201132. lajstromszámú szabadalom • Berendezés földalatti melegvíz kitermelésére
1 HU 201132 B o A találmány tárgya berendezés földalatti melegvíz kitermelésére, amely búvárszivattyúból, és 90-95 °C alatti hőmérsékletű vízhez használatos elektromotorból. savállólemezből kialakított hűtővizes tartályokból, ezek csőszerkezeteiből, és a felszínen vízhőmérsékletet mérő szerkezetekből áll. A technika mai szintjén a fúrt kutakat a vízadóréteg nyomásával a talajszintre felfolyó úgynevezett aktív kutakra, és a vízadórétegből szivattyúval felhozható esetben passzív kutak csoportjába sorolják. Az utóbbiakhoz a víz, vagy termálvíz kitermelésére számos megoldás ismeretes. Például sűrített levegővel történő úgynevezett mammutozásos eljárások. Ezeknek hátránya a rossz hatásfok, a költséges energia, és az is, hogy ezek olajjal szennyezik a vizet. A termálvíz 90-95 °C feletti hőfokon a hagyományos búvárszivattyúval nem hozható felszínre, mert a motor tekercselése rövid idő alatt, néhány nap. vagy magasabb hőmérsékletű víznél néhány órás üzemelés alatt leég. Ezért az ilyen víz kitermeléséhez a motorokhoz az űrhajózási technikába kifejlesztett szigetelőanyagok alkalmazása vezetett eredményre, azonban ezek az anyagok oly költségesek, hogy a korábbinak sokszorosa miatt az alkalmazásnak korlátot szabnak, az esetek nagy részében kizárják a felhasználás lehetőségét. A technika más fejlesztését talátuk a Grundfos vállalat gyakorlatában, ahol úgynevezett fúrólyukszivattyút alakítottak ki, amelynek az a lényege, hogy a szivattyú hajtása a felszínről történik, amikor a forgó mozgást a motor és a szivattyú között tengellyel 63 m mélységig viszik át. Ennél a megoldásnál sajnos a gyakori tengely, vagy tengelykapcsoló törése akadályozta az üzembiztonságot, ezért annak gyártását és üzemeltetését megszüntették. Majd hőálló szigetelésű motorokat fejlesztettek ki, amelyek magas áraik mellett kiszorították a piacról a korábbiakat, sajnos ezek sem alkalmazhatók a 90 °C feletti hőmérsékletű vízhez. Másik gyakori probléma itt még az, hogy a termálvíz egyes helyeken magas sótartalmú, és előfordult még aktív kutaknál is. hogy a termelőcsőben történik a sókiválás, vagy vízkőkiválás, ami csökkenti a cső belső keresztmetszetét, és ez oly mértékben is előfordult. hogy ezért kellett a kút termelését leállítani. A vízkő egy adott sókoncentrációval arányos nyomásnak megfelelően kezd kiválni. Ezt a jelenséget a szakirodalomból ismert módon például vegyszer adagolással, vagy savazással lehet szabályozni, némely esetben meg is lehet szüntetni. Ilyen célra van egy magyar megoldás, amely elsősorban bameológiai célra használt víznél nyer alkalmazást, amikor a sókoncentrációt egy felsőbb vízadó rétegből levezetett ivóvízzel a sókiválási határ alá csökkentik. Ennek az a hátránya, hogy a hidegvíz lehűti a termálvizet, miáltal az az eredeti célra például fűtésre kevésbé alkalmas. További probléma még az aktív kutaknál is. hogy a víz hozamát a gyakran, szinte percenként ."változó rétegnyomás, a kútban elhelyezkedő adott hőmérsékletű, és fajsúlyú vízolszlopnyomás, és az áramlási veszteségek határozzák meg. Az említett paraméterekből u kútban lévő vízoszlopnyomás a szivattyú beépítésével növelhető, ezáltal a kútból nyerhető hőenergia nagymértékben növekszik, ami a beruházási költségeket csökkenti. Célunk a találmánnyal az említett hátrányok kiküszöbölése. a tennálkutak vízhozamának növelése. és a sókiválásnak a felszínre hozatala, a 90-95 °C-nál magasabb hőmérsékletű víz felszínrehozásához gazdaságosan üzemelő szivattyú termelésbe állítása, és a szivattyúmotor környezetében hűtővíztér kialakítása. A találmány szerinti megoldás tehát berendezés földalatti melegvíz kitermelésére, amely búvárszivattyúból, és 90-95 “C alatti hőmérsékletű vízhez használatos elektromotorból, saválló lemezből kialakított hűtővizes tartályokból, ezek csőszerkezeteiből, és a felszínen vízhőmérsékletet mérő szerkezetekből áll, oly sajátossággal, hogy a termálvizet felvezető nyomócső alsó végén búvárszivattyú alatt búvárszivattyúmotor van, a búvárszivattyú és a búvárszivattyúmotor között, a búvárszivattyú szűrőkosara alatt vízelosztó gyűrűstömb van, amelynek felső síkjában bevezetőcsővel víztartály, és elvezetőcsővel víztartály van, amely víztartályok a gyűrűstömb egyik furatsorával hűtővíztérhez, másik furatsorával víztérhez vannak vezetve, a hűtővízteret és a vízteret vízelválasztócső határolja, a búvárszivattyúmotor alatt a köpenycső a termálvíztértől zárókúppal van elhatárolva, és az elvezetőcső végén a felszínen hűtővízadagolásához tájékoztató vízhőmérsékletmérő van felszerelve. A találmány szerinti megoldás sajátossága az is, hogy a vízelválasztócső külső-belső felületei hőszigetelő réteggel vannak bevonva, továbbá a búvárszivattyú fokozata és az emelőmagassága úgy van megválasztva, hogy a legnagyobb kitermelhető hozam mellett a kútban. a nyomócsőben keletkező hidrosztatikus nyomásértéket, és az áramlási nyomásveszteséget leszámítva a felszínen a nyomócső végén a sókoncentrációtól függő, és legalább 600 kPa nyomású fúvókája van. A találmány szerinti megoldás fő előnye az. hogy a búrvászivattyúmotomál kialakított hűtővíztér alkalmazásával 90-95 °C feletti hőmérsékletű termálvíz esetén is biztonságossá teszi a hagyományos búvárszivattyú és motor gazdaságos működését, az igen költséges berendezések helyett. A találmány szerinti berendezést részletesebben kiviteli példa kapcsán, és rajz alapján ismertetjük, ahol az 1. ábra a berendezés hosszanti metszete, a 2. ábra a berendezés gyűrűstömbjének metszete, a 3. ábra a 2. ábra A-A vonalmentén vett metszete. A földalatti vízkészletek keménysége a német keménységi fok (nk°)=10 mg CaO/1 víz szerint a magyar területeken az alábbi csoportosításba sorolhatók, az eddigi kútfúrási tapasztalatok, és mérések alapján: kisebb 10 nk'-nál, 10-20 nk° közötti, és 20 nk° felettinél nagyobb vízkeménységű területek találhatók. Miként az 1. ábrán látható a fúrt 11 csőkútban lehelyezett külső köpeny a vízadóréteg 18 termálvízterében van elhelyezve. A vízadóréteg nyomása szerint a passzív kutaknál található üzemi vízszint, és felette 19 állóvízszint. A termálvizet szivattyúval, például találmányunk szerint gazdaságosan üzemelő 9 búvárszivattyúval lehet a felszínre hozni, amikor a szivattyúszerkezeteket az üzemi vízszint alá szereljük be. ahonnan a vízadóréteg nyomása szerinti mennyiségű termálvizet lehet a felszínre juttatni. A 90-95 “C hőmérsékletű víz szivattyúzásának jelenségeit, és nehézségeit a technika színvonalának ismertetésében említettük. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
