Дослідження нового кожухотрубного теплообмінника для використання в системах геотермального теплопостачання

Анотація

Анотація. Геотермальні ресурси є практично невичерпним екологічно чистим джерелом відновлюваної енергії. В Україні є великі запаси гарячих термальних вод, які практично не використовуються для потреб теплоенергетики. В Україні переважна більшість родовищ геотермальних ресурсів відносяться до високомінералізованих, де вміст мінеральних сполучень в підземних водах перевищує 40 г/л, а на деяких родовищах досягає 150 - 300 г/л. Враховуючи екологічний аспект, єдино прийнятним варіантом використання таких вод є створення геотермальних циркуляційних систем зі зворотнім закачуванням відпрацьованого геотермального флюїду у водоносний пласт. Однією з технічних проблем, що перешкоджають широкому застосуванню технології вилучення теплової енергії з нагрітих високомінералізованих розсолів, є інтенсивне солевідкладення в теплообмінному обладнанні. Негативний вплив процесу відкладення солей на теплообмінній поверхні полягає в збільшенні термічного опору, що призводить до погіршення теплових характеристик теплообмінника. Ефективним шляхом вирішення проблеми солевідкладення в теплообмінних апаратах, призначених для експлуатації в системах геотермального теплопостачання, є застосування трубчастих теплообмінників з профільованими трубами, які можуть істотно знизити темп відкладення солей на теплообмінних поверхнях і одночасно інтенсифікувати теплообмін за рахунок штучної турбулізації пристінного шару потоку теплоносія. В ІТТФ НАН України проведені дослідження і пропонується перспективна конструкція теплообмінника для геотермальних теплових пунктів, в якому в якості теплообмінних елементів використовуються тонкостінні гнучкі нержавіючі профільовані труби з можливістю працювати з високомінералізованими розчинами (298 г/л). Проведені експериментальні дослідження показали, що використання теплообмінних апаратів на основі профільованих  труб у системах геотермального теплопостачання дозволить забезпечити довготривалу роботу теплообмінних апаратів без проведення додаткових заходів з очищення поверхонь.

Ключові слова: трубчастий теплообмінник, гофровані труби, коефіцієнт теплопередачі, геотермальний флюїд, солевідкладення