RU132143U1

RU132143U1 - PNEUMOHYDRO POWER PLANT

Info

Publication number: RU132143U1
Application number: RU2013104343/06U
Authority: RU
Inventors: Петр Иванович Гаркуша
Original assignee: Петр Иванович Гаркуша
Priority date: 2013-02-01
Filing date: 2013-02-01
Publication date: 2013-09-10

Abstract

Пневмогидроэлектростанция, включающая гидротурбину с редуктором и генератором, накопители рабочей жидкости, соединенные трубопроводами, ветровую установку, отличающаяся тем, что ветровая установка соединена через компрессор с ресивером трубопроводом высокого давления, дополнительно включает третий накопитель рабочей жидкости, при этом все накопители с помощью трубопроводов высокого и низкого давления соединены между собой и гидротурбиной, а на трубопроводе высокого и низкого давления установлены клапаны регулирования давления и очередности подачи воздуха и рабочей жидкости.Pneumohydroelectric power station, including a hydraulic turbine with a gearbox and a generator, accumulators of a working fluid connected by pipelines, a wind installation, characterized in that the wind installation is connected through a compressor to a receiver by a high pressure pipeline, additionally includes a third accumulator of working fluid, all of which are stored using high and low pressure pipes are interconnected with the turbine, and pressure control valves and alternating air and fluid flow.

Description

Полезная модель относится к ветро- и гидроэнергетике и может быть использована для целей электрификации небольших поселков, предприятий и фермерских хозяйств, а также в водоподъемных устройствах большой производительности для целей водоснабжения и орошения.The utility model relates to wind and hydropower and can be used for the electrification of small villages, enterprises and farms, as well as in high-capacity lifting devices for water supply and irrigation.

Известна ветрогидроаккумулирующая электростанция (ВГАЭС), содержащая водоподъемное устройство, соединенное с нижним бассейном, роль которого выполняет зона грунтовых вод, и верхним бассейном, роль которого выполняет резервуар, в верхней части которого расположен ветровой двигатель, соединенный с водоподъемным устройством, и ГЭС со сбросом отработанной воды в открытый водоем, соединенный с резервуаром (см. FR, заявка 2303178А; кл. 9/02, 1975 г.).Known wind-accumulating power plant (VGAES), containing a water-lifting device connected to the lower pool, the role of which is the groundwater zone, and the upper pool, the role of which is the reservoir, in the upper part of which is a wind engine connected to the water-lifting device, and a hydroelectric station with the discharge of waste water in an open reservoir connected to the reservoir (see FR, application 2303178A; CL 9/02, 1975).

Наиболее близким техническим решением является ветрогидроаккумулирующая электростанция (см пат. RU №2114319, F03D 9/02, опубликовано 27.06.1998), включающая низконапорную ГЭС, сообщенную с верхним аккумулирующим бассейном, водоподъемное устройство, соединенное с нижним и верхним аккумулирующими бассейнами и резервуаром, в верхней части которого расположен ветровой двигатель, соединенный с элеваторами через редуктор, и резервуар, соединенный с высоконапорной подземной ГЭС. ВГАЭС снабжена водоподъемным устройством, выполненным в виде башни с резервуаром демпферного типа в надземной части и в виде скважин в подземной части с элеваторами, соединенными с ветровым двигателем через двухступенчатый редуктиор с переключаемыми зубчатыми передачами, причем элеваторы выполнены в виде шаровых поплавков-поршней, выполняющих роль подъемника воды, скользящих в вертикальных трубах-цилиндрах, имеющих створчатый затвор для промежуточной разгрузки воды. Низконапорная и высоконапорная подземная ГЭС и резервуар демпферного типа объединены в один блок с водоподъемным устройством, а работа ее осуществляется по двухступенчатой схеме.The closest technical solution is a wind-accumulating power station (see Pat. RU No. 21114319, F03D 9/02, published June 27, 1998), including a low-pressure hydroelectric station connected to the upper storage pool, a water-lifting device connected to the lower and upper storage pools and the reservoir, in the upper part of which is a wind engine connected to elevators through a gearbox, and a reservoir connected to a high-pressure underground hydroelectric station. VGAES is equipped with a water-lifting device made in the form of a tower with a damper-type reservoir in the above-ground part and in the form of wells in the underground part with elevators connected to the wind engine through a two-stage gearbox with gears, and the elevators are made in the form of ball-piston floats that play the role of a water lift, sliding in vertical pipe-cylinders with a leaf shutter for intermediate discharge of water. The low-pressure and high-pressure underground hydroelectric power stations and the damper-type reservoir are combined in one unit with a water-lifting device, and its operation is carried out according to a two-stage scheme.

Однако это устройство требует больших финансовых затрат при изготовлении, монтаже и эксплуатации, а в зимнее время система подачи воды приводит с обледенению и заклиниванию в подающей трубе.However, this device requires large financial costs in the manufacture, installation and operation, and in winter, the water supply system leads to icing and jamming in the supply pipe.

Задача полезной модели - повысить надежность и уйти от излишних механизмов, снизить себестоимость и срок окупаемости.The objective of the utility model is to increase reliability and avoid excessive mechanisms, reduce cost and payback periods.

Сущность полезной модели заключается в том, что пневмогидроэлектростанция, включающая гидротурбину с редуктором и генератором, накопители рабочей жидкости, соединенные трубопроводами, ветровую установку, которая соединена через компрессор с ресивером трубопроводом высокого давления, дополнительно включает третий накопитель рабочей жидкости, при этом все накопители с помощью трубопроводов высокого и низкого давления соединены между собой и гидротурбиной, на трубопроводе высокого и низкого давления установлены клапаны регулирования давления и очередности подачи воздуха и рабочей жидкости.The essence of the utility model lies in the fact that a pneumohydroelectric power station, including a hydraulic turbine with a gearbox and a generator, accumulators of a working fluid connected by pipelines, a wind unit, which is connected through a compressor to a receiver by a high pressure pipeline, additionally includes a third accumulator of working fluid, all of which are high and low pressure pipelines are interconnected with a hydraulic turbine, control valves are installed on the high and low pressure pipelines pressure and air flow and priority of the working fluid.

Технический результат: - замкнутый цикл использования рабочей жидкости, когда вода идет самотеком в рабочие объемы за счет того, что накопители рабочей жидкости находятся на уровне гидротурбины, это позволяет уйти от создания дополнительных узлов и механизмов, и систем для подачи рабочей жидкости в верхний рабочий объем гидроэлектростанции, тем самым, себестоимость одного кВ/ч энергии значительно меньше, так же уменьшаются затраты на установку узлов, что приведет к быстрой окупаемости.Technical result: - a closed cycle of using the working fluid, when the water flows by gravity into the working volumes due to the fact that the accumulators of the working fluid are at the level of the turbine, this allows you to get away from creating additional components and mechanisms, and systems for supplying the working fluid to the upper working volume hydroelectric power plants, thus, the cost of one kW / h of energy is much less, the cost of installing nodes is also reduced, which will lead to a quick payback.

Сущность полезной модели поясняется чертежом.The essence of the utility model is illustrated in the drawing.

Устройство содержит гидротурбину 1, соединенную с накопителями рабочей жидкости (НРЖ) 2, 3, 4. Гидротурбина 1 соединена с редуктором 5, к которому присоединен генератор 6. НРЖ 2, 3, 4 соединены с ресивером воздушным 7 на 50 атм. К ресиверу 7 присоединен ветряная установка 8 с компрессором 9. Гидротурбина 1 соединяется трубопроводом 10 слива отработанной жидкости в накопители (НРЖ) 2, 3, 4 и трубопроводом 11 рабочей жидкости под давлением 6 атм. От НРЖ 2, 3, 4. Накопитель рабочей жидкости 2 соединен с НРЖ 4 трубопроводом 12 передачи остаточного давления воздуха между ними. Трубопровод высокого давления 13 соединяет ресивер 7 с трубопроводом 14 НРЖ, на котором установлены клапаны передачи остаточного давления 15, 16, 17 между 2,3, 4 накопителями и клапаны давления 6 атм. 18, 19, 20. Редуктор давления (понижающий) 21 установлен на трубопроводе высокого давления 13. В НРЖ 2, 3, 4 на трубопроводе слива отработанной жидкости 10 установлены соответственно клапаны 22, 23, 24 для слива и заполнения, на трубопроводе 11 рабочей жидкости - клапаны подачи рабочей жидкости с давлением 6 атм. на гидротурбину соответственно 25, 26, 27 клапаны. От компрессора 9 к ресиверу 7 проходит трубопровод высокого давления 28. Для соединения 2 НРЖ с 3 устроен трубопровод 29, а для - 3 НРЖ с 4 - трубопровод 30. На трубопроводах 12, 29, 30 установлены предохранительные клапаны давления в НРЖ 2, 3, соответственно 31, 32, 33, они же датчики давления уровня жидкости. Работа осуществляется следующим образом:The device contains a hydraulic turbine 1 connected to the accumulators of the working fluid (NRF) 2, 3, 4. The hydraulic turbine 1 is connected to a reducer 5, to which a generator 6 is connected. The NRF 2, 3, 4 are connected to the air receiver 7 by 50 atm. A wind turbine 8 with a compressor 9 is connected to the receiver 7. The turbine 1 is connected by a pipeline 10 for draining the spent liquid into accumulators (NDF) 2, 3, 4 and a pipe 11 for the working fluid under a pressure of 6 atm. From NRF 2, 3, 4. The accumulator of the working fluid 2 is connected to the NRF 4 by a pipe 12 for transmitting residual air pressure between them. The high pressure pipeline 13 connects the receiver 7 to the pipeline 14 NRZH, on which the valves for the transfer of residual pressure 15, 16, 17 between 2,3, 4 drives and pressure valves 6 atm. 18, 19, 20. A pressure reducer (step-down) 21 is installed on the high-pressure pipeline 13. In NRZh 2, 3, 4, valves 22, 23, 24 for draining and filling, respectively, are installed on the pipeline for draining and discharging liquid; on the pipe 11 of the working fluid - valves for supplying working fluid with a pressure of 6 atm. 25, 26, 27 valves per hydraulic turbine. High pressure pipe 28 passes from compressor 9 to receiver 7. Pipeline 29 is arranged for connecting 2 HFMs with 3 and 30 for piping 3 HFMs 4. Pressure relief valves in HFMs 2, 3 are installed on pipelines 12, 29, 30, respectively 31, 32, 33, they are also liquid level pressure sensors. The work is carried out as follows:

1. Ветряная установка 8 накачивает воздух с помощью компрессора 9 в ресивер высокого давления 7. Включение и выключение работы ветряной установки 8 и компрессора 9 регулирует клапан 34. Через Трубопровод 10 НРЖ 2, 3, 4 заполнен рабочей жидкостью при этом в НРЖ 2, 3 давление 6 атм., а в НРЖ 4 - равно нулю.1. Wind turbine 8 pumps air with a compressor 9 into a high-pressure receiver 7. Turning on and off the operation of wind turbine 8 and compressor 9 controls the valve 34. Through Pipeline 10, NRZh 2, 3, 4 is filled with working fluid while in NRZh 2, 3 pressure is 6 atm., and in NRZh 4 it is equal to zero.

Клапаны 15, 16, 17, 18, 19, 22, 23, 24, 25, 26, 27 закрыты.Valves 15, 16, 17, 18, 19, 22, 23, 24, 25, 26, 27 are closed.

2. Клапаны 24, 15 открыты, начинается работа накопителя жидкости 2, через трубопровод 11 рабочая жидкость поступает на гидротурбину Г;2. Valves 24, 15 are open, the operation of the liquid accumulator 2 begins, through the pipeline 11, the working fluid enters the turbine G;

Гидротурбина 1 вращает через редуктор 5 генератор 6, при этом вырабатывается электроэнергии.The turbine 1 rotates the generator 6 through the gearbox 5, while electricity is generated.

3. Когда будет израсходовано 4/5 рабочей жидкости с НРЖ 2, открывается клапан 26 на трубопроводе 11 и клапан 19 на трубопроводе 14, одновременно закрываются клапан 25 на трубопроводе 11 и клапан 18 на трубопроводе 14, начинает работать НРЖ 3, открывается клапан 15 на трубопроводе 12, который передает остаточное давление в НРЖ 4 и через 20 секунд закрывается. Открывается клапан 20 на трубопроде 14 и клапан 22 на трубопроводе 10, при этом НРЖ 2 заполняется жидкостью, а НРЖ 4 заполняется воздухом до давления 6 атм.3. When 4/5 of the working fluid with the coolant 2 is used up, the valve 26 on the pipe 11 and the valve 19 on the pipe 14 open, at the same time the valve 25 on the pipe 11 and the valve 18 on the pipe 14 close, the HPF 3 starts to work, the valve 15 on the pipeline 12, which transmits the residual pressure in the UHF 4 and closes after 20 seconds. Valve 20 opens on the pipe 14 and valve 22 on the pipe 10, while the UHF 2 is filled with liquid, and the UHF 4 is filled with air to a pressure of 6 atm.

Через клапан 22 по трубопроводу 10 жидкость поступает самотеком из гидротурбины 1 в НРЖ 2 и заполняет ее полностью.Through the valve 22 through the pipeline 10, the fluid flows by gravity from the hydraulic turbine 1 into the UFG 2 and fills it completely.

4. Когда будет израсходовано жидкости 4/5 в НРЖ 3, открывается клапан 27 на трубопроводе 11, одновременно закрывается клапан 19 на трубопроводе 14, и клапан 26 на трубопроводе 11, работает НРЖ 4, а НРЖ 2 заполнен жидкостью, закрывается клапан 22 на трубопроводе 10 и открывается клапан 16 на трубопроводе 29, передает остаточное давление в НРЖ 2, через 20 сек. закрывается, открывается клапан 23 на трубопроводе 10, жидкость с гидротурбины 1 поступает в НРЖ 3.4. When liquid 4/5 is consumed in the coolant 3, the valve 27 on the pipe 11 opens, the valve 19 on the pipe 14 closes and the valve 26 on the pipe 11, the coolant 4 works, and the coolant 2 is filled with liquid, the valve 22 on the pipe closes 10 and valve 16 opens on the pipe 29, transmits the residual pressure to the UHF 2, after 20 seconds. it closes, opens the valve 23 on the pipeline 10, the fluid from the hydraulic turbine 1 enters the URW 3.

Открывается клапан 18 на трубопроводе 14, НРЖ 2 готов к работе, цикл повторяется.The valve 18 opens on the pipe 14, the UHF 2 is ready for operation, the cycle repeats.

Claims

A pneumohydroelectric power station, including a hydraulic turbine with a gearbox and a generator, accumulators of a working fluid connected by pipelines, a wind unit, characterized in that the wind unit is connected through a compressor to a receiver by a high pressure pipeline, additionally includes a third accumulator of working fluid, all of which are stored using high and low-pressure valves are interconnected with a hydraulic turbine, and pressure control valves and alternating air and fluid flow.