Wärmetauscher

Da der Wärmetauscher das Herzstück des Tiefenwärmekraftwerks ist, wurde auf die Dimensionierung grossen Wert gelegt. Die Auslegung des Wärmetauschers wurde vom ITW der Uni Stuttgard, (ITW; Mohammadi, Dr., Malayeri, Dr., 2012) gemacht.
Neben den Wärmeflüssen haben die Eigenschaften des Wassers, die Aggregatszustände, die Wärmeübertragung und die Druckverluste einen grossen Einfluss. Das Modell beinhaltet einen Betriebsdruck von 30 Bar, was der Turbine von Siemens (Siemens, 2012) entspricht. Weiter sind Stahlrohre mit Kalkablagerungen berücksichtigt. Folgende Parameter wurden berücksichtigt:

Dimensionierung

Eigenschaften des Wassers

Betriebszustände

Wärmeübertragung

Druckverlust

Der Wärmetauscher muss eine Grösse von 528 km³ haben. Er kann in Form eines Quaders oder eines Zylinders sein. Selbstverständlich muss er sehr tief sein, da dort die geforderten Temperaturen von 300° C für die Dampferzeugung herrschen. Folgende quadratischen und zylindrischen Berechnungen gehen von einer Wärmetauscherdicke von 2'000 Metern aus.

Berechnung Quader:
V = L X B x H
528 km³ = 16 km x 16 km x 2 km

⇒ Quader mit den Massen: Länge 16 km, Breite 16 km, Höhe 2 km

Berechnung Zylinder:
V = r² * π * H
528 km³ = 9² km² * 3.14 * 2 km

⇒ Zylinder mit den Massen: Durchmesser 18 km, Höhe 2 km

Berechnung Kugel (als Gedankenspiel):
V = 4/3 * π * r³
528 km³ = 4/3 * 3.14 * 5³ km³

⇒ Kugel mit einem Durchmesser; 10 km (mit dieser Anordnung würden die Slim Holes ab 5 km bis 15 km Tiefe gehen - und der Tiefenschacht nur bis 5 km und keine Stollen benötigt).

Berechnung Halbkugel (als Gedankenspiel; dies würde sich mit Bohrungen nicht erschliessen lassen):
V = 2/3 * π * r³
528 km³ = 2/3 * 3.14 * 6,3³ km³

⇒ Halbkugel mit einem Radus; 6,3 km (mit dieser Anordnung würden die Slim Holes bis 16 km tiefe gehen).