Opis projektu
Dążenie do pełnej sprawności źródeł geotermalnych
Wymienniki ciepła odgrywają kluczową rolę w elektrowniach geotermalnych, jednak ich utrzymanie jest niezwykle kosztowne, a ponadto są one bardzo podatne na korozję, zwłaszcza w przypadku rozwiązań wykorzystujących organiczny cykl Rankine’a. Wykorzystanie istniejących alternatywnych materiałów niekorodujących wpływa negatywnie na sprawność wymienników i wymaga zwiększenia ich rozmiarów. Uczestnicy finansowanego przez Unię Europejską projektu GeoHex zajmą się opracowaniem nowatorskich materiałów na potrzeby zastosowań w energetyce geotermalnej. Wykorzystując tanią stal węglową jako podstawę rozwiązania, badacze zamierzają wykorzystać porowate nanopowłoki na powierzchni materiału, natomiast boki wystawione na działanie solanki zostaną pokryte podwójną powłoką Ni-P/Ni-P-PTFE przy użyciu metody bezprądowego powlekania. Dzięki tym powłokom, wymienniki ciepła będą odporne na kamień i korozję, a jednocześnie poprawie ulegną ich właściwości w zakresie transferu ciepła, co znacznie poprawi ich sprawność i osiągi, prowadząc do obniżenia kosztów rozwiązań opartych na organicznym cyklu Rankine’a.
Cel
Heat exchangers (HXs) are the most critical components of a geothermal power plant specially for organic Rankine cycle (ORC) based plant and the capital cost of heat exchanger accounts for a large proportion of ORC, and even reaches about 86% when air cooled condenser is used. Direct heat exchangers (e.g. geothermal brine to district heating) and ORC HXs such as superheater, preheater, evaporator are in direct contact with the geothermal brine, causing scaling and corrosion at different extent based on the thermophysical condition and chemical composition of the geofluid. To handle corrosion, expensive materials are recommended, but due to lower thermal conductivity and degraded performance over time compel to increases the size of the HXs. Hence, improvements in the antiscaling and anticorrosion properties as well as heat transfer performance of the HX material will lead to smaller, more efficient and less costly systems.
GeoHex will rely on the use low cost carbon steel as base material for HX. Through modifying the surface with nano porous coating and controlling the surface chemistry (along with the surface structure), GeoHex will significantly improve the heat transfer performance of single phase and phase change heat transfer process respectively. To attribute the antiscaling and anticorrosion properties, the brine side of the surface will be Ni-P/Ni-P-PTFE duplex coated by electroless method.
GeoHex will significantly reduce the cost of ORC plant while lowering the environmental impact. The technology concept can be exploited to build cost efficient HXs for solar thermal energy, heat pumps, absorption chiller, geothermal energy-based district heating cooling system. GeoHex enabled ORC plant, heat pumps and absorption chiller can be used for waste heat recovery application. Hence, GeoHex will significantly contribute to enhance the energy security, decarbonise the economy, establish the EU leadership on renewables.
Dziedzina nauki
Słowa kluczowe
Program(-y)
Zaproszenie do składania wniosków
Zobacz inne projekty w ramach tego zaproszeniaSzczegółowe działanie
H2020-LC-SC3-2019-RES-TwoStages
System finansowania
RIA - Research and Innovation actionKoordynator
CB21 6AL Cambridge
Zjednoczone Królestwo