja el. A visszavezető vékony csövet előnyösen sok apró nyílással látjuk el (ezeket az ábrán nyilakkal jelöltük) annak érdekében, hogy a munkafolyadék egyenletes eloszlását biztosítsuk a 4 alsó részben. Könnyen belátható, hogy a zárt cső lényegesen hosszabb annál, mint amit az ábrán méretarányosan bemutathatunk. A zárt cső hossza esetenként 5 km vagy annál nagyobb érték is lehet. Előnyösen a zárt cső legalsó, körülbelül fél kilométeres szakasza nagy hővezető képességű bevonattal van ellátva annak érdekében, hogy elősegítse az energiaátadást a csőfalon keresztül. Ez a bevonat a cső külső falának korrózió elleni védelmére is szolgálhat. Egyes környezeti körülmények között a korrózióvédelem igen lényeges lehet, mert a cső gyakori karbantartása rendszerint nem végezhető el. A 2 külső cső belső felszínén előnyösen zsugorított fémszövedékböl álló 10 bélés helyezkedik el, ami javítja a 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
