Przedmiotem niniejszego wynalazku jest sposób akumulowania energii i odzyskiwania jej w elek¬ trowniach turbogazowych oraz urzadzenie do sto¬ sowania tego sposobu, polegajacego na magazyno¬ waniu powietrza pod cisnieniem w zbiorniku pod¬ wodnym lub podziemnym i odzyskiwaniu w ten syosób zakumulowanej energii w czasie szczyto¬ wego obciazenia elektrycznego, przy pracy turbi¬ ny gazowej, pobierajacej sprezone powietrze ze zbiornika.Istota wynalazku polega na tym, ze zmagazy¬ nowane w zbiorniku sprezone powietrze dopro¬ wadza sie do komory spalania turbiny gazowej tylko w ilosci niezbednie potrzebnej do procesu prawidlowego spalania paliwa, a spaliny wytwo¬ rzone w komorze spalania schladza sie do wyma¬ ganej przez turbine gazowa temperatury przez zmieszanie ich z innym czynnikiem schladzaja¬ cym, którym moze byc na przyklad para wodna.Cieplo uzyskiwane ze schladzania sprezonego powietrza jest równiez akumulowane przez zgro¬ madzenie w zbiorniku wody, podgrzanej w chlod¬ nicach sprezarki; to zakumulowane cieplo wyko¬ rzystuje sie nastepnie w turbinie gazowej, do któ¬ rej doprowadza sie spaliny wytworzone w ko¬ morze spalania, zmieszane z czynnikiem schla¬ dzajacym — goraca woda ze zbiornika lub para wytworzona z tej wody w kotle, wykorzystuja¬ cym cieplo gazów wylotowych z turbiny gazowej.W dotychczas znanych sposobach akumulowania 2 energii oraz odzyskiwania jej w elektrowniach turbogazowych, spaliny, wytworzone w komorze spalania, sa schladzane powietrzem, co wymaga budowy zbiornika powietrza o cisnieniu 10 lub 5 wiecej atmosfer, o bardzo duzej pojemnosci, od¬ powiadajacej zuzyciu powyzej 5 Nm3 powietrza na 1 kWh energii, produkowanej przez turbine gazowa w jednym cyklu pracy.Sposób wedlug wynalazku pozwala na zasto- io sowanie kilkakrotnie mniejszego zbiornika na sprezone powietrze w porównaniu z innymi zna¬ nymi sposobami dla tej samej mocy elektrycznej turbozespolu gazowego i tego samego rezimu jego pracy. 15 Sposób akumulowania energii w elektrowniach turbogazowych i odzyskiwania jej oraz urzadzenie do stosowania tego sposobu przykladowo przed¬ stawione sa na schematycznym rysunku, na któ¬ rym fig. 1, 2 i 3 pokazuja trzy odmiany urzadzen 20 do stosowania sposobu wedlug wynalazku.Zbiornik do magazynowania sprezonego po¬ wietrza przedstawiono na nim jako zbiornik pod¬ wodny, usytuowany na dnie morza, jeziora natu¬ ralnego lub sztucznego na odpowiedniej glebo- 25 kosci.W czasie malego obciazenia elektrycznego ge¬ nerator 1 pracuje jako silnik synchroniczny, po¬ biera energie elektryczna z sieci i napedza spre¬ zarke 2. W tym czasie turbina gazowa 3 jest , 30 odlaczona od generatora za pomoca sprzegla 5738757387 rozlacznego 4; Drugi generator 5 jest trwale pola¬ czony z turbina za pomoca sprzegla nierozla¬ cznego 6. ' Sprezarka zasysa powietrze z otoczenia i do¬ prowadza je przez chlodnice miedzystopniowa 7, chlodnice sprezonego powietrza 8 i przez prze¬ wód 9 do podwodnego zbiornika na sprezone powietrze 10. Zbiornik 10 na sprezone powietrze posiada u dolu polaczenie z otaczajaca go woda i panuje w nim cisnienie, równe wysokosci slupa "- Nfpdy H miedzy zwierciadlem wody w zbiorniku V"r' 1? a zwierciadlem wody otaczajacej zbiornik 10: cisnienie to zmienia sie nieznacznie wraz ze zmiana wysokosci H w czasie napelniania lub oprózniania zbiornika.Woda przeznaczona do zasilania kotla 11 jest doprowadzona do chlodnicy miedzystopniowej 7 i chlodnicy sprezonego powietrza 8, gdzie sie pod¬ grzewa i nastepnie przeplywa do bezcisnieniowego zbiornika goracej wody 12, w którym gromadzi sie odpowiedni zapas wody goracej na okres pracy szczytowej elektrowni.W czasie szczytowego obciazenia elektrycznego nastepuje odzyskanie energii, zakumulowanej w sprezonym powietrzu i w wodzie goracej, przez uruchomienie turbiny gazowej 3 i kotla 11. Do komory spalania 13 doplywa wtedy sprezcne po¬ wietrze ze zbiornika podwodnego 10. Gorace spa¬ liny wytworzone w komorze spalania 13 schla¬ dzaja sie do wymaganej przez turbine gazowa temperatury przez zmieszanie ich z para doply¬ wajaca przez przewód 14 z kotla 11, który jest w tym czasie zasilany goraca woda ze zbiornika 12, tloczona przez pompe zasilajaca 15.W tym czasie moze pracowac równiez dodat¬ kowe palenisko 16, do którego jestN doprowadzone powietrze za pomoca wentylatora 17 oraz paliwo, o ile cieplo gazów wylotowych z turbiny gazowej nie wystarczy na wytworzenie w kotle 11 potrzeb¬ nej ilosci jary wodnej. Sprezarka 2 w tym okre¬ sie mocy nie pobiera, gdyz jest odlaczona od ! turbiny gazowej 3 za pomoca sprzegla rozlacznego 4, a turbina gazowa poprzez sprzegla 4' i 6 nape- i dza generatory elektryczne 1 i 5.W okresie rozruchu turbiny gazowej, gdy nie ma jeszcze wystarczajacych ilosci pary z kotla 11, mozna pobierac ze zbiornika podwodnego 10 wiek¬ sze ilosci powietrza i chlodzic nim równiez spaliny.Na schematycznym rysunku Fig. 2 jest przed¬ stawiona przykladowo odmiana urzadzenia do stosowania sposobu akumulowania energii oraz odzyskiwania jej w elektrowniach turbogazowych, w której zastosowano cisnieniowy zbiornik gora¬ cej wody 18, umozliwiajacy — w porównaniu ze zbiornikiem bezcisnieniowym — zmagazynowanie tej samej ilosci ciepla w mniejszej pojem¬ nosci.W tym rozwiazaniu sprezarka 19 nie posiada chlodzenia powietrza w chlodnicy miedzystopnio¬ wej. Sprezone powietrze doplywa przewodem 20 do chlodnicy sprezonego powietrza 21, po czym przez przewód 9 przeplywa do zbiornika sprezo¬ nego powietrza 10.Woda przeznaczona do zasilania kotla 11 do¬ plywa do chlodnicy sprezonego powietrza 21 prze¬ wodem 22. Po podgrzaniu sie w chlodnicy woda przeplywa przewodem 23 do cisnieniowego zbiór- y nika goracej wody 18, posiadajacego polaczenie 5 z przestrzenia powietrzna chlodnicy 21 za pomoca przewodu 24.W czasie szczytowej pracy elektrowni kociol 11 jest zasilany, podobnie jak w rozwiazaniu wedlug Fig. 1, goraca woda zasilajaca, lecz o wyzszej li temperaturze, tloczona przez pompe wody zasi¬ lajacej 15, Na schematycznym rysunku Fig. 3. zostala przedstawiona przykladowo odmiana urzadzenia do stosowania sposobu majaca zastosowanie 15 w przypadku istnienia zapory wodnej 25, spie¬ trzajacej wode; zastosowano w tym przypadku cisnieniowy zbiornik goracej wody 26, zabudo¬ wany w zbiorniku sprezonego powietrza 10 i po¬ laczony z nim w górnej swej czesci dla umozli- 20 wienia swobodnego przeplywu powietrza miedzy zbiornikami. W tym rozwiazaniu cisnieniowy zbiornik goracej wody 26 ma cienkie scianki, majace po obu stronach wyrównane cisnienie.Sposób akumulowania energii oraz odzyskiwa- 25 nia jej w elektrowniach turboaazowych, bedacy przedmiotem niniejszego wynalazku, umozliwia elastyczna prace zarówno trubiny gazowej, jak i kotla parowego, pozwala na latwe uruchomie¬ nie turbiny gazowej ze stanu zimnego i na obcia- 30 zenie generatora do okolo polowy jego mocy znamionowej w ciagu kilku minut. Zasilanie ko¬ tla goraca woda ma wplyw na przyspieszenie produkcji pary, która, chlodzac spaliny powstale w komorze spalania, pozwoli na obciazenie turbiny 35 gazowej i generatora do mocy znamionowej.Do akumulowania sprezonego powietrza moze byc zastosowany zamiast zbiornika podwodnego pokazanego na rysunkach Fig. 1, 2, 3 równiez dowolny inny zbiornik np. zbiornik podziemny, 40 powstaly przez adaptacje nieczynnych kopaln lub inny specjalnie wykonany do tego celu.Do dodatkowych zalet omawianego sposobu na¬ leza: wyzyskanie calkowitej mocy turbiny gazo¬ wej, powiekszonej jeszcze o udzial pary przeply- 45 wajacej przez turbine, uzycie do sprzezania taniej pozaszczytowej energii elektrycznej, wytwarzanej w elektrowniach podstawowych, male gabaryty sprezarki powietrza, wysoka sprawnosc turbiny gazowej przy czesciowych obciazeniach ze wzgledu 50 nia mozliwosc zastosowania regulacji doplywu powietrza do paleniska 16.Szczególna korzysc uzyskuja z zastosowania sposobu bedacego przedmiotem niniejszego wyna¬ lazku kraje, w których drogie jest paliwo plynne, 55 wymagane przez turbine gazowa, a jest.tanie do¬ stepne paliwo np. stale_ lub jadrowe dla nodsia- 'wowych elektrowni parowych. W rezultacie na¬ pedzania sprezarki pozaszczytowa energia elek¬ tryczna z elektrowni parowych, ilosc paliwa M plynnego zuzytego na 1 kWh szczytowo oddana z opisanej elektrowni turbogazowej do sieci, zmniejsza sie przeszlo dwukrotnie w porównaniu z elektrownia turbogazowa typu konwencjonalnego tj. z bezposrednim napedem sprezarki przez tur- 65 bine gazowa.5 57387 6 PL