| 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) | |||
Навігація: => |
На головну / Каталог патентів / В розділ каталогу / Назад / |
|
ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2032082
СОНЯЧНА МОДУЛЬНА ЕНЕРГЕТИЧНА УСТАНОВКА
Ім'я винахідника: Волков Е.П .; Циклаурі Г.В .; Колтун М.М .; Рзаєв О.І .; Кабаков В.І .; Філатов Л.Л .; Додонов Л.Д .; Кохова І.І.
Ім'я патентовласника: Товариство з обмеженою відповідальністю "Ді Сі Ді"
Адреса для листування:
Дата початку дії патенту: 1990.02.23
Використання: в геліоенергетики, на сонячних електростанціях для комбінованого виробництва теплової та електричної енергії. Суть винаходу: насичений пар, що генерується в приймачах 4 сонячного випромінювання парогенератора, розділеного на економайзерную 1 і випарну 2 поверхні теплообміну, направляється в парожідкостная сепаратор 5, з якого суху насичену пару подається або безпосередньо в турбіну 8, або через пароперегревательной поверхню 6 теплообміну з топлівоподводом . Отримана в сепараторі 5 насичена рідина запасається в баку 7 і може бути використана для отримання пара для забезпечення роботи станції при відсутності сонячної інсоляції або з іншою метою. Установка може постачати споживачам теплової енергії, що відпускається через водо-водяний теплообмінник 16, пов'язаний з баком 7, і через газо-водяний теплообмінник 17, Утилітарист тепло відхідних газів пароперегрівача 6. Електроенергія, що виробляється фотоелектричними перетворювачами 18, використовується для покриття власних потреб станції, в тому числі при запуску, що забезпечує її автономність. Підігрівач 21, який є системою охолодження фотоелектричних перетворювачів 18, може заміщати регенеративні підігрівачі 11, збільшуючи вироблення енергії.
ОПИС ВИНАХОДИ
Винахід відноситься до геліотехніці, зокрема до установок для перетворення сонячної енергії в електричну і для теплопостачання.
Відома сонячна одноконтурна пароводяна установка з центральним приймачем сонячного випромінювання, встановленим на башті, і оточуючим його полем плоских геліостатів. Насичена пара, що отримується в приймальнику - сонячному парогенераторі, надходить в пароводяної акумулятор і заряджає його. Коли параметри пара в акумуляторі досягнутий робочих, відкривається відповідна арматура, і сухий насичений пар надходить в паротурбінну частина установки, після чого живильна вода знову подається на вхід приймача-парогенератора (Ахмедов Р. Б., Баум І.В., пожежної В.А . і ін. Сонячні електричні станції. Підсумки науки і техніки. сер. Геліоенергетика, М .: ВІНІТІ, 1986, т.1, С.52-54).
Недоліками такої установки є складна АСУ поля геліостатів і високі витрати електроенергії на управління полем за рахунок індивідуального наведення великої кількості геліостатів за двома координатним осях, велика тривалість періоду запуску через попереднього заряду пароводяного акумулятора і низький ККД паротурбінного циклу через роботу на насиченому парі .
Відома сонячна модульна двоконтурна енергетична установка з Параболоциліндричні концентраторами сонячної енергії. У першому контурі установки, що містить поле Параболоциліндричні концентраторів з приймачами сонячного випромінювання, паралельно підключений до поля концентраторів газовий котел-дублер і проміжні теплообмінники, циркулює однорідний теплоносій (органічна рідина), який віддає тепло води та водяної пари другого контуру. У ньому енергія пари перетворюється в електричну в звичайному паротурбінному циклі. Передбачена і можливість проміжного перегріву пара високотемпературних теплоносієм в спеціальному теплообміннику.
Недоліками цієї установки є велика тривалість часу запуску через необхідність попереднього розігріву великої маси теплоносія, що міститься в проміжних теплообмінниках і приймачах випромінювання, зниження ККД циклу внаслідок обмежень максимальної температури теплоносія (до 400 ° С) відповідно до технології його експлуатації і підвищені витрати енергії на прокачку теплоносія через його високої в'язкості.
Мета винаходу - підвищення ефективності використання сонячної енергії та забезпечення автономного запуску установки.
На кресленні наведена схема сонячної модульної енергетичної установки.
Установка містить парогенератор, що складається з економайзерной 1, испарительной 2 поверхонь теплообміну, виконаних у вигляді полів Параболоциліндричні модульних концентраторів 3 з приймачами 4 сонячного випромінювання. Вихід з випарної поверхні 2 теплообміну з'єднаний зі входом бака-сепаратора, конструктивно виконаного з сепаратора 5, вихід за пару якого з'єднаний зі входом пароперегревательной поверхні (пароперегрівача) 6 теплообміну парогенератора з топлівоподводом, і бака 7 - акумулятора гарячої води, з'єднаних між собою як по пару, так і по рідини. Парогенератор, що складається з поверхонь теплообміну 1, 2 і 6, послідовно з'єднаний з турбіною 8, конденсатором 9 і системою подачі живильної води з послідовно розміщеними в ній конденсатні насосом 10, регенеративними підігрівниками 11 низького тиску, деаератором 12, живильним насосом 13 і регенеративними підігрівниками 14 високого тиску. Вихід по воді бака 7 підключений до системи подачі живильної води за деаератором 12. На одному валу з турбіною 8 знаходиться генератор 15. Водяний обсяг бака 7 з'єднаний зі входом водоводяного теплообмінника 16 системи теплопостачання, вихід по воді з якого підключений до деаератора 12. вихід по димових газах пароперегревательной поверхні 6 з'єднаний з газоводяного теплообмінником 17 системи теплопостачання. Система фотоелектричних перетворювачів (ФЕП) 18, встановлених в Параболоциліндричні концентратори 19 сонячного випромінювання, аналогічних за конструкцією концентраторів 3, електрично з'єднана з інвертором 20. Підігрівач 21 живильної води, що є одночасно системою охолодження ФЕП 18, підключений до системи подачі живильної води паралельно підігрівнику 11 низького тиску. До виходу конденсатного насоса 10 підключений бак 22 холодної води, на виході з якого встановлено додатковий циркуляційний насос 23, вихід з якого з'єднаний зі входом підігрівача 21 живильної води. Сполучні трубопроводи установки забезпечені регулюючими і запірними вентилями 24-39.
СОНЯЧНА МОДУЛЬНА ЕНЕРГЕТИЧНА УСТАНОВКА працює наступним чином
При нормальному рівні сонячної інсоляції протягом дня живильна вода з системи подачі живильної води надходить на вхід економайзерной 1, а потім испарительной 2 поверхонь теплообміну парогенератора. Виходить з випарника насичений пар, що має масове паровміст від 0,5 до 0,9 (в залежності від рівня сонячної інсоляції), надходить в сепаратор 5, де відбувається поділ пара і знаходиться в ньому насиченою рідини. Отсепарирован суху насичену пару по лінії з відкритими вентилями 25 і 27 подається в пароперегревательной поверхню 6 теплообміну парогенератора, де доводиться до необхідних параметрів. Як паливо в пароперегрівачі 6 використовується природний газ з максимальною температурою продуктів згоряння 500-700 о С, що дозволяє знизити до мінімуму шкідливі викиди. Тепло газів, що мають 400-450 о С, утилізується в газо-водяному теплообміннику 17 системи теплопостачання, після чого йдуть гази з температурою менше 120 о С викидаються в атмосферу. Насичена рідина з сепаратора 5 по лінії з вентилем 24 запасається в баку 7, службовцям в якості акумулятора гарячої води. Підживлення контуру для заповнення води, що запасається в баку 7, здійснюється з бака 22 холодної води, яка подається насосом 23 по лінії з відкритим вентилем 39, вентиль 38 при цьому закритий. Одночасно з генератором 15 вироблення електроенергії здійснюють ФЕП 18, перетворюють зібране концентраторами 19 сонячне випромінювання безпосередньо в постійний струм, який після перетворення в инверторе 20 в ток промислових параметрів може бути використаний на власні потреби установки, або відданий в електричну мережу. Оскільки ФЕП 18 ефективно працюють при нагріванні їх до температури не вище 75-80 ° С і мають ККД перетворення не більше 20%, вони охолоджуються живильною водою і служать, таким чином, підігрівачем 21 живильної води. При цьому підігрівач 21 при відкритих вентилях 32 і 34 і закритих вентилях 33 і 35 заміщає підігрівачі 11 низького тиску, збільшуючи пропуск пари через турбіну 8 і, отже, вироблення електроенергії. У такому режимі роботи установка має максимальну потужність.
При необхідності зниження електричної потужності (наприклад, в період денного мінімуму навантаження) пароперег- реватель 6 відключається, вентиль 27 закривається, вентиль 28 відкривається, і в турбіну 8 подається сухий насичений пар, що знижує її потужність. У цьому випадку надмірна кількість гарячої води з бака 7 використовується для теплопостачання. Вода по лінії з відкритим вентилем 29 подається в водо-водяний теплообмінник 16 системи теплопостачання, де віддає тепло мережевій воді, а потім скидається в деаератор 12.
Вечірньої пори при зниженому рівні сонячної інсоляції відкривається вентиль 30, і гаряча вода з бака 7 подається на вхід живильного насоса 13, збільшуючи температуру живильної води на вході в економайзер 1, що дозволяє підтримувати витрата пара через турбіну 8 на заданому рівні.
При відсутності сонячної інсоляції (в період короткочасної хмарності або в нічний час) харчування паром турбіни 8 здійснюється від бака 7. При цьому вентилі 24 і 25 закриваються, а за допомогою вентиля 26 тиск редукується таким чином, що виходить суху насичену пару певних параметрів. Шляхом перемикання вентилів 27 і 28 цього пар може подаватися або безпосередньо в турбіну 8, або через пароперегрівача 6 в залежності від необхідної потужності генератора 15. При цьому конденсат насосом 10 по лінії з відкритим вентилем 38 запасається в баку 22. Регенеративні підігрівачі 11 і 14 в такому режимі відключені, що сприяє додатковому виробленні електроенергії. При необхідності і достатньої ємності бака 7 можливий відпуск теплової енергії з використанням або газо-водяного теплообмінника 17 (при працюючому пароперегрівача), або водо-водяного теплообмінника 16.
У ранкові години запуск установки здійснюється наступним чином.
Після закінчення роботи установки у вечірній або нічний час концентратори 19 ФЕП 18 орієнтуються у напрямку сходу сонця. Тому вранці ФЕП 18 відразу починають виробляти електроенергію, яка витрачається на власні потреби установки, в тому числі на привід насосів 10 і 13 і функціонування системи орієнтації концентраторів 3 економайзерной 1 і испарительной 2 поверхонь теплообміну. Крім того, що залишилася в баку 7 вода, що має температуру близько 150 ° С, яка вже не може бути використана для отримання пара робочих параметрів, використовується при прогріванні установки перед запуском. Для цього гаряча вода з бака 7 по лініях з відкритими вентилями 30 і 37 при закритому вентилі 36 насосом 13 подається в економайзер і випарник, потім в сепаратор 5 і по лінії з відкритим вентилем 24 повертається в бак 7. Пар з тиском 0,5- 0,6 МПа, що отримується з бака 7, нагрівається в пароперегрівачі 6 і направляється на прогрів турбіни 8. Така послідовність дій дозволяє істотно скоротити час запуску установки і забезпечити його повну автономність.
Використання підігрівача 21 живильної води, службовця системою охолодження ФЕП 18 і заміщає підігрівач 11, в більшості перерахованих вище режимів дозволяє підвищити ефектив- ність використання сонячної енергії та виробити додаткову кількість електроенергії. Бак 7 з запасом гарячої води, що накопичується при високому рівні сонячної інсоляції, використовується для підживлення парогенератора при зниженій інсоляції і для цілей теплопостачання, що і підвищує ефективність використання сонячної енергії. Загальний ККД електростанції істотно підвищується.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
СОНЯЧНА МОДУЛЬНА ЕНЕРГЕТИЧНА УСТАНОВКА, що включає послідовно з'єднані в паросиловому контурі парогенератор з економайзером, испарительной і пароперегревательной поверхнями теплообміну, турбіну з генератором і конденсатором, а й систему подачі живильної води з послідовно розміщеними в ній регенеративним підігрівачем низького тиску, дозатором і поживним насосом, при цьому економайзерная і испарительная поверхні теплообміну виконані у вигляді параболоцілінріческіх модульних концентраторів, а пароперегревательной - з топлівоподводом, що відрізняється тим, що, з метою підвищення ефективності та забезпечення автономного запуску, вона додатково забезпечена баком-сепаратором і підігрівачем живильної води, при цьому останній виконаний у вигляді Параболоциліндричні модульних концентраторів з розміщеними в них фотоелектричними перетворювачами і підключений до системи подачі живильної води паралельно підігрівнику низького тиску, а бак-сепаратор розміщений між испарительной і пароперегревательной поверхнями теплообміну і підключений входом до виходу з випарної поверхні теплообміну, виходом по пару - до пароперегревательной поверхні теплообміну, а виходом по воді - до системи подачі живильної води за деаераторів.
Версія для друку
Дата публікації 12.01.2007гг
Коментарі
Коментуючи, пам'ятайте про те, що зміст і тон Вашого повідомлення можуть зачіпати почуття реальних людей, проявляйте повагу та толерантність до своїх співрозмовників навіть у тому випадку, якщо Ви не поділяєте їхню думку, Ваша поведінка за умов свободи висловлювань та анонімності, наданих інтернетом, змінює не тільки віртуальний, але й реальний світ. Всі коменти приховані з індексу, спам контролюється.