Descrizione del progetto
Verso un’applicazione geotermica completamente efficiente
Gli scambiatori di calore svolgono un ruolo essenziale all’interno delle centrali geotermiche. La loro manutenzione è costosa e sono vulnerabili alla corrosione, specialmente nel caso del ciclo Rankine a fluido organico. I materiali anticorrosivi alternativi esistenti sono negativi per le prestazioni degli scambiatori di calore e richiedono un aumento delle dimensioni degli stessi. Il progetto GeoHex, finanziato dall’UE, sosterrà lo sviluppo di nuovi materiali per uso geotermico. Utilizzando come base l’acciaio al carbonio a basso costo, la superficie del materiale verrà modificata con rivestimento nano poroso e il lato esposto all’acqua salina avrà (mediante un metodo senza elettrolisi) un rivestimento duplex Ni-P/Ni-P-PTFE. Questi rivestimenti conferiranno agli scambiatori di calore proprietà disincrostanti, anticorrosione e di trasferimento del calore potenziate che miglioreranno notevolmente le loro prestazioni, efficienza e costi nei sistemi di cicli Rankine a fluido organico.
Obiettivo
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.
Campo scientifico
Parole chiave
Programma(i)
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Invito a presentare proposte
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H2020-LC-SC3-2019-RES-TwoStages
Meccanismo di finanziamento
RIA - Research and Innovation actionCoordinatore
CB21 6AL Cambridge
Regno Unito