початок розділу Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві	хитрощі майстру електроніка фізика технології винаходи	таємниці космосу таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу
Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання)

ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2162991

ГЕОТЕРМАЛЬНА СИСТЕМА ДЛЯ ВИРОБЛЕННЯ ЕЛЕКТРОЕНЕРГІЇ

Ім'я винахідника: Шнелль Джеймс (US)
Ім'я патентовласника: Шнелль Джеймс (US)
Адреса для листування: 103062, Москва, вул. Покровка, д.27, будова 1 АГ, Кооперативний агенство інтелектуальної власності "ІНТЕЛС", Дьяконової О.М.
Дата початку дії патенту: 1996.06.07

Система призначена для вироблення електроенергії за допомогою перетворення геотермальної енергії. Перетворення здійснюється за допомогою ендотермічних реакцій в забої свердловини для захоплення і зберігання глибинного тепла Землі і екзотермічніреакцій в гирлі свердловини для звільнення тепла, що зберігається в продуктах ендотермічних реакцій. В одному переважному варіанті здійснення запропонованого винаходу ендотермічна реакція є реакцією розкладання води. Для активації ендотермічної реакції, а й для отримання і розподілу результуючих продуктів використовують каталітичне пристрій, в якому кожен тип продукту вибірково дифундує в відповідний окремий канал. Продукти ендотермічної реакції піддаються екзотермічної реакції в турбіні внутрішнього згоряння, а продукти екзотермічної реакції негайно конденсируют в холодильнику. В одному переважному варіанті здійснення запропонованого винаходу холодильник конденсирует водяна пара в рідку воду для повернення в свердловину, забезпечуючи в такий спосіб одержання замкнутого циклу. Винахід дозволяє забезпечити ефективне перетворення геотермальної енергії в електричну.

ОПИС ВИНАХОДИ

Винахід відноситься до вироблення електроенергії шляхом використання глибинного тепла Землі, а більш конкретно до використання глибинного тепла Землі для отримання продуктів ендотермічної реакції за допомогою каталітичного пристрою або електрохімічної реакції за допомогою термопари.

У стандартних системах для перетворення геотермальної енергії в електричну використовують нагрівання води або іншої рідини до випаровування в земній корі; після цього для вироблення електроенергії пар подають в турбіну. Як правило, глибинне тепло Землі підводять до поверхні за посередництвом свердловин, які поглиблені в пористі породи, що містять водяну пару або соляний розчин, які циркулюють в земній корі на достатніх глибинах, щоб вловлювати значну кількість теплоти. Приклад такої системи описаний в патенті США N 3786858 (1974 рік).

Однак сучасні парові турбіни працюють найефективніше при дуже високих температурах, які значно перевищують температури, що досягаються в пористої породі, що містить водяну пару або соляний розчин, які, як правило, використовують для вироблення електроенергії за допомогою геотермальної електростанції. Досяжна для практичних цілей глибинна теплота Землі має недостатню концентрацію. З цієї причини парові турбіни, які приводяться в дію за допомогою геотермальної енергії, є менш ефективними. В процесі експлуатації вони і обмежені тим, що глибинна теплота, витягнута з земної кори, не може бути використана згодом. Ця теплота повинна бути використана негайно або втрачена.

Крім того, соляний розчин або водяна пара втрачає значну кількість своєї теплоти (як правило, 25% або 30%) у міру його доставки до поверхні. Соляний розчин або водяна пара з геотермальних пористих порід, як правило, супроводжується сірководнем та іншими небажаними газами, які повинні бути перехоплені перш, ніж вони потраплять в атмосферу. Оскільки температура соляного розчину або водяної пари відносно мала, для вироблення достатньої величини електроенергії до поверхні необхідно транспортувати велику їх кількість. Отже, виникає необхідність у свердловинах великого діаметру, вартість буріння яких велика. Крім того, соляний розчин або водяна пара, який подають до поверхні, часто є високомінералізованих і агресивним. Якщо його безпосередньо застосовують в турбіні, то, щоб витримувати такі умови, така турбіна повинна бути модифікована, причому відповідно до цього додатково зменшується ефективність системи. В альтернативному варіанті соляний розчин або водяна пара за допомогою теплообмінника в бінарній генеруючої системі може бути використаний для доведення до кипіння іншої рідини. Завдяки наявності теплообмінника, в цьому варіанті і є додаткові втрати ефективності.

Іншою проблемою, яка може бути викликана наявністю мінералів в соляному розчині і водяній парі, є утворення накипу в свердловинах, яка може накопичуватися з часом і повинна періодично видалятися. Соляний розчин має проблеми утилізації після того, як він був використаний, якщо його не піддають повторної закачування в пористу породу, яка вимагає дорогого нагнітання насосом і може викликати забруднення пористої породи. Навіть якщо соляний розчин піддають повторної закачування, то деякі з солей можуть випадати з розчину, коли соляний розчин охолоджують перед повторною закачуванням. Ці солі, які можуть бути радіоактивними або небезпечними в інших відносинах, повинні бути надійно видалені і утилізовані.

Найбільшим обмеженням є те, що існує дуже мало пористих порід, які мають достатній обсяг і досить нагріті, щоб забезпечувати перспективу застосування геотермальної енергії з економічної точки зору.

В даний час проводять дослідження можливості буріння в гарячій сухій гірській породі і закачування води для створення геотермальної пористої породи, яка потім може бути приєднана для вироблення електроенергії. Однак такі системи мають такі ж проблеми, що і звичайні геотермальні системи, і дорожчі. Системи попереднього рівня техніки, в яких використовують гарячу суху гірську породу, вимагають буріння двох свердловин (нагнетательной свердловини для закачування води з метою створення пористої породи і окрему експлуатаційну свердловину для безперервної подачі пари до поверхні). Застосування тільки однієї свердловини для закачування води і відведення водяної пари не буде ефективним, оскільки або занадто багато енергії буде втрачено, коли закачується вода проходить через піднімається водяна пара, або водяна пара буде вилучатись тільки періодично (з перервами), так що теплова енергія не буде подаватися до генератора постійно.

Закачування води в гірську породу вимагає енергії, яка представляє значну частку енергії, яку ця система може виробляти, знижуючи, таким чином, ефективність системи. Деяка кількість води, яке закачують, і втрачається в тріщинах в гірській породі і не повертається в експлуатаційну свердловину. Чим більше тиск, яке прикладають для приведення в рух води з нагнітальної свердловини в експлуатаційну свердловину, тим більше втрачається води. Більш високий тиск в нагнітальній свердловині змушує тріщини розширюватися (збільшуватися), як робить більш холодна вода, що викликає стиснення гірської породи. Розширення необхідно в експлуатаційній свердловині, де воно прискорює звільнення енергії в гірській породі. Випробування показали, що короткочасне замикання експлуатаційної свердловини покращує її загальну ефективність завдяки збільшенню в ній розширення.

На ранній стадії розвитку геотермальної технології вироблення електроенергії переважаючим способом, використовуваним для вироблення електроенергії, було спалювання вуглеводнів і перетворення результуючої теплоти в електроенергію. До останнього десятиліття більшу частину електроенергії виробляли спалюванням вугілля для отримання водяної пари. З недавнього часу приблизно половину всієї нової вироблюваної електричної потужності одержують за допомогою турбін внутрішнього згоряння, в яких спалюють нафту або природний газ, використовуючи їх потужність для вироблення електроенергії за допомогою прямого з'єднання з генератором. В системі, в якій застосовують "комбінований цикл", теплоту відпрацьованих газів турбіни внутрішнього згоряння використовують для отримання водяної пари, який потім за допомогою парової турбіни перетворюють в додаткову електроенергію. Однак турбіна внутрішнього згоряння використовує значну кількість енергії, яку вона виробляє, для стиснення повітря, який вводять для підтримки її роботи. Кожен з вищевказаних процесів спалювання залишає значні кількості оксидів азоту, які створюють забруднення атмосфери і передумову для випадання кислотного дощу. Вони і утворюють двоокис вуглецю, вносячи таким чином внесок у глобальне потепління. Якщо в якості палива використовують вугілля чи нафту, то в атмосферу виділяється і двоокис сірки (сірчистий газ), яка може додатково призводити до кислотного дощу, а й виділяються частинки пилу. У процесі спалювання вугілля утворюється і зола, яка повинна бути належним чином утилізована. Крім того, всі ці процеси виснажують обмежені природні ресурси.

Інші технології, що застосовуються для вироблення електроенергії, включають в себе вироблення електроенергії на атомних електростанціях, гідроелектростанціях, а й при використанні енергії Сонця і Вітру. Вироблення електроенергії на гідроелектростанції, а й при використанні енергії Сонця або Вітру має часові та просторові обмеження в залежності від областей, в яких вони є ефективними, викликаючи відповідно до цього необхідність створення ефективних уловлюють систем і впливаючи на навколишнє середовище. Крім того, вироблення електроенергії при використанні енергії Сонця і Вітру значно дорожче звичайною технологією.

Багато що виробляється в даний час енергії отримують за допомогою конденсаційних парових турбін. Паливо спалюють в камері згоряння і відпрацьовані гази звільняють в атмосферу, в той час як теплота забезпечує отримання перегрітої пари. Пара проходить через генератор парової турбіни для вироблення електроенергії і конденсується в кінці циклу. Падіння тиску внаслідок конденсації на вихідному кінці турбіни дає можливість турбіні обертатися вільніше, але коефіцієнт корисної дії всього процесу ще становить менше 40%, частково внаслідок необхідності перетворення теплоти згорання в енергію водяної пари. Значна кількість енергії і втрачається разом з відпрацьованими газами процесу згоряння.

Постійно збільшується частка нової що генерується потужності, що вводиться в останні роки, здійснюється завдяки турбін внутрішнього згоряння. Турбіни внутрішнього згоряння використовують енергію, що звільняється при спалюванні палива, для обертання валу турбіни, яка потім обертає електрогенератор. Така турбіна вимагає для спалювання великого обсягу повітря, який необхідно фільтрувати, а часто нагрівати або охолоджувати. Це і призводить до введення в турбіну забруднюючих речовин і до споживання енергії. Відпрацьований газ, який звільняється в атмосферу, несе значну кількість енергії, а й забруднень. Крім того, турбіна внутрішнього згоряння використовує значну кількість енергії для стиснення припливу повітря, однак тільки 16% (або менше) становить кисень, який використовується в процесі спалювання.

Тільки недавно на турбінах внутрішнього згоряння досягли коефіцієнтів корисної дії, що наближаються по числовим значенням до 40%, при роботі в "простому циклі". Коефіцієнти корисної дії, що наближаються за числовим значенням до 50%, можуть бути досягнуті за допомогою турбін внутрішнього згоряння, що працюють в "комбінованому циклі", в якому тепло відпрацьованих газів з турбіни внутрішнього згоряння перетворять в енергію водяної пари, яку потім використовують для приведення в дію генератора парової турбіни. Однак цей водяна пара не є перегрітою парою, який зазвичай використовують для приведення в дію генераторів парових турбін. Отже, паровий цикл системи з комбінованим циклом є менш ефективним, ніж в простій паровій турбіні.

Як парова турбіна, так і турбіна внутрішнього згоряння (в простому або комбінованому циклі) призводять до забруднень навколишнього середовища, одержуваних при виділенні в атмосферу продуктів або побічних продуктів згоряння. Вони втрачають ефективність внаслідок виділення з відпрацьованими газами з камери згоряння значної кількості енергії разом. Парогенератор і генератор турбіни внутрішнього згоряння комбінованого циклу втрачають ефективність внаслідок перетворення тепла в тиск водяної пари.

Винахід забезпечує систему для ефективного перетворення геотермальної енергії в електричну, в якій одне або більше речовин транспортують по свердловині на глибину, на якій глибинна теплота Землі (будь вона теплотою пористих порід, що містять соляний розчин або водяна пара, або гарячої сухої гірської породи) достатня , щоб викликати термічну реакцію, наприклад ендотермічну реакцію, або електрохімічний реакцію, таких речовин. Потім продукти реакції транспортують окремо до поверхні, де продукти піддають дії зворотного (екзотермічної) реакції, а енергію цієї екзотермічної реакції перетворюють в електричну енергію за допомогою парової турбіни або турбіни внутрішнього згоряння або комбінації парової турбіни і турбіни внутрішнього згоряння. У деяких випадках в турбіні (турбінах) може бути використаний тепловиділяючих елемент.

Термічна реакція, наприклад ендотермічна реакція в забої свердловини, може протікати повільно при відносно низькій температурі, причому продукти виділяють і вловлюють у великій області. Екзотермічна реакція буде протікати швидко і досягати високої температури, ефективно концентруючи, таким чином, глибинну теплоту Землі, роблячи вироблення електроенергії більш ефективною. У першому варіанті здійснення даного винаходу використовують каталітичне пристрій, що має один або більше каналів, наприклад труб або пористих стрижнів, для уловлювання одного або більше продуктів ендотермічної реакції і для транспортування таких продуктів (продукту) окремо від інших продуктів (продукту). Ці канали утворені в керамічному матеріалі, проникному продуктами, причому керамічний матеріал оточений тонкоплівкових або сітчастим каталізатором, наприклад цеолітом. Хоча закачується вода автоматично піддається ендотермічної реакції під впливом тепла в забої свердловини, застосування каталізатора на поверхні каталітичного пристрою потрібен для прискорення цієї реакції. Труби або канали мають форму поперечного перерізу, яка забезпечує ефективність уловлювання відповідних продуктів, для яких вони призначені.

Один канал або набір каналів виконаний з матеріалу, який проникний для одного з продуктів ендотермічної реакції, але не проникний або відштовхує (наприклад, хімічно, за допомогою більш високого тиску) інший продукт (продукти) ендотермічної реакції і реагент (реагенти). Інший канал або набір каналів приймає залишився продукт (продукти). Труби будуть встановлені так, щоб прискорювати поділ продуктів шляхом їх роздільного поглинання, коли вони утворюються на поверхні каталізатора. У найпростішому вигляді каталітичне пристрій являє собою канал (що містить каталізатор), який є проникним тільки одним з продуктів ендотермічної реакції. Інший продукт і залишилися реагенти, якщо вони є, будуть вилучені з вибою свердловини за допомогою окремого каналу.

У першому варіанті здійснення даного винаходу каталізатор є проникним для всіх продуктів ендотермічної реакції. Селективний (вибирає) матеріал, який є проникним тільки для одного продукту, оточує труби або пористі канали, які ближче всього розташовані до поверхні каталізатора так, щоб такий продукт витягувався з каталізатора. Сама внутрішня труба (або пористий канал) вловлює залишився продукт. Наприклад, якщо необхідної ендотермічної реакцією є розкладання води, каталізатором може бути прийнятний перехідний метал, наприклад паладій. Матеріал каталізатора у вигляді тонкої плівки або сітки оточує пористий керамічний матеріал, в якому утворені канали для продуктів. У першому кращому варіанті здійснення даного винаходу ряд зовнішніх каналів поглинають водень, а внутрішній канал поглинає кисень. Внутрішній канал може бути простим отвором в пористому керамічному матеріалі, через який дифундує кисень. Ряд каналів, призначених виключно для прийому водню, може бути виконаний, наприклад, з паладію або інших матеріалів, які є досить пористим, щоб пропускати водень, але не кисень.

Коли відповідні труби поглинають відповідні продукти, ендотермічна реакція, що здійснюється за допомогою каталізатора, буде ефективно зменшувати загальне число молекул на зовнішній стороні каталітичного пристрою. Оскільки пористе каталітичне пристрій ефективно видаляє продукти ендотермічної реакції з пористої породи, підвищений тиск в пористої породі не перешкоджатиме ендотермічної реакції. Насправді, підвищений тиск в забої свердловини прискорює ендотермічну реакцію. Оптимальна конструкція конкретного каталітичного пристрою буде залежати від природи ендотермічної реакції, її реагенту (реагентів) і продуктів, типу використовуваного каталізатора і умов, в яких ця реакція має місце.

Каталітичне пристрій, відповідне даного винаходу, буде активувати ендотермічну реакцію і одночасно вловлювати і розділяти продукти такої реакції. Система, відповідна до даного винаходу, переважно містить механізм для уловлювання продуктів ендотермічної реакції для транспортування їх до гирла свердловини. Пристрій, відповідне даного винаходу, буде вловлювати продукти і в той же самий час розділяти їх для того, щоб запобігати небажаним реакції між продуктами або продукту з будь-яким іншим матеріалом. Пристрій, відповідне даного винаходу, буде і змушувати підвищені тиску в свердловині прискорювати ендотермічну реакцію. Підвищені тиску не протидіють реакції, оскільки пористі канали беруть продукти реакції.

В іншому варіанті здійснення даного винаходу, замість застосування каталітичного пристрою для каталізірованія ендотермічної реакції, для породження ендотермічної реакції може бути використана будь-яка з декількох реакцій. Переважною ендотермічної реакцією є розкладання води на водень і кисень. В процесі подальшої екзотермічної реакції буде отримана чиста вода, яка може бути знову закачана в свердловину для іншого циклу. Однак температура, яка зазвичай необхідна для термічного розкладання води, відсутній в земній корі на глибині, яка в даний час практично може бути досягнута. Таким чином, розкладання води може бути отримано в результаті послідовності реакцій, що мають досить низькі енергії активації (наприклад, 4H ₂ O + 2SO ₂ + 2I ₂ ---> 2H ₂ SO ₄ + 4HI і 2H ₂ SO ₄ ---> 2SO ₂ + 2H ₂ O + O ₂ і 4HI ---> 2I ₂ + 2H _2, які в загальному забезпечують реакцію 2H ₂ O ---> O ₂ + 2H ₂₎ для забезпечення можливості розкладання води в умовах, одержуваних в свердловині. Після цього продукти розкладання вловлюють і окремо транспортують до поверхні, де вони можуть зберігатися (окремо) до використання в екзотермічної реакції. Продукт екзотермічної реакції потім повертають в свердловину в процесі замкнутого циклу.

Інший реакцією, яка може бути використана, є реакція "водяного газу", наприклад, реакція CH ₄ + H ₂ O ---> CO + 3H _2, яка самовільно протікає при температурі 800 ^{o C.} Однак для завершення екзотермічної реакції більшість таких реакцій може зажадати кисню з атмосфери, і (вимагають вони кисню чи ні) вони в процесі подальшої екзотермічної реакції можуть давати двоокис вуглецю, оксиди азоту і деякі інші небажані продукти. Крім того, ефективність пристрою може бути втрачена внаслідок необхідності застосування теплообмінників або інших засобів для обробки деяких продуктів реакції.

Другий варіант здійснення даного винаходу являє собою систему (для ефективного вироблення електроенергії) з термопарою, в якій один спай термопари розташований в свердловині на глибині, на якій глибинного тепла досить для створення різниці температур щодо температури іншого спаю термопари. Різниця температур буде змушувати термопару виробляти електроенергію. У найпростішому варіанті здійснення даного винаходу один спай термопари розташований в свердловині, інший спай встановлений при відносно низькій температурі поза свердловини на поверхні, а результуючу електроенергію подають безпосередньо покупцеві або споживачеві електроенергії.

В іншому варіанті здійснення даного винаходу один спай термопари розташований в свердловині, інший спай встановлений при відносно низькій температурі поза свердловини на поверхні, а результуючу енергію використовують для дисоціації хімічної сполуки (наприклад, води) на продукти ендотермічної реакції (наприклад, водень і кисень) за допомогою електролізу. Такий електроліз може бути проведений в свердловині, причому в цьому випадку продукти за допомогою трубопроводів транспортують на поверхню, або електроліз може бути проведено поза свердловини, на поверхні. Після цього продукти (наприклад, водень і кисень) ендотермічної реакції використовують як паливо, як описано вище, для вироблення електроенергії.

У другому кращому варіанті здійснення даного винаходу термопару використовують разом з каналами, описаними вище, але без каталізатора. Один спай термопари розташований в свердловині на зовнішній стороні каналів, а інший - всередині каналів. Перший спай, розташований на зовнішній стороні каналів, більше схильний до дії глибинного тепла Землі, ніж другий спай. Спай, розташований всередині каналу, холодніше, ніж спай поза каналу, оскільки тиск всередині каналу набагато нижче, ніж тиск поза каналу, приводячи до того, що всередині каналу встановлюється більш низька температура. Оскільки другий спай, розташований всередині каналу, знаходиться при більш низькій температурі, ніж спай поза каналу, внаслідок різниці температур термопара буде генерувати електроенергію. Цю електроенергію використовують для розкладання хімічної сполуки (наприклад, води) на продукти ендотермічної реакції (наприклад, кисень і водень) в процесі електролізу, після чого їх транспортують по трубопроводах вгору зі свердловини і застосовують як паливо для вироблення електроенергії, як було описано вище. Однак очевидно, що в межах обсягу винаходу знаходяться і інші прийнятні реакції для отримання реагентів екзотермічної реакції, що проводиться для вироблення електроенергії.

Системи, що генерують електроенергію, відповідні до даного винаходу, мають певні переваги в порівнянні з відомими генеруючими системами. Основною перевагою перед геотермальними системами відомого рівня техніки є те, що система, відповідна до даного винаходу, за допомогою ендотермічної реакції абсорбує більшу кількість теплоти на одиницю об'єму, ніж можуть захопити нагрівається соляним розчином або водяною парою. Наприклад, шляхом розкладання даної маси води захоплюється в п'ять-шість разів більшу кількість теплоти, ніж це може бути зроблено такий же масою пара. Крім того, при екзотермічної реакції можуть бути досягнуті більш високі температури і з цієї причини - більш ефективна вироблення електроенергії.

Крім того, оскільки відповідно до даного винаходу соляний розчин не потрібно, застосування геотермальної енергії для вироблення електроенергії в відповідно до даного винаходу не обмежена місцями закладення свердловин, що мають економічно цінні підземні пористі породи, що містять нагрітий соляний розчин. Крім того, ефективність не втрачається у зв'язку з необхідністю застосування теплообмінників для запобігання осадження мінералів в генерує пристрої. Оскільки продукти ендотермічної реакції містяться роздільно, енергія, абсорбована в забої свердловини, не губиться в процесі транспортування енергії до поверхні. Такі продукти реакцій не будуть агресивними для обладнання. Відсутні токсичні гази, які могли б виділятися в атмосферу. Продукти ендотермічної реакції переносять енергію в набагато меншому обсязі, і з цієї причини стовбур свердловини, який необхідно пробурити, має набагато менший діаметр і, таким чином, менш дорогий у виробництві. Крім того, замість двох потрібно тільки одна свердловина, оскільки закачується вода не буде вступати в хімічну реакцію з продуктами ендотермічної реакції, які витягують із свердловини по окремих трубопроводах. Закачування води здійснюватимуть в "експлуатаційну" свердловину. В результаті цього буде зекономлено багато енергії, що витрачається на нагнітання за допомогою насоса, що використовується в даний час для примусової подачі води з нагнітальної свердловини через тріщини, втрати води в гірській породі будуть менше, а продуктивність свердловини повинна збільшитися, як показано в результаті випробувань існуючих геотермальних експлуатаційних свердловин.

Крім того, не будуть наростати мінеральні осадження і виникати пов'язані з ними проблеми в свердловині. Чи не буде вимагатися повторна закачування або утилізація соляного розчину. У даному разі ендотермічна реакція являє собою (в загальному вигляді) розкладання води, при цьому не виділяється забруднюючих речовин, що звільняються в атмосферу, і відсутні непотрібні витрати обмежених джерел. Продукти ендотермічної реакції можуть складуватися і використовуватися тоді, коли з'являється необхідність в електроенергії. Якщо продукти ендотермічної реакції виходять із землі при високому тиску, то вони можуть зберігатися і використовуватися при високому тиску, виключаючи необхідність стиснення їх перед екзотермічної реакцією (операція, яка вимагає значної енергії в турбінах внутрішнього згоряння), або якщо екзотермічна реакція не вимагає стиснення, то надлишковий тиск зі свердловини може бути використано для вироблення додаткової енергії.

Бажаний пристрій для проведення екзотермічної реакції являє собою комбінацію турбіни внутрішнього згоряння, в яку подають паливо в вигляді двох або більше реагентів, які вступають у взаємодію в процесі екзотермічної реакції (продукт (продукти) якої можуть конденсуватися), і холодильника. У кращому варіанті здійснення даного винаходу такими реагентами є водень і кисень, які отримують в процесі ендотермічної реакції, яка забезпечується в забої свердловини. Водень діє як паливо і при змішуванні з киснем згорає, утворюючи водяну пару. Після кінцевого потужного каскаду, в якому за допомогою турбіни внутрішнього згоряння реалізують екзотермічну реакцію, продукт (продукти) екзотермічної реакції конденсируют, зменшуючи таким чином величину протитиску, що діє на турбіну внутрішнього згоряння, і збільшуючи її ефективність. У переважну комбіновану турбіну подаватимуть паливо у вигляді водню і кисню, які будуть спалювати для отримання водяної пари і конденсувати на вихідному кінці турбіни. Така комбінована турбіна може бути використана як частина системи, що відповідає цим винаходом, або працювати незалежно на інших джерелах палива. В альтернативному варіанті, в системі, що відповідає цим винаходом, може бути використана і або стандартна турбіна внутрішнього згоряння, або котел в комбінації з паровою турбіною, або тепловиділяючим елементом.

Комбіновані турбіни, відповідні до даного винаходу, володіють декількома перевагами. Завдяки конденсації продукту (продуктів) екзотермічної реакції, комбінована турбіна зменшить засунений відпрацьованих газів з турбіни внутрішнього згоряння і збільшить перепад тиску на кінцевих стадіях внутрішнього згоряння турбіни. Переважно, щоб потужна секція комбінованої турбіни мала, як правило, більше потужних каскадів, ніж потужні секції турбін внутрішнього згоряння попереднього рівня техніки, забезпечуючи в такий спосіб одержання більшої енергії від екзотермічної реакції, збільшення ефективності турбіни і одночасне спрощення конденсації водяної пари на виході турбіни. Крім того, комбінована турбіна не вимагатиме теплообмінника для отримання водяної пари, збільшуючи відповідно до цього свою ефективність. У певному сенсі конденсація забезпечує створення "замкнутого циклу" (тобто всі продукти конденсируют або захоплюють іншим способом), в якому можна зробити продуктивним використання будь-якої енергії, яка інакше втрачається з відпрацьованими газами, і додатково збільшити ефективність. Комбінована турбіна не виділяє забруднюючих речовин в атмосферу. Крім того, якщо комбіновану турбіну повністю забезпечують паливом із захоплених джерел (як в кращому варіанті втілення, в якому використовують водень і кисень), то запобігають потраплянню в неї бруду та інших домішок, як в більшості турбін внутрішнього згоряння попереднього рівня техніки (що викликає знос і потреба в регулярних операціях очищення), і економиться енергія, яку в турбінах внутрішнього згоряння попереднього рівня техніки використовують для конденсації, фільтрації, а й для нагріву або охолодження припливного повітря. Крім того, на відміну від систем, в яких для вироблення електроенергії використовують енергію сонця або води, комбінована турбіна, відповідна до даного винаходу, може (в залежності від обсягу зберігання реагентів) працювати на вимогу в якості пікового агрегату або в якості агрегату з базисної навантаженням.

КОРОТКИЙ ОПИС КРЕСЛЕНЬ

Нижче наведено докладний опис кращих варіантів здійснення даного винаходу, в якому пояснюється все ці ознаки. Ці варіанти здійснення пояснюють нову і не очевидну систему для геотермальної вироблення електроенергії, відповідну до даного винаходу, з посиланням на супровідні креслення, які наведені тільки з метою ілюстрації. На цих супровідних кресленнях аналогічними посилальними номерами вказані аналогічні елементи.

Фіг. 1 - схематичне зображення розрізу ендотермічної системи кращого варіанту здійснення, відповідної цим винаходом.

Фіг. 1a - збільшене зображення розрізу забою свердловини системи, показаної на фіг. 1.

Фіг. 2 - схематичне зображення розрізу системи іншого кращого варіанту здійснення даного винаходу, що ілюструє альтернативний засіб видалення води в гарячій сухій гірській породі.

Фіг. 2a - збільшене зображення розрізу забою свердловини системи, показаної на фіг. 2.

Фіг. 3 - збільшене схематичне зображення забою свердловини додаткового варіанту здійснення системи, відповідної цим винаходом.

Фіг. 4 - збільшене схематичне зображення розрізу забою свердловини ще одного варіанту здійснення системи, відповідної цим винаходом.

Фіг. 5 - збільшене схематичне зображення розрізу труби, показаної в якості прикладу, використовуваної в з'єднанні камер, іллюстріруемих на фіг. 4.

Фіг. 6 - збільшене поперечний переріз по лінії 6-6, показаної на фіг. 1, що ілюструє елементи каталітичного пристрою системи.

Фіг. 7 - збільшене поперечний переріз по лінії 7-7, показаної на фіг. 3, що ілюструє альтернативний варіант здійснення каталітичного пристрою системи.

Фіг. 8 - схематичне зображення розрізу електролізної системи кращого варіанту здійснення даного винаходу.

Фіг. 8a - збільшене поперечний переріз забою свердловини системи, показаної на фіг. 8.

Фіг. 9 - схематичне зображення розрізу електролізної системи іншого варіанту здійснення, відповідної цим винаходом.

Фіг. 10 - схематичне зображення розрізу електролізної системи ще одного варіанту здійснення, відповідної цим винаходом.

Фіг. 11 - схематичне зображення розрізу електролізної системи додаткового варіанту здійснення, відповідної цим винаходом.

Фіг. 12 - схематичне зображення комбінованої турбіни, використовуваної в системі, відповідної цим винаходом.

Написи до креслень

ДОКЛАДНИЙ ОПИС КРЕСЛЕНЬ

Винахід забезпечує системи і способи захоплення і застосування глибинного тепла Землі при використанні термічного процесу. Протягом кращого термічного процесу отримують продукти, які є реагентами екзотермічної реакції. Після цього, в результаті екзотермічної реакції продуктів термічного процесу може вироблятися електроенергія. У цій заявці описано два переважних термічних процесу.

ГЕОТЕРМАЛЬНА генеруючі системи С каталицької ПРИСТРОЄМ

На фіг. 1 ілюструється геотермальна генеруюча система 10, відповідна до даного винаходу. З системою 10, що відповідає цим винаходом, для перетворення глибинного тепла Землі в електроенергію може бути ефективно використана життєздатна формація гарячої сухої гірської породи. Система 10, відповідна до даного винаходу, виключає проблеми забруднення навколишнього середовища, менш дорога і володіє значно більш високою продуктивністю. Система 10 містить свердловину 12, з'єднану зі складським резервуаром 14, зазначеним на фіг. 1 позначенням S1, для зберігання реагентів, які повинні бути використані для ендотермічної реакції, яка має місце в забої свердловини 12 в зоні 50 розлому гарячої сухої гірської породи. Передбачається, що система 10, відповідна до даного винаходу, може бути і використана в інших місцях земної кори, наприклад, в пористих породах, де глибинного тепла Землі досить багато для активації необхідної ендотермічної реакції. Каталітичне пристрій 22, яке каталізує необхідну ендотермічну реакцію, встановлено в нижній секції свердловини 12, причому пористі канали або камери 24 і 26 (показані на фіг. 6) каталітичного пристрою 22 з'єднані зі стандартними трубопроводами 25 і 27, відповідно, які проходять вгору через свердловину 12. Стандартні трубопроводи 25 і 27 транспортують продукти ендотермічної реакції в забої свердловини 12 до земної поверхні, де ці продукти можуть зберігатися в складських резервуарах 18 (S3) і 16 (S2), відповідно, або бути подані безпосередньо на електростанцію 20 для перетворення в електроенергію . Продукти ендотермічної реакції в відповідно до даного винаходу окремо транспортують по пористим каналах 24 і 26, а потім по трубопроводах 25 і 27 до комбінованої турбіні, відповідної цим винаходом. В одном варианте осуществления настоящего изобретения энергию из этих продуктов освобождают в процессе экзотермической реакции, как более подробно будет описано ниже. В свою очередь, эту энергию преобразуют в электроэнергию.

В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения реагентом или химическим соединением, хранимым в складском резервуаре 14, является вода, которая в забое скважины 12 разлагается на водород и кислород. Складской резервуар 14 поддерживает в скважине 12 столб воды. Вследствие высокого давления окружающей среды в забое скважины 12, создаваемого столбом воды в скважине 12, повышенное давление заставляет продукты эндотермической реакции проходить через каталитическое устройство 22 в пористые каналы или камеры 24 и 26 и вверх по трубопроводам 25 и 27.

Отдельный трубопровод 11, соединенный со складским резервуаром 14, и проходит вниз к забою скважины 12, где вода из водовода 11 может быть выпущена из скважины 12 в зону 50 разлома через однопутевой гидрораспределетель 5 в скважине 12. Для создания зоны 50 разлома в горячую сухую горную породу для расширения трещин и обеспечения доступа большего объема горной породы для среды циркуляции закачивают воду. Поскольку часть воды теряется в трещинах горной породы, время от времени необходимо пополнять зону разлома водой через однопутевой гидрораспределитель 5. В предпочтительном варианте осуществления вода, закачиваемая в зону 50 разлома, поступает из отдельного водовода 11, а не из столба воды в скважине 12, поскольку воду, закачиваемую в зоны 50 разлома, проще регулировать, используя водовод 11, чем воду в скважине 12. Манометр 6 и термометр 7 на внешней части скважины 12, как показано на фиг. 1 і фіг. 1a, измеряют давление и температуру зоны 50 разлома так, чтобы уведомлять оператора, когда необходимо закачивать в зону 50 разлома больше воды. В таком случае водовод 11 для приведения в движения воды соединяют с насосом (не показан) на поверхности.

В соответствии с фиг. 1 эндотермическая реакция имеет место в горизонтальной секции скважины 12, которая окружена зонами 50 разлома. Вместо создания горизонтальной секции скважина может быть пробурена под углом вниз (не показано). Тепло, выделяемое из зон 50 разлома, повышает температуру обсадной колонны 12, которая, соответственно, увеличивает температуру воды в скважине 12. В этой среде каталитическое устройство 22 обеспечивает возможность возбуждения эндотермической реакции и разделения продуктов эндотермической реакции.

Вместо использования одной непрерывной секции, как показано на фиг. 1, каталитическое устройство 22 может быть разделено на множество последовательно соединенных секций, которые соединены вместе посредством сравнительно гибких труб (не показано). Такое устройство предпочтительно, поскольку гибкие трубы, например, стандартные трубы, будут дешевле, чем непрерывная секция каталитического устройства 22, которая по существу выполнена из керамики. Гибкость и предпочтительна вследствие необходимости направленного бурения для обеспечения доступа зон 50 разлома. Для соединения гибких труб к каждой секции каталитического устройства могут быть использованы насадки (не показаны), причем трубы будут расположены в тех областях, где отсутствуют зоны 50 разлома. Гибкие трубы, например трубопровод, должны быть непроницаемыми для продуктов эндотермической реакции и способны выдерживать температуры до 800 ^o C.

На фіг. 6 показано поперечний переріз забою свердловини 12 для забезпечення більш детальної ілюстрації кращого варіанту втілення каталітичного пристрою 22. Каталітичне пристрій 22 підтримують в свердловині 12 за допомогою безлічі стрижнів 34, щоб дати

можливість реагентів ендотермічної реакції циркулювати навколо каталітичного пристрою 22. Стрижні 34 можуть бути і виступами або будь-яким іншим опорним пристосуванням, як цілком очевидно кваліфікованому в цій галузі техніки фахівцеві. Як показано на фіг. 6, каталітичне пристрій 22 містить пористий керамічний матеріалу 32, що має пористий канал 26, розташований по суті в центрі керамічного матеріалу 32. Керамічний матеріал 32 вибирають таким, щоб він мав структуру, яка була б щодо проникною для продуктів ендотермічної реакції, але в той же самий час не активувала б перетворення реагентів в керамічному матеріалі 32.

Пористий канал 26 в керамічному матеріалі 32 по суті оточений рядом пористих каналів 24. Пористі канали 24 і 26 можуть бути трубками або каналами і мати круглий поперечний переріз або іншу конфігурацію, яка більш ефективна для уловлювання продуктів реакції. Пористий канал 26 може бути обмежений отвором по суті в середині керамічного матеріалу. Пористий канал 24 виконаний з матеріалу, який є пористим (проникним) тільки щодо одного з продуктів ендотермічної реакції. У кращому варіанті здійснення даного винаходу, в якому забезпечують розкладання води, пористий канал 24 виконаний з прийнятного перехідного металу, наприклад паладію, який є пористим (проникним) для водню, але не для кисню. Пористий канал 26 відзначений на фіг. 6 буквою A, що вказує на те, що пористий канал 26 ухвалює продукт A ендотермічної реакції, а пористі канали 24 відзначені буквою B, що вказує на те, що пористі канали 24 приймають продукт B ендотермічної реакції. У кращому варіанті здійснення способу продукт A може ставитися, наприклад, до кисню, а продукт B - до водню.

Для прискорення серії реакцій з метою отримання водню і кисню в забої свердловини 12 на каталітичному пристрої 22 передбачений тонкоплівковий або сітчастий каталізатор 28. Таким чином, вода в забої свердловини 12 реагує з каталізатором 28 на поверхні каталітичного пристрою 22. Керамічний матеріал призначений для того, щоб бути проникним для продуктів ендотермічної реакції так, щоб ці продукти дифундувати до відповідних пористі канали 24 і 26. пористі канали 24 і 26 утворені в керамічному матеріалі 32 для того, щоб прискорювати поділ продуктів шляхом поглинання їх, коли вони утворюються на каталізаторі 28.

Як показано на фіг. 6, кожен пористий канал 24 виконаний з селективного матеріалу 30, який має властивість бути пористим (проникним) тільки по відношенню до продукту B. Таким чином, продукт B ендотермічної реакції проходить через керамічний матеріал 32 і вловлюється поруч пористих каналів 24 після того, як продукт B дифундує через селективний (вибирає) матеріал 30. Оскільки селективний матеріал 30 спеціально призначений для блокування проходження продукту A, коли продукт A дифундує через керамічний матеріал 32, продукт A маневрує навколо місць розташування селективного матеріалу 30 і через проходи між рядом пористих каналів 24 до тих пір , поки продукт A НЕ дифундує в пористий канал 26. у результаті цього продукти A і B ендотермічної реакції поділяються, вступаючи в відповідні їм канали 26 і 24. Деяка частина продукту B може фактично дифундувати через пористі канали 24 і фактично пройти в пористий канал 26, де це кількість продукту B вступає в хімічну реакцію з продуктом A. Ця реакція не робить якого-небудь значного шкідливого впливу на систему. Наприклад, в разі розкладання води пористий канал 26 наповнюється киснем і невеликою кількістю водяної пари, який може на поверхні зневоднені з кисню.

Інший варіант здійснення системи 10, що відповідає цим винаходом, ілюструється на фіг. 3, де використовують інше каталітичне пристрій 22. Всупереч варіанту здійснення, иллюстрируемое на фіг. 3, горизонтальна секція свердловини 12 може бути направлена ​​вниз під кутом (не показано). Як показано на фіг. 3, каталітичне пристрій 22 має патрубок 36 з відкритим торцем, що виходять з кінця каталітичного пристрою 22. Патрубок 36 з відкритим торцем проходить через каталітичне пристрій 22 і з'єднаний зі стандартним трубопроводом 27, бажано через насадку (не відображено). Цей варіант здійснення даного винаходу докладно ілюструється на схематичному поперечному перерізі, показаному на фіг. 7. Так само, як і в випадку варіанту здійснення, показаного на фіг. 6, каталітичне пристрій 22 підтримується в середині свердловини 12 за допомогою безлічі опорних стрижнів або виступів 34. Каталітичне пристрій 22 містить порожнистий канал, виконаний з каталізатора 28, і трубу 36, що проходить по суті в центрі каталізатора 28.

У кращому випадку розкладання води, каталізатор 28 виконаний з паладію, який абсорбує водень в порожнистий канал. Кисень не здатний дифундувати через паладієву трубу і продовжує повільно проходити до кінця свердловини, де кисень фактично входить у відкритий торець подовженою труби 36, як буде входити вода, озон і перекис водню. Кисень, озон і перекис водню будуть простіше прагнути до кінця свердловини 12, якщо горизонтальна секція свердловини 12, иллюстрируемая на фіг. 3, нахилена вниз. Кисень, воду, озон і перекис водню через подовжену трубу 36, а потім по стандартному трубопроводу 27, відкачують назад вгору до поверхні. Перед подачею до турбіни для здійснення екзотермічної реакції, кисень і озон будуть відокремлені, а перекис водню може бути відділена від суміші. Таке відділення може бути виконано за допомогою відомих засобів, добре відомих фахівцям в цій області техніки. Водень, який дифундує через паладієвий каталізатор 28, піднімається до поверхні через порожнисту частину каталізатора 28 і потім по стандартному трубопроводу 25 внаслідок високого тиску в забої свердловини 12.

З фіг. 3 випливає, що каталітичне пристрій 22 виконує дві основні функції: воно забезпечує отримання та розподіл продуктів ендотермічної реакції, і воно видаляє ці продукти з пористої породи так, щоб підвищений тиск в пористої породі не перешкоджав проведенню ендотермічної реакції. Ендотермічну реакцію може каталізувати кілька речовин. Однак продукти реакції схильні легко возз'єднуватися в реагенте (реагентах) в умовах, які існують в свердловині. Крім того, продукти ендотермічної реакції можуть бути досить хімічно активними, особливо при підвищених температурах, для хімічної взаємодії зі стінками свердловини чи інакше реагувати небажаним чином, як тільки вони залишають поверхню каталізатора. З цієї причини продукти реакції повинні вловлювати і розділятися. Крім того, коли ендотермічна реакція забезпечує більше молей продукту, ніж вона споживає молей реагентів, реакція буде гальмуватися високим тиском навколишнього середовища, яке існує в свердловині 12. В процесі експлуатації свердловини 12 стовп води створить дуже високий тиск в нижній частині стовпа води. Оскільки кожні 10 м додають 1 атмосферу тиску, свердловина, пробурена на глибину трьох кілометрів, створить в забої свердловини 12 тиск 300 атмосфер. Протидія тиску буде головною перешкодою реакції в забої свердловини, яка при значній глибині і при підвищеній температурі буде змушувати тиск значно збільшуватися. Однак, оскільки канали або камери 24 і 26 проникні для продуктів ендотермічної реакції, дуже високий тиск змусить продукти проходити через відповідні канали 24 і 26 і відповідно до цього ефективно зменшить число молекул на зовнішній поверхні каталітичного пристрою 22. Таким чином, підвищений тиск в забої свердловини 12 прискорює ендотермічну реакцію.

Крім того, підвищений тиск в забої свердловини 12 змушує продукти ендотермічної реакції підніматися до земної поверхні через пористі канали 24 і 26 і потім по трубопроводах 25 і 27. Таким чином, для транспортування продуктів реакції до електростанції 20 не потрібно насосів, хоча такі пристрої, як насоси, можуть бути використані.

На фіг. 4 ілюструється інший засіб для активації ендотермічної реакції в забої свердловини 12. Оскільки температура, яка зазвичай необхідна для розкладання води, зазвичай не досягається в земній корі на глибині, яка в даний час може бути досягнута практичними засобами, система 10, иллюстрируемая на фіг. 4, що безпосередньо не розкладає воду на водень і кисень. Замість цього система, показана на фіг. 4, здійснює розкладання води в результаті реалізації послідовності ендотермічних реакцій, що мають досить низькі рівні енергії активації для отримання необхідних продуктів реакції. Залежно від умов (головним чином від температури і тиску), існуючих в точці ендотермічної реакції, може бути використана будь-яка з декількох реакцій.

В одній такій послідовності реакцій в якості першої реакції використовують реакцію

2H ₂ O + SO ₂ + I ₂ ---> H ₂ SO ₄ + 2HI,

а продукти цієї першої реакції потім розкладають в окремих реакційних камерах наступним чином

2H ₂ SO ₄ ---> 2SO ₂ + 2H ₂ O + O ₂ і

2HI --- I ₂ + H _2.

Таким чином, загальна ендотермічна реакція вимагає не тільки води, але і двоокису сірки та йоду. З цієї причини в цьому варіанті здійснення даного винаходу до забою свердловини 12 в першу реакційну камеру 60 по окремих трубах 62, 64 і 68, відповідно, транспортують воду, двоокис сірки і йод.

У першій реакційній камері 60 отримують кислу сернокислую сіль, яку транспортують по трубі 70 до другої реакційної камері 68, де кислу сернокислую сіль руйнують в воді, двоокису сірки та кисні. Воду і двоокис сірки рецікліруют назад в першу реакційну камеру 60 по трубах 74 і 72, відповідно. Результуючий кисень з другої реакційної камери 68 транспортують назад вгору до поверхні по трубі 76. У першій реакційній камері 60 отримують і йодистий водень, який транспортують по трубі 80 до третьої реакційній камері 78, де йодистий водень розкладається на йод і водень. Йод рецікліруют назад в першу реакційну камеру 60 по трубі 82, а водень транспортують до поверхні по трубі 84. Швидкість послідовності реакцій може регулюватися за допомогою вентилів (не показані) в трубах, що подають різні хімічні сполуки до відповідних реакційним камерам, причому вентилями керують з поверхні. Хоча водень і кисень є єдиними кінцевими продуктами, які транспортують до поверхні, інші кінцеві продукти, вода, двоокис сірки і йод є реагентами, безперервно споживаними в процесі здійснення послідовних реакцій і знову подаються в першу реакційну камеру 60 для отримання водню і кисню. Хоча в результаті першої реакції отримують сірчану кислоту, ця кислота негайно розкладається в процесі подальшої реакції. Крім того, оскільки реакції, які мають місце в другій реакційній камері 68 і третьої реакційній камері 78, вимагають дуже високої температури, друга і третя реакційні камери 68, 78 повинні бути розташовані в секціях свердловини 12, які знаходяться в зоні 50 розлому.

На фіг. 5 наведена додаткова ілюстрація механізму транспортування хімічної сполуки з однієї реакційної камери в іншу. На фіг. 5 показаний насос 90 і вентиль 92, пов'язані з транспортною трубою 94, де насос 90 і вентиль 92 використовують, наприклад, для регулювання подачі газу всередині, наприклад, транспортної труби 94, до відповідної реакційній камері. Хоча був показаний насос, він показаний тільки в якості прикладу, а в залежності від різних використовуваних тисків можуть знадобитися насоси (не показані) для полегшення транспортування газів. Для транспортування газоподібних кисню і водню по трубах 76 і 84 насоси не потрібні, оскільки підвищені тиску в забої свердловини 12 повинні змушувати кисень і водень підніматися до поверхні.

Інший реакцією, яка може бути використана, є реакція "водяного газу"

CH ₄ + H ₂ O ---> CO + 3H _2.

яка самовільно протікає при температурі 800 ^{o C.} Однак більшість таких реакцій може зажадати кисню з атмосферного повітря для завершення екзотермічної реакції та (вимагають вони повітря чи ні) в процесі подальшої екзотермічної реакції можуть давати двоокис вуглецю, оксиди азоту і деякі інші небажані продукти. Крім того, ефективність може бути втрачена внаслідок необхідності застосування теплообмінників або інших засобів для обробки деяких продуктів реакції.

Основною перевагою ендотермічних реакцій в системі 10, що відповідає цим винаходом, у порівнянні з реакціями в геотермальних системах відомого рівня техніки є те, що система 10 за допомогою ендотермічної реакції абсорбує більшу кількість теплоти на одиницю об'єму, ніж можуть захопити нагрівається соляним розчином або водяною парою. Наприклад, при розкладанні даної маси води захоплюється в п'ять-шість разів більше теплоти, ніж такий же масою водяної пари. Внаслідок більшої концентрації теплоти в системі, відповідної цим винаходом, отримують більш високі температури, що покращує ефективність екзотермічної реакції в турбіні і подальшого вироблення електроенергії.

Крім того, даний винахід вимагає тільки однієї свердловини на противагу системам попереднього рівня техніки, які вимагають дві свердловини. Реагенти ендотермічної реакції можуть транспортуватися в тій же свердловині, що і продукти ендотермічної реакції, оскільки відсутня небезпека того, що реагенти і продукти будуть взаємодіяти. Це контрастує з системами попереднього рівня техніки, в яких закачується вода не може бути транспортована в тій же свердловині, що і піднімається водяна пара, оскільки водяна пара буде віддавати (тобто втрачати) тепло воді, зменшуючи відповідно до цього ефективність системи попереднього рівня техніки . Крім того, одна свердловина, яка використовується в системі, відповідної цим винаходом, менш дорога для буріння, оскільки продукти ендотермічної реакції несуть енергію в порівняно набагато меншому обсязі, ніж пар або соляний розчин, що використовуються в геотермальних системах попереднього рівня техніки. Наприклад, в системах попереднього рівня техніки для захоплення водяної пари або соляного розчину з пористої породи область поперечного перерізу експлуатаційної свердловини може становити 36 дюймів (914,4 мм). Оскільки система 10, відповідна до даного винаходу, вимагає приблизно одну шосту простору, область поперечного перерізу свердловини системи 10, що відповідає цим винаходом, може зажадати, наприклад, тільки 12 дюймів (304,8 мм), з яких 6 дюймів (152,4 мм) необхідно для закачування води і 6 дюймів (152,4 мм) - для транспортування водню і кисню.

ГЕОТЕРМАЛЬНА генеруючі системи з термопарою

На фіг. 8 ілюструється інший варіант здійснення геотермальної генеруючої системи 10, що відповідає цим винаходом. Свердловина 12 по суті аналогічна тій, яка показана на фіг. 1, за винятком того, що каталітичне пристрій 22 замінено пристроєм, сполученим з трубопроводами 25, 27 і містить термопару 120. Частина свердловини 12, що містить термопару або електрохімічний пристрій 120, може бути горизонтальної або проходить вниз під кутом (не показано). Трубопроводи 25 і 27 з'єднані з пористими каналами або камерами 24 і 26 всередині термопари 120. Канали 24, 26 підтримують в свердловині за допомогою безлічі стрижнів або виступів (не показано) для забезпечення можливості циркуляції навколо зовнішньої частини каналів 24, 26.

Електрохімічний пристрій 120 генерує електричний струм, який може бути використаний для вироблення електроенергії або для отримання продуктів електролізу, які можуть зберігатися і використовуватися для вироблення електроенергії. Таким чином, електрохімічний пристрій 120 є пристроєм для перетворення теплової енергії в свердловині 12 в електричну енергію. У кращому варіанті здійснення даного винаходу електрохімічний пристрій 120 є термопарою 120, яка встановлена ​​в нижній секції свердловини 12, причому один спай 124 (гарячий спай) розташований на зовнішній стороні пористих каналів 24, 26, що використовуються для транспортування продукту і з цієї причини знаходяться при більш високій температурі, ніж інший спай 128 (холодний спай) термопари 120, який розташований всередині одного з каналів 24, 26. На фіг. 8a показаний спай 128, розташований всередині каналу 24. Ці два спаяний 124, 128 з'єднані між собою шиною або токонесущим засобом 130. результуючий електричний струм подають в дві окремі зони поверхні каналів 24, 26, створюючи анод 134 (канал 24), в якому в процесі електролізу (електрохімічної реакції) отримують один з продуктів (наприклад, водень), і катод 138 (канал 26), в якому в процесі електролізу отримують інший продукт електрохімічної реакції (наприклад, кисень). Реагент (реагенти) електрохімічної реакції (хімічна сполука, піддається електролізу) зберігають в складському резервуарі 14 і подають з гирла свердловини 12 до термопарі 120. Прикладом електролізу хімічної сполуки, яка піддається електролізу, є розкладання води на водень і кисень, які будуть продуктами електролізу. Очевидно, що для перетворення теплової енергії в електричну можуть бути використані інші типи електрохімічних пристроїв.

Спаи 124 і 128 термопари 120 відповідно з'єднані з анодом 134 та катодом 132 за допомогою шин або струмопровідних коштів 142 і 144. Канал 24, що містить анод 134, бажано робити з матеріалу, який проникний продуктом електрохімічної реакції, одержуваних на аноді 134 (наприклад, з паладію , якщо продуктом є водень), а канал 26, що містить катод 138, бажано робити з матеріалу, який проникний для продукту електрохімічної реакції, одержуваних на катоді. Канали 24 і 26 переважно НЕ проникні для хімічної сполуки, що піддається електролізу (наприклад, для води), так що, коли на поверхні каналу 24 або 26 утворюється продукт електрохімічної реакції, підвищений тиск в свердловині 12 змушує його проходити в відповідний канал 24 або 26. коли цей продукт проходить в канали 24 або 26, падіння тиску викликає падіння температури продукту (в каналі 24 або 26), який охолоджує спай 128 термопари 120, який знаходиться в каналі 24 або 26. Тиск всередині каналів 24 і 26 буде проте досить високим, щоб штовхати продукти до гирла свердловини 12.

Продукти електролізу транспортують окремо по пористим каналах 24 і 26 і по трубопроводах 25, 27, наприклад, до складських резервуарів 18 і 16 або до електростанції 20, для вироблення електроенергії. Як і в описаних вище варіантах здійснення даного винаходу, енергія продуктів електрохімічної реакції звільняється в процесі екзотермічної реакції і перетворюється в електричну енергію. У генеруючої системі 10 може бути використана вода безпосередньо з води, що циркулює в свердловині 12.

Канали 24 і 26 мають напівкругле поперечний переріз, як показано на фіг. 8a, і утворюють між собою стінку 146, яка проникна для продуктів електрохімічної реакції. Ці два канали 24 і 26 разом мають круглий поперечний переріз в свердловині 12. Кругле сукупне поперечний переріз цих двох каналів вигідно мінімізує розмір свердловини 12, яку необхідно пробурити. З цієї причини для даного розміру свердловини 12 канали 24 і 26 напівкруглого перетину максимально займають внутрішній обсяг. Цей обсяг, в свою чергу, максимізує перепад тиску між областю всередині каналів 24, 26 і областю поза ними. Перепад тиску бажаний, оскільки він змушує відповідний продукт проходити в канал 24 або 26, в якому охолоджується спай 128 термопари 120, який знаходиться в каналі 24 або 26. Тиск в каналі 24 або 26 залишається досить високим, щоб приводити в рух продукти електрохімічної реакції по напрямі до земної поверхні. Хоча на фіг. 8a показана подвійна стінка, утворена стінками двох каналів 24 і 26, очевидно, що замість подвійної стінки може бути і використана одна стінка, яка проникна для обох продуктів.

Однак канали 24, 26 крім напівкруглої можуть мати будь-яку форму поперечного перерізу. Наприклад, канали 24, 26 можуть бути круглими (не показано). Внутрішній об'єм каналів 24, 26 становитиме половину обсягу, займаного каналами, що мають напівкруглу форму поперечного перерізу, варіанти здійснення, показаного на фіг. 8a. Таким чином, перепад тиску між областю всередині каналів 24, 26 і областю поза ними буде менше, ніж перепад тиску в втіленні з каналами 24, 26, що мають напівкруглу форму поперечного перерізу.

На фіг. 9 ілюструється інший варіант здійснення системи 10, що відповідає цим винаходом. У цьому варіанті здійснення система 10 не залежить від нижчої температури всередині одного з каналів або камер 24, 26 для охолодження одного спаю 128 термопари 120. Натомість спай 128 розташований на поверхні поза свердловини 12, де його утримують при низькій температурі, і з'єднаний за допомогою двох шин, однієї шиною 152 - з гарячим спаєм 124 термопари 120, розташованим поза каналів 24 і 26 в забої свердловини 12, а інший шиною 154 - з анодом 134 на поверхні одного з каналів 24 і 26 в забої свердловини 12 (аналогічно тому, як показано на фіг. 8a). На катоді 138 і аноді 134 в процесі електролізу будуть виділятися відповідні продукти електрохімічної реакції (наприклад, водень і кисень), і ці продукти будуть вловлювати.

На фіг. 10 показаний ще один варіант здійснення системи 10, що відповідає цим винаходом. У цьому варіанті здійснення спай термопари 120, який є гарячим спаєм 124 (аналогічним тому, який показано на фіг. 8a), розташований в забої свердловини 12 і з'єднаний шиною 152 зі спаєм 128 термопари 120, що є холодним спаєм, який повинен міститися при більш низькій температурі і який розташований поза свердловини 12 на поверхні. Ці два спаяний 124, 128 відповідно з'єднані за допомогою шин 162 і 164 з катодом 138 і анодом 134 поза свердловини 12 на поверхні, де вловлюють продукти електролізу і використовують їх як паливо для вироблення електроенергії. В цьому альтернативному варіанті свердловина 12 не містить будь-яких каналів.

На фіг. 11 ілюструється додатковий варіант здійснення системи 10, що відповідає цим винаходом. У цьому варіанті здійснення спай 124 (аналогічний спаю, показаному на фіг. 8a) термопари 120, який повинен міститися при високій температурі, і розташований в забої свердловини 12 і з'єднаний шиною 152 зі спаєм 128 термопари 120, який повинен міститися при більш низькій температурі і який розташований поза свердловини 12 на поверхні. Електроенергія, що виробляється термопарою 120, надходить по проводах 172 і 174 до покупця або споживача електроенергії. У цьому випадку відпадає необхідність у реагентах електрохімічної реакції, каналах і в турбіні внутрішнього згоряння або в іншому генерує пристрої, описуваному нижче. Однак необхідно відзначити, що інші термічні процеси, які можуть давати реагенти, наприклад, реагенти екзотермічної реакції для генерації енергії, як відомо кваліфікованим в цій області техніки фахівцям, і знаходяться в межах об'єму даного винаходу.

Комбінована ТУРБИНА

На фіг. 12 ілюструється принципова схема комбінованої турбіни 240, в якій здійснюють екзотермічну реакцію для звільнення глибинного тепла Землі. Комбінована турбіна 240 містить щабель 241 компресора турбіни, ступінь 243 паливної форсунки і камери згоряння турбіни, потужний каскад 245 турбіни і холодильник 242. Сходинки 241, 243 і 245 і холодильник 242 переважно мають конструкцію, яка відома кваліфікованим фахівцям в цій області техніки. Комбінована турбіна 240 за допомогою вала 244 генератора з'єднана з генератором 246, в якому механічна енергія обертання валу 244 генератора перетворюється в електроенергію.

Ступінь 241 компресора турбіни приймає реагент A екзотермічної реакції, який є продуктом A ендотермічної (або електрохімічної) реакції, зі складського резервуара 16 або безпосередньо зі свердловини 12 через трубопровід 27 (фіг. 1). Залежно від типу реагенту A екзотермічної реакції (продукту A ендотермічної або електрохімічної реакції), реагент A не обов'язково потрібно піддавати стиску і, таким чином, ступінь 241 компресора може не знадобитися. У кращому варіанті здійснення даного винаходу реагентом A екзотермічної реакції є кисень. Оскільки кисень, що надходить зі свердловини 12, вже знаходиться під тиском, завдяки тиску в свердловині 12, цей кисень повинен бути стиснутий досить, щоб потребувати проходження ступені 241 компресора. Ступінь 243 паливної форсунки і камери згоряння турбіни приймає реагент B екзотермічної реакції, який є продуктом B ендотермічної (або електрохімічної) реакції, зі складського резервуара 18 (або безпосередньо зі свердловини 12) по трубопроводу 25 (фіг. 1). У кращому варіанті здійснення даного винаходу реагентом B екзотермічної реакції є водень.

У ступені 243 реагент B екзотермічної реакції, тобто водень, діє як паливо і згорає при змішуванні з реагентом A екзотермічної реакції, тобто киснем, утворюючи велику кількість теплоти і водяної пари. Результуючу енергію, що звільняється в процесі екзотермічної реакції, використовують для обертання лопаток (турбіни) в потужному каскаді 245, які, в свою чергу, обертають вал 244 генератора. Після того як продукт екзотермічної реакції (водяна пара) проходить через потужний каскад 245 турбіни, цей продукт екзотермічної реакції негайно конденсується в холодильнику 242, де пароподібний продукт екзотермічної реакції перетворюється в рідину. Ефективність турбіни 240 покращують за допомогою конденсації продукту екзотермічної реакції для видалення противодавления з турбіни 240. Конденсація продукту екзотермічної реакції може бути здійснена засобами, відомими кваліфікованим фахівцям в цій області техніки. У кращому варіанті здійснення даного винаходу водяна пара конденсують (перетворюють) в воду, яку подають в складської резервуар 14 для реагенту ендотермічної (електрохімічної) реакції з метою повторної закачування в свердловину 12.

Шляхом поєднання комбінованої турбіни 240 з холодильником 242 отримують вищу ефективність комбінованої турбіни, що відповідає цим винаходом, ніж у турбін внутрішнього згоряння попереднього рівня техніки, коли парову турбіну і використовують разом з турбіною внутрішнього згоряння і холодильником. У кращому варіанті здійснення даного винаходу ефективність збільшується, оскільки комбінована турбіна не вимагає теплообмінника для перетворення на водяну пару теплоти продукту екзотермічної реакції. У системах попереднього рівня техніки комбінована турбіна, відповідна до даного винаходу, не може бути використана, оскільки продукт екзотермічної реакції є не піддається конденсації забруднюючим речовиною на противагу піддається конденсації водяної пари, що отримується в комбінованій турбіні 240, що відповідає цим винаходом.

Крім того, конденсація дозволяє отримати замкнуту систему, в якій весь продукт екзотермічної реакції конденсується або вловлюється іншим чином і створюється можливість продуктивного використання енергії (яка в системах попереднього рівня техніки втрачається з відпрацьованими газами), додатково збільшуючи, таким чином, ефективність. На противагу системам попереднього рівня техніки комбінована турбіна 240, відповідна до даного винаходу, не виділяє забруднюючих речовин в атмосферу. Крім цього, оскільки в комбінованій турбіні 240 кращого варіанту здійснення в якості палива використовують водень і кисень, які є контрольованими джерелами, запобігають потраплянню бруду та інших домішок, які в більшість турбін внутрішнього згоряння потрапляють з атмосфери. Оскільки даний винахід відноситься до продуктів ендотермічної (або електрохімічної) реакції для транспортування глибинного тепла Землі, на противагу системам попереднього рівня техніки, в яких витягнуті водяна пара або соляний розчин доводиться використовувати негайно, ці продукти можуть зберігатися для застосування пізніше через деякий час. Відповідно до цього, комбінована турбіна 240, відповідна до даного винаходу, має додаткову експлуатаційну гнучкість роботи в якості пікового агрегату, вмикати і вимикати на вимогу, або в якості агрегату з базисної навантаженням, який працює при постійній швидкості.

В альтернативному варіанті система 10, відповідна до даного винаходу, може бути використана зі звичайною турбіною внутрішнього згоряння або котлом з паровою турбіною, а продукти ендотермічної (або електрохімічної) реакції можуть бути використані в тепловиділяючі елементи.

Крім того, очевидно, що продукти ендотермічної (або електролітичної) реакції, наприклад, водень і кисень, корисні самі по собі і цей винахід може бути використано для отримання цих продуктів і зберігання їх на поверхні свердловини 12 для застосування їх інакше, ніж для вироблення електроенергії .

Крім цього, даний винахід може бути використано в інших зовнішніх умовах, ніж в геотермальної свердловині 12, і придатне для застосування в будь-яких зовнішніх умовах, природних або штучних, що мають прийнятні температуру і тиск.

Вище наведено опис найкращого варіанту здійснення даного винаходу, а й способу його втілення і застосування, при використанні настільки всеосяжних, чітких і точних термінів, доступних для розуміння будь-яким кваліфікованим фахівцем в цій галузі техніки, для якого воно призначене, з метою його втілення і застосування. Однак даний винахід може бути модифіковано і бути втілено у вигляді конструкцій, які відрізняються від описаних вище, але повністю їм еквівалентні. Отже, даний винахід не обмежується описаними характерними варіантами його здійснення. Навпаки, даний винахід охоплює всі модифікації і альтернативні конструкції, що відповідають обсягу та суті винаходу, які в загальному вигляді описані у формулі винаходу, наведеної нижче, в якій, зокрема, чітко сформульовані претензії на об'єкт винаходу.

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

1. Система для захоплення глибинного тепла землі і звільнення тепла в процесі екзотермічних реакцій для перетворення в електричну енергію, яка містить свердловину, що має гирлі і забій, причому зазначена свердловина пробурена на достатню глибину для захоплення енергії з глибинного тепла Землі, коли вихідні реагенти вводять в зазначену свердловину, щоб викликати реакції зазначених реагентів; пристрій, розташоване в забої зазначеної свердловини, причому вказаний пристрій захоплює глибинне тепло Землі для отримання і розподілу вихідних продуктів; перший і другий трубопроводи для транспортування зазначених вихідних продуктів до гирла зазначеної свердловини; і засіб, поєднане з зазначеними першим і другим трубопроводами і призначене для використання вихідних продуктів, для породження екзотермічніреакцій для вироблення електроенергії.

2. Система за п. 1, в якій зазначена свердловина з'єднана з першим складським резервуаром для зберігання зазначених вихідних реагентів.

3. Система по п.1, додатково містить другий складської резервуар, сполучений із зазначеним першим трубопроводом, для зберігання першого вихідного продукту.

4. Система по п.1, додатково містить третій складської резервуар, сполучений із зазначеним другим трубопроводом, для зберігання другого вихідного продукту.

5. Система по п.1, в якій вказаний засіб, поєднане з зазначеними першим і другим трубопроводами, містить турбіну внутрішнього згоряння, з'єднану з холодильником.

6. Система по п.5, в якій зазначена турбіна додатково містить компресор, з'єднаний з входом зазначеної турбіни.

7. Система по п.5, в якій вихід зазначеного холодильника з'єднаний з першим складським резервуаром для зберігання зазначених реагентів.

8. Система по п.1, в якій свердловина пробурена до зони розлому гарячої сухої гірської породи.

9. Система по п.1, в якій вихідні продукти є продуктами ендотермічної реакції, отриманими за допомогою ендотермічних реакцій.

10. Система по п.9, в якій ендотермічна реакція є реакцією розкладання води.

11. Система по п.9, в якій пристрій є каталітичним пристроєм.

12. Система по п.11, в якій вказане каталітичне пристрій містить каталізатор, який є проникним як для першого, так і для другого продуктів ендотермічних реакцій, перший пористий канал в зазначеному каталізаторі, призначений для прийому зазначеного першого продукту, другий пористий канал в зазначеному каталізаторі, призначений для прийому зазначеного другого продукту, і селективний матеріал, навколишній вказаний другий пористий канал, причому вказаний селективний матеріал є проникним тільки для зазначеного другого продукту.

13. Система по п.12, в якій вказаний перший пористий канал з'єднаний із зазначеним першим трубопроводом для транспортування зазначеного першого продукту до гирла зазначеної свердловини, а зазначений другий пористий канал з'єднаний з другим трубопроводом для транспортування зазначеного другого продукту до гирла зазначеної свердловини.

14. Система по п.11, в якій вказане каталітичне пристрій містить каталізатор, проникний тільки для першого продукту ендотермічних реакцій, перший пористий канал в зазначеному каталізаторі, призначений для прийому зазначеного першого продукту, щонайменше, один другий пористий канал, з'єднаний із зазначеним каталізатором і призначений для прийому другого продукту ендотермічних реакцій, і селективний матеріал, навколишній вказаний другий пористий канал, причому вказаний селективний матеріал проникний тільки для зазначеного другого продукту.

15. Система по п.11, в якій вказане каталітичне пристрій містить каталізатор, проникний тільки для першого продукту зазначеної ендотермічної реакції, і поворотний канал, який виступає з торця зазначеного каталітичного пристрою, призначений для вилучення решти продуктів зазначеної ендотермічної реакції, причому вказаний поворотний канал непроникний для зазначеного першого продукту.

16. Система по п.1, в якій вихідні продукти є продуктами електрохімічної реакції, отриманими за допомогою електрохімічних реакцій.

17. Система по п.16, в якій електрохімічної реакцією є реакція розкладання води.

18. Система за п. 16, в якій пристрій є електрохімічним пристроєм.

19. Система по п.18, в якій пристрій є термопарою.

20. Система по п.19, в якій зазначена термопара містить перший пористий канал для прийому першого продукту, другий пористий канал для прийому другого продукту і з'єднаний із зазначеним першим пористим каналом, селективний матеріал, навколишній вказаний другий пористий канал, причому вказаний селективний матеріал є проникним тільки для другого продукту, холодний спай, розташований всередині і з'єднаний за допомогою першої шини з поверхнею одного із зазначених першого і другого пористих каналів, гарячий спай, розташований поза вказаними пористих каналів і з'єднаний за допомогою другої шини з поверхнею іншого одного із зазначених першого і другого пористих каналів, причому вказаний холодний спай і зазначений гарячий спай з'єднані за допомогою третьої шини.

21. Система по п.20, в якій холодний спай з'єднаний за допомогою першої шини з поверхнею першого пористого каналу для освіти анода, а гарячий спай з'єднаний за допомогою другої шини з поверхнею другого пористого каналу для освіти катода, причому зазначені спаи забезпечують подачу струму до вказаних першої і другий шинам.

22. Система по п.20, в якій перший і другий пористі канали мають напівкруглу форму поперечного перерізу з плоскими ділянками стінки, які пов'язані один з одним.

23. Система по п.19, в якій зазначена термопара містить перший пористий канал при прийому першого продукту, другий пористий канал для прийому другого продукту і з'єднаний із зазначеним першим пористим каналом, який проникний тільки для першого продукту, і гарячий спай, розташований поза вказаними пористих каналів, причому вказаний гарячий спай має першу шину, яка з'єднана з поверхнею зазначеного другого пористого каналу, і другу шину, яка з'єднана з холодним спаєм, розташованим в гирлі свердловини, при цьому вказаний перший пористий канал має поверхню, яка з'єднана з холодним спаєм, розташованим в гирлі свердловини.

24. Система по п.23, в якій вказаний перший пористий канал з'єднаний з першим трубопроводом для транспортування зазначеного першого продукту до гирла зазначеної свердловини, а зазначений другий пористий канал з'єднаний з другим трубопроводом для транспортування зазначеного другого продукту до гирла зазначеної свердловини.

25. Система по п.19, в якій зазначена термопара має гарячий спай, містить перші Струмонесучі засіб, яке пов'язане з катодом, і друге Струмонесучі засіб, яке пов'язане з холодним спаєм, причому вказаний холодний спай з'єднаний за допомогою третього токонесущего кошти з анодом, а зазначений катод, анод і холодний спай розташовані в гирлі свердловини.

26. Система по п.1, в якій вказаний засіб, поєднане із зазначеним першим і другим трубопроводами, містить тепловиділяючих елемент.

27. Система для захоплення глибинного тепла Землі при використанні ендотермічних реакцій і звільнення тепла в процесі екзотермічних реакцій, що містить свердловину, що має гирлі і забій, пробурену на достатню глибину для захоплення глибинного тепла Землі в процесі ендотермічних реакцій, коли реагенти вводять в зазначену свердловину; першу камеру, розташовану в забої зазначеної свердловини для прийому безлічі реагентів, де зазначені реагенти забезпечують отримання першого продукту і другого продукту; другу камеру, розташовану в забої зазначеної свердловини для прийому зазначеного першого продукту з вказаною першої камери, причому вказаний перший продукт розкладається, забезпечуючи отримання третього, четвертого і п'ятого продуктів, зазначені третій і четвертий продукти транспортують до зазначеної першій камері, а зазначений п'ятий продукт транспортують до гирла зазначеної свердловини; і третю камеру, розташовану в забої зазначеної свердловини для прийому зазначеного другого продукту з вказаною першої камери, причому зазначений другий продукт розкладається, забезпечуючи отримання шостого і сьомого продуктів, вказаний шостий продукт транспортують до зазначеної першій камері, а зазначений сьомий продукт транспортують до гирла зазначеної свердловини .

28. Система по п.27, додатково містить турбіну для прийому зазначених п'ятого та сьомого продуктів для породження екзотермічніреакцій для вироблення електроенергії.

29. Система по п.28, в якій зазначені п'ятий і сьомий продукти є киснем і воднем.

30. Система за п. 27, в якій зазначена турбіна містить турбіну внутрішнього згоряння, з'єднану з холодильником.

31. Каталітичне пристрій для отримання продуктів ендотермічної реакції, що містить каталізатор для активації ендотермічної реакції, причому вказаний каталізатор проникний щонайменше для одного з продуктів ендотермічної реакції; перший і другий пористі канали, що знаходяться в контакті з зазначеним каталізатором для отримання і розподілу першого і другого продуктів ендотермічної реакції; і селективний матеріал, навколишній вказаний другий пористий канал, причому вказаний селективний матеріал проникний тільки для другого продукту.

32. Пристрій за п. 31, в якому зазначені перший та другий пористі канали розташовані в зазначеному каталізаторі.

33. Пристрій за п.31, в якому вказаний перший пористий канал розташований в зазначеному каталізаторі, а зазначений другий пористий канал розташований на периметрі зазначеного каталізатора.

34. Термопара, призначена для вироблення електроенергії за допомогою глибинного тепла Землі зі свердловини, має гирлі і забій, і використовує електроенергію для здійснення електрохімічного процесу, що містить перший спай, що міститься при першій температурі і розташований в забої зазначеної свердловини; другий спай, що міститься при другій температурі, яка менше зазначеної першої температури; Струмонесучі засіб, поєднане із зазначеним першим і другим спаями; в якій вказаний другий спай розташований в першому каналі в забої зазначеної свердловини, вказане Струмонесучі засіб містить шину, яка з'єднує вказаний перший спай з катодом, і іншу шину, яка з'єднує вказаний другий спай з анодом, причому зазначені катод і анод забезпечують здійснення зазначеного електрохімічного процесу.

35. Термопара по п.34, в якій зазначений анод утворений на поверхні зазначеного першого каналу.

36. Термопара по п.34, в якій зазначений катод утворений на поверхні другого каналу в забої зазначеної свердловини.

37. Термопара по п.36, в якій зазначені перший та другий канали мають напівкруглу форму поперечного перерізу з плоскими ділянками стінки, які пов'язані один з одним.

38. Термопара по п.37, в якій вказаний перший і другий канали є пористими і проникними для прийому першого продукту і другого продукту електролізу, відповідно, причому вказаний перший пористий канал проникний тільки для першого продукту.

39. Термопара по п.34, в якій зазначений другий спай розташований в гирлі зазначеної свердловини, а вказане Струмонесучі засіб містить першу шину, яка з'єднує вказаний перший спай із зазначеним другим спаєм, другу шину, яка з'єднує вказаний перший спай з катодом, і третю шину, сполучає вказаний другий спай з анодом.

40. Термопара по п.39, в якій зазначений анод утворений на поверхні першого каналу в забої зазначеної свердловини, а зазначений катод утворений на поверхні другого каналу в забої зазначеної свердловини.

41. Термопара по п.39, в якій зазначені анод і катод розташовані в гирлі зазначеної свердловини.

42. Комбінована турбіна для використання в геотермальної системи (для вироблення електроенергії), в якій глибинне тепло Землі забезпечує отримання першого і другого продуктів в забої свердловини на глибині, на якій зазначеного глибинного тепла Землі досить, щоб викликати ендотермічну реакцію, яка містить турбіну внутрішнього згорання для роздільного прийому зазначених першого і другого продуктів із забою зазначеної свердловини, що приводиться в дію за допомогою енергії, що звільняється в результаті екзотермічної реакції між зазначеними першим і другим продуктами; і холодильник, поєднаний з вказаною турбіною внутрішнього згоряння для конденсації продукту зазначеної екзотермічної реакції для зменшення протитиску на виході зазначеної турбіни внутрішнього згоряння.

43. Комбінована турбіна по п.42, в якій зазначена турбіна внутрішнього згоряння містить компресор, з'єднаний з входом зазначеної турбіни внутрішнього згоряння.

44. Комбінована турбіна по п. 42, в якій продукти приймаються зазначеної турбіною, перетворюючої водень і кисень в водяну пару.

45. Комбінована турбіна по п.42, в якій зазначений холодильник перетворює вказаний водяна пара в рідку воду і повертає цю рідку воду в систему.

46. ​​Спосіб захоплення глибинного тепла Землі для вироблення електроенергії, який передбачає введення реагенту в свердловину, причому зазначена свердловина має достатню глибину, щоб захоплювати глибинне тепло Землі за допомогою термічних реакцій; здійснення термічної реакції у зазначеній свердловині при використанні зазначеного реагенту; і повернення продуктів зазначеної термічної реакції до поверхні зазначеної свердловини, причому зазначені продукти генерують електроенергію в процесі екзотермічних реакцій.

47. Спосіб за п.46, в якому продукти є продуктами ендотермічної реакції, отриманими за допомогою ендотермічних реакцій.

48. Спосіб за п.46, в якому продукти є продуктами електрохімічного процесу, отриманими за допомогою електролізу.

49. Система для захоплення і застосування глибинного тепла Землі при використанні ендотермічних реакцій і звільнення цього тепла в процесі екзотермічних реакцій для вироблення електроенергії, що містить свердловину, що має гирлі і забій, причому зазначена свердловина пробурена на достатню глибину для захоплення достатнього глибинного тепла Землі, щоб активувати зазначені ендотермічні реакції; каталітичне пристрій, розташоване в забої зазначеної свердловини, причому вказане каталітичне пристрій призначений для отримання і розподілу продуктів зазначених ендотермічних реакцій; засіб для подачі води з гирла зазначеної свердловини до зазначеного каталітичного пристрою; першу камеру в зазначеному каталітичному пристрої, що має стінки, які по суті проникні для першого продукту зазначеної ендотермічної реакції і по суті непроникні для другого продукту зазначеної ендотермічної реакції; другу камеру в зазначеному каталітичному пристрої, що має стінки, які по суті проникні для зазначеного другого продукту зазначеної ендотермічної реакції; перший і другий трубопроводи, відповідно з'єднані з зазначеними першої і другої камерами, для транспортування продуктів ендотермічної реакції до гирла зазначеної свердловини, причому високий тиск у зазначеній свердловині на глибині зазначеного каталітичного пристрою використовують для примусової подачі зазначених продуктів через вказане каталітичне пристрій і за вказаними першому і другого трубопроводах до гирла зазначеної свердловини; і комбіновану турбіну, з'єднану з зазначеними першим і другим трубопроводами для використання зазначених продуктів ендотермічних реакцій для породження екзотермічніреакцій для вироблення електроенергії.

50. Система для захоплення глибинного тепла Землі при використанні ендотермічних реакцій, що містить свердловину, що має гирлі і забій, причому зазначена свердловина пробурена на достатню глибину для захоплення глибинного тепла Землі за допомогою ендотермічних реакцій при подачі реагентів в зазначену свердловину; каталітичне пристрій, розташоване в забої зазначеної свердловини, причому вказане каталітичне пристрій призначений для отримання і розподілу продуктів зазначених ендотермічних реакцій; трубопровід для транспортування продуктів ендотермічної реакції до гирла зазначеної свердловини; і засіб, поєднане із зазначеним трубопроводом для застосування продуктів ендотермічної реакції.

51. Система для захоплення і застосування глибинного тепла Землі при використанні електролізу і звільнення тепла в процесі екзотермічних реакцій для вироблення електроенергії, що містить свердловину, що має гирлі і забій, причому зазначена свердловина пробурена на достатню глибину для захоплення достатнього глибинного тепла Землі, щоб активувати процес зазначеного електролізу; термопару, розташовану в забої зазначеної свердловини, причому зазначена термопара призначена для отримання і розподілу продуктів зазначеного електролізу; засіб для подачі води з гирла зазначеної свердловини до зазначеної термопарі; першу камеру в зазначеній термопарі, що має стінки, які по суті проникні для першого продукту зазначеного електролізу і по суті непроникні для другого продукту зазначеного електролізу; другу камеру в зазначеній термопарі, що має стінки, які по суті проникні для зазначеного другого продукту зазначеного електролізу; перший і другий трубопроводи, відповідно з'єднані з зазначеними першої і другої камерами, для транспортування зазначених продуктів електролізу до гирла зазначеної свердловини, причому високий тиск у зазначеній свердловині на глибині зазначеної термопари використовують для примусової подачі зазначених продуктів через зазначену термопару і за вказаними першому і другому трубопроводах до гирла зазначеної свердловини; і комбіновану турбіну, з'єднану з зазначеними першим і другим трубопроводами для використання зазначених продуктів електролізу для породження зазначених екзотермічніреакцій для вироблення електроенергії.

52. Система для захоплення глибинного тепла Землі при використанні ендотермічного процесу, яка містить свердловину, що має гирлі і забій, причому зазначена свердловина пробурена на достатню глибину для захоплення глибинного тепла Землі за допомогою електрохімічного процесу при подачі в забій зазначеної свердловини щонайменше однієї хімічної сполуки, яка піддається електрохімічного розкладання; термопару, щонайменше частково розташовану в зазначеній свердловині, причому зазначена термопара призначена для отримання і розподілу продуктів електролізу зазначеного хімічної сполуки, яка піддається електрохімічного розкладання; Щонайменше один трубопровід для транспортування продуктів електрохімічного процесу до гирла зазначеної свердловини; і засіб, з'єднані з зазначеним трубопроводом, для застосування зазначених продуктів електрохімічного процесу.

53. Система для захоплення глибинного тепла Землі для вироблення електроенергії, що містить свердловину, що має гирлі і забій, причому зазначена свердловина пробурена на достатню глибину для захоплення глибинного тепла Землі; термопару, щонайменше, частково розташовану в зазначеній свердловині, причому зазначена термопара призначена для вироблення електроенергії з зазначеного глибинного тепла Землі; і засіб, поєднане із зазначеним електрохімічним пристроєм (термопарою) для подачі електроенергії.

54. Система по п.53, в якій вказане електрохімічний пристрій містить анод і катод, з'єднані для вироблення зазначеної електроенергії.

55. Система по п.54, в якій вказаний засіб містить електричні шини, з'єднані з анодом і катодом, для передачі електроенергії.

Версія для друку
Дата публікації 10.01.2007гг

НОВІ СТАТТІ ТА ПУБЛІКАЦІЇ
	Технологія виготовлення універсальних муфт для бесварочного, безрезьбовиє, бесфлянцевого з'єднання відрізків труб в трубопроводах високого тиску (мається відео)
	Технологія очищення нафти і нафтопродуктів
	Про можливість переміщення замкнутої механічної системи за рахунок внутрішніх сил
	Світіння рідини в тонких діелектричних каналох
	Взаємозв'язок між квантової і класичної механікою
	Міліметрові хвилі в медицині. Новий погляд. ММВ терапія
	магнітний двигун
	Джерело тепла на базі нососних агрегатів