RU2341733C1

RU2341733C1 - Solar aerobaric thermal power plant with supplementary electric generating sources

Info

Publication number: RU2341733C1
Application number: RU2007119452/06A
Authority: RU
Inventors: Альберт Николаевич Никитин (RU); Альберт Николаевич Никитин; Алим Иванович Чабанов (UA); Алим Иванович Чабанов; Владислав Алимович Чабанов (RU); Владислав Алимович Чабанов; Александр Алексеевич Соловьев (RU); Александр Алексеевич Соловьев
Original assignee: Автономная некоммерческая научная организация "Международный институт ноосферных технологий" (АННО МИНТ); ЗАО Международная Гелиэнергетическая Компания "Интергелиоэкогалактика"
Priority date: 2007-05-25
Filing date: 2007-05-25
Publication date: 2008-12-20

Abstract

FIELD: power engineering.

SUBSTANCE: at solar aerobaric thermal power plants (SAB TPP) according to invention a number of solar energy components is used simultaneously: energy of direct and reflected solar beams entering high-temperature solar heat-converting devices, where heated heat-carrier flows; natural wing energy including the energy concentrated in inlet openings of wind air intake channel; energy of phase water conversions in various processes; etc. Natural wind flow and ambient air by means of wind-air intake channel shutters form the base of central energy air flow with rotational-progressive swirling motion path, which makes wind turbine generator being an electric power source in its primary production circuit rotate. Hot heat-carrier moves from high-temperature solar heat-converting devices to heat exchanging or heat transferring elements equipped with aerodynamic devices, by means of which additional energy saturation of central air flow is performed. Hot heat-carrier also flows to heat-accumulating material arranged in heat-insulated heat accumulator, by virtue of which heat energy is accumulated therein during sunny weather periods. At that internal medium of heat accumulator is connected thermodynamically with a tube header which provides the secondary electric power generation circuit with heat energy and consists of steam turbine with electric generator. Volatile fluid the steam of which brings turbine into rotation is supplied to that tube header. After leaving the turbine the exhaust steam is condensed in a cooler, and heat condensation energy enters the central energy air flow through a heat converter.

EFFECT: improving SAB TPP competitive capability relative to heat-electric generating plants, nuclear power plants and wind-driven electric plants, and improving reliability.

5 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к энергетическим комплексам, источником тепловой энергии в которых является солнечная энергия в ряде ее проявлений (прямая солнечная радиация, отраженные лучи, естественный ветер и другие).The invention relates to energy complexes, the source of thermal energy in which is solar energy in a number of its manifestations (direct solar radiation, reflected rays, natural wind and others).

Известно техническое решение, обеспечивающее создание гелиоаэробарической теплоэлектростанции (ГАБ ТЭС) повышенной эффективности с использованием солнечной энергии в комплексе ее компонент, проявленных в окружающей среде, с применением теплоаккумуляторов, созданных на основе водных или сыпучих теплоаккумулирующих материалов, гелиотеплопреобразующих устройств и текучих теплоносителей в виде воздуха или воды, воздухозаборного канала, ветротурбоэлектрогенератора, ветровоздухонаправляющих поверхностей и образованных ими энергетических пространств, тяговой трубы с управляемой надстройкой к ней и финишных участков указанных энергетических пространств с образованием вращательно-поступательной вихревой траектории движения центрального энергетического воздухопотока, приводящего во вращение ветротурбоэлектрогенератор, за счет чего ускоряется движение центрального энергетического воздухопотока и повышается коэффициент использования солнечной радиации и энергии ветра, поступающих на территорию ГАБ ТЭС (см. патенты РФ №2199703 «Энергетический комплекс», F24J 2/42, опубл. 27.02.2003 г.; №2200915 «Способ создания мощных гелиоэнергоустановок», F24J 2/42, опубл. 20.03.2003 г., №2199023 «Ветроэнергетический комплекс», F03D 9/00, F24J 2/42, опубл. 20.02.2003 г.). В этих патентах введена и дополнительная терминология в гелиоэнергетике, в том числе понятие «ГАБ ТЭС».A technical solution is known that provides the creation of a solar-aerobaric thermal power plant (GAB TPP) of increased efficiency using solar energy in the complex of its components manifested in the environment, using heat accumulators created on the basis of water or bulk heat-accumulating materials, solar heat-converting devices and fluid heat carriers in the form of air or water, air intake channel, wind turbine generator, wind air guide surfaces and the energy spaces, a traction pipe with a controlled superstructure to it and the finishing sections of the indicated energy spaces with the formation of a rotational-translational vortex trajectory of the central energy air stream, which rotates the wind turbine generator, thereby accelerating the movement of the central energy air stream and increasing the utilization of solar radiation and wind energy entering the territory of the GAB TPP (see RF patents No. 2199703 "Energy complex", F24J 2/42, publ. 02/27/2003; No. 2200915 "A way to create powerful solar energy installations", F24J 2/42, publ. March 20, 2003, No. 2199023 "Wind Energy Complex", F03D 9/00, F24J 2/42, publ. 02/20/2003). These patents also introduced additional terminology in solar energy, including the concept of “GAB TPP”.

Кроме того, техника и технология создания вращательно-поступательного вихревого движения центрального энергетического воздухопотока, а также повышения эффективности применения прямых и отраженных солнечных лучей разработаны для ГАБ ТЭС в патентах РФ №2265161 «Способ преобразования солнечной энергии» (F24J2/42, 2/00, опубл. 27.11.2005 г.) и №2267061 «Способ термопреобразования солнечной энергии» (F24J 2/42, 2/15, 2/18, опубл. 27.12.2005 г.).In addition, the technique and technology for creating rotational-translational vortex motion of the central energy airflow, as well as improving the efficiency of direct and reflected sunlight, were developed for the GAB TPP in RF patents No. 2265161 “Method for converting solar energy” (F24J2 / 42, 2/00, published on November 27, 2005) and No. 2267061 "Method for the thermal conversion of solar energy" (F24J 2/42, 2/15, 2/18, published on December 27, 2005).

Данные технические решения позволяют, используя целый ряд компонент солнечной энергии, проявленных в окружающей среде, обеспечить устойчивое производство электрической энергии в течение всего года. Однако недостатком их является необходимость на осенне-зимний период запасать увеличенное количество тепловой энергии в теплоаккумуляторах из-за недостаточно эффективного использования его тепловой энергии при снижении его температуры ниже 90 градусов Цельсия, при которой эффективность создания вращательной компоненты движения центрального энергетического воздухопотока уже снижается и, как следствие, понижается КПД ГАБ ТЭС. Кроме того, недостатком данных технических решений является работа ГАБ ТЭС, что характерно для большинства гелиоэлектростанций, с одним источником электрической энергии, в данном случае - с одним ветротурбогенератором. При выходе его из строя или необходимости профилактического обслуживания отпуск электроэнергии потребителям останавливается. Второй из указанных недостатков является еще более существенным, так как он относится к размещению ГАБ ТЭС в местностях, где нет резервных источников электропитания, в том числе и в условиях энергообеспечения обширных территорий на Востоке и Севере России, оазисов в пустынных местностях, в которых отсутствуют развитые системы линий электропередач.These technical solutions allow, using a number of solar energy components manifested in the environment, to ensure the sustainable production of electrical energy throughout the year. However, their drawback is the need for the autumn-winter period to stock up an increased amount of thermal energy in the heat accumulators due to the insufficiently efficient use of its thermal energy while lowering its temperature below 90 degrees Celsius, at which the efficiency of creating the rotational component of the movement of the central energy air flow is already reduced and, as as a result, the efficiency of the GAB TPP decreases. In addition, the drawback of these technical solutions is the work of the GAB TPP, which is typical for most solar power plants, with one source of electrical energy, in this case, with one wind turbine generator. When it fails or the need for preventive maintenance, the supply of electricity to consumers stops. The second of these drawbacks is even more significant, since it relates to the location of the GAB TPP in areas where there are no backup power sources, including in conditions of energy supply of vast territories in the East and North of Russia, oases in desert areas where there are no developed power line systems.

В связи с этим проводятся работы по устранению этих недостатков ГАБ ТЭС, в том числе путем поиска технических возможностей применения отдельно стоящих наземных турбогенераторов, в частности, с применением легко испаряемых жидкостей в качестве рабочего тела, успешно работающих на основе гелиотеплопреобразований, в частности, при температурах до 30-50 градусов Цельсия.In this regard, work is underway to address these shortcomings of the GAB TPP, including by searching for technical possibilities for using freestanding surface turbogenerators, in particular, using easily evaporated liquids as a working fluid, successfully working on the basis of solar thermal transformations, in particular, at temperatures up to 30-50 degrees Celsius.

Известно техническое решение, содержащее ветроколесо, электрогенератор, теплоаккумулятор, использующее резервные мощности ветроустановки для нагрева воды и получения пара, направляемого в контур с дополнительно установленной паровой турбиной (см. патент США №5384489 «Ветроэлектрическая установка с системой аккумулирования энергии», F03D 9/02, F22B1 9/02, F22B 1/28, опубл. в 1993 году).A technical solution is known that includes a wind wheel, an electric generator, a heat accumulator that uses the reserve power of a wind turbine to heat water and produce steam that is sent to a circuit with an additionally installed steam turbine (see US Pat. , F22B1 9/02, F22B 1/28, published in 1993).

Данное техническое решение позволяет стабилизировать выработку электроэнергии ветроэлектроустановкой и повысить ее КПД, однако по своим техническим особенностям и конструкции такая ветроэлектроустановка не позволяет достигать технико-экономических показателей, характерных для разработанных ГАБ ТЭС.This technical solution allows you to stabilize the generation of electricity by a wind turbine and increase its efficiency, however, in terms of its technical features and design, such a wind turbine does not allow to achieve the technical and economic indicators characteristic of the developed GAB TPP.

Известно также техническое решение, основанное на преобразовании температуры водной поверхности, находящейся под тепловым воздействием солнечных лучей, в нагрев вспомогательной жидкости как рабочего тела с низкой температурной кипения и испарения. При этом образуемый пар легко испаряемой жидкости подается в паротурбогенератор для выработки электроэнергии (см. а.с. СССР №1495492 «Океаническая энергетическая установка», F03G 7/04, F01K 25/00, опубл. 23.07.89).A technical solution is also known based on the conversion of the temperature of the water surface, which is exposed to the heat of the sun, to heat the auxiliary fluid as a working fluid with a low temperature boiling and evaporation. In this case, the vapor of easily evaporated liquid is supplied to the steam turbine generator to generate electricity (see AS of the USSR No. 1495492 “Oceanic Power Plant”, F03G 7/04, F01K 25/00, publ. 23.07.89).

Данное техническое решение использует тепловую энергию солнечных лучей, образующуюся в результате их поглощения водной средой, и позволяет стабильно вырабатывать электрическую энергию, в том числе в местностях, где нет развитых линий электропередач (наземная установка может иметь несколько паровых турбин). Однако технико-экономическая эффективность данного технического решения является низкой из-за его конструктивно-технологических особенностей, отсутствия применения в нем других источников энергопреобразования, например, специальных гелиопоглощающих поверхностей из темного материала и естественного ветра.This technical solution uses the thermal energy of sunlight generated as a result of their absorption by the aquatic environment, and makes it possible to stably generate electrical energy, including in areas where there are no developed power lines (a ground installation may have several steam turbines). However, the technical and economic efficiency of this technical solution is low due to its structural and technological features, the lack of application of other sources of energy conversion, for example, special solar-absorbing surfaces made of dark material and natural wind.

Использование паротурбогенераторов на ТЭЦ или АЭС хорошо известно, однако они требуют применения ископаемых энергоносителей и засоряют окружающую среду, в том числе своими теплопотерями, а применение в них градирен не является полезным прототипом.The use of steam turbine generators at thermal power plants or nuclear power plants is well known, however, they require the use of fossil energy and clog the environment, including their heat loss, and the use of cooling towers in them is not a useful prototype.

Другие, известные авторам, технические решения по применению паротурбогенераторов в гелиоветроэнергетике не имеют преимуществ перед описанным выше, а их технико-экономическая эффективность является низкой.Other technical solutions known to the authors for the use of steam turbine generators in solar energy do not have advantages over those described above, and their technical and economic efficiency is low.

Наиболее близким техническом решением в виде дополнения к предлагаемому авторами варианту гелиоаэробарической теплоэлектростанции с использованием дополнительной электрогенерирующей установки является указанная выше «Океаническая энергетическая установка» (а. с. СССР №1495492, F03G 7/04, F01K 25/00, опубл. 23.07.89), которая может быть использована в качестве наиболее близкого прототипа отдельных отличительных признаков настоящего предлагаемого изобретения. В целом же базовым прототипом последнего являются известные технические решения по созданию ГАБ ТЭС, описанные в вышеуказанных патентах Российской Федерации, которые разработаны авторами настоящего предлагаемого изобретения.The closest technical solution in the form of a supplement to the proposed by the authors version of a solar power plant using an additional power generating unit is the above-mentioned “Oceanic power plant” (a.s. USSR No. 1495492, F03G 7/04, F01K 25/00, publ. 23.07.89 ), which can be used as the closest prototype of the individual distinguishing features of the present invention. In general, the basic prototype of the latter is the well-known technical solutions for the creation of the GAB TPP described in the above patents of the Russian Federation, which were developed by the authors of the present proposed invention.

Задачей настоящего технического решения является использование известных технических характеристик ГАБ ТЭС согласно названным патентам РФ №2199703 от 27.02.2003, №2200915 от 20.03.2003, №2199023 от 20.02.03 г., №2265161 от 27.11.05 г. и №2267061 от 27.12.05 г., обеспечивающих им высокие технико-экономические показатели, с разработкой и дополнением их новыми существенными признаками и доработкой их конструктивных решений для достижения более высокого коэффициента использования солнечной энергии, поступающей на территорию ГАБ ТЭС, а также повышения их надежности.The objective of this technical solution is to use the well-known technical characteristics of the GAB TPP according to the mentioned patents of the Russian Federation No. 2199703 dated 02.27.2003, No. 2200915 dated March 20, 2003, No. 2199023 dated February 20, 2003, No. 2265161 dated November 27, 2005 and No. 2267061 from December 27, 2005, providing them with high technical and economic indicators, with the development and addition of new significant features and the completion of their design solutions to achieve a higher utilization of solar energy entering the territory of the GAB TPP, as well as to increase their reliability.

Техническим результатом настоящего предлагаемого изобретения является создание такого гелиоэнергокомплекса, в котором производится высокоэффективное преобразование прямых и отраженных солнечных лучей в тепловую энергию с помощью применения потоков высокотемпературного текучего теплоносителя, воздействующего на термовоздушные потоки с пониженной температурой в сочетании с энергией естественного ветра, с применением новой промышленной конструкции аккумулятора гелиотеплоэнергии. При этом эффективным дополнительным фактором является утилизация тепловых потерь, а также полезное изъятие из теплоаккумулятора тепловой энергии в зонах наиболее активных теплопотерь - для непрерывного производства пара специальной жидкости с пониженной точкой кипения, например, фреона, этилового спирта и его смесей, других веществ. Этот пар направляется в паротурбогенератор, установленный в машзале и вырабатывающий электроэнергию параллельно ветротурбогенератору, размещенному над землей, в устье тяговой трубы, причем с использованем тепловой энергии, теряемой в энергетической системе паротурбогенератора, особенно при конденсации пара, для подогрева термовоздушных потоков, входящих в канал центрального энергетического воздухопотока ГАБ ТЭС. Последнее позволяет интенсифицировать придание ему вращательно-поступательного движения, за счет чего значительно повышается коэффициент полезного использования солнечной энергии, поступающей на территорию ГАБ ТЭС. Вместо паровой турбины может быть эффективно применена и воздушная турбина наземной установки, с определенными технологическими особенностями, о которых будет сказано ниже.The technical result of the present invention is the creation of such a solar energy complex, in which highly efficient conversion of direct and reflected sunlight to thermal energy is carried out by using high-temperature fluid flow fluids acting on low-temperature thermal air flows in combination with natural wind energy, using a new industrial design solar thermal battery. An effective additional factor is the utilization of heat losses, as well as the useful removal of heat energy from the heat accumulator in the areas of the most active heat loss - for the continuous production of steam of a special liquid with a low boiling point, for example, freon, ethyl alcohol and its mixtures, other substances. This steam is sent to a steam turbine generator installed in the turbine hall and generating electricity parallel to the wind turbine generator located above the ground, at the mouth of the draft pipe, using thermal energy lost in the energy system of the steam turbine generator, especially during steam condensation, to heat the hot air flows entering the channel of the central energy flow GAB TPP. The latter allows you to intensify giving it a rotational-translational motion, due to which the efficiency of solar energy entering the territory of the GAB TPP is significantly increased. Instead of a steam turbine, an air turbine of a ground installation can be effectively applied, with certain technological features, which will be discussed below.

Частными техническими результатами предложенного технического решения являются снижение удельных капитальных затрат на организацию гелиоэнергетического производства электрической и тепловой энергии, существенное снижение их себестоимости, обеспечение более равномерного производства и реализации вырабатываемой энергии, а также высокоточная стабилизация скоростных режимов электрогенераторов и качественных показателей вырабатываемой электроэнергии.Particular technical results of the proposed technical solution are the reduction of specific capital costs for the organization of solar energy production of electric and heat energy, a significant reduction in their cost, ensuring a more uniform production and sale of generated energy, as well as high-precision stabilization of high-speed modes of electric generators and qualitative indicators of generated electricity.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения в гелиоаэробарической теплоэлектростанции с дополнительными источниками электрогенерации, содержащей гелиотеплопреобразующие источники тепловой энергии, ветровоздухонаправляющие поверхности и образованные ими энергетические пространства, ветротурбину с присоединенным к ней электрогенератором, которая приводится во вращение центральным энергетическим воздухопотоком, воздухоотводящий канал, расположенный над ветротурбиной и состоящий из стационарной тяговой трубы и управляемой надстройки к ней, канал термоаэродинамического преобразования и наращивания мощности центрального энергетического воздухопотока перед поступлением его в ветротурбину в качестве финишного участка названных энергетических пространств, включающий энергопреобразующие модули со встроенными теплообменными и/или теплопередающими элементами, подключенными к источникам теплового воздействия на них, и воздухонаправляющими аэродинамическими элементами, посредством которых для центрального энергетического воздухопотока создана вращательно-поступательная траектория движения, теплоаккумулятор, в котором хранится запас тепловой энергии на несолнечный и маловетреный периоды, ветровоздухозаборный канал, связанный с помощью воздухонаправляющего проема с каналом термоаэродинамического преобразования и наращивания мощности центрального энергетического воздухопотока и снабженный ветровоздухонаправляющими поверхностями, которые придают, благодаря образованным между ними щелевым проемам, вращательное движение воздушной среде в нем, и машинный зал, расположенный под ним, причем указанные энергопреобразующие модули расположены вертикально друг над другом и имеют общую центральную ось симметрии совместно с ветротурбиной, воздухоотводящим и ветровоздухозаборным каналами и центральным энергетическим воздухопотоком, имеются отличия в том, что теплопередающие элементы энергопреобразующих модулей подключены, по меньшей мере, к одной центральной емкости высокотемпературного текучего теплоносителя, расположенной в машинном зале, а последняя, в свою очередь, подключена к высокотемпературному гелиотеплопреобразующему устройству в качестве нагревателя проходящего через них теплоносителя, которое оборудовано средствами поглощения солнечных лучей, передачи тепловой энергии данному теплоносителю и утилизации тепловых потерь, теплоизолированными от окружающей среды светопроницаемыми материалами, и связана термодинамически с внутренней средой теплоаккумулятора, который создан за счет устройства емкости, теплоизолированной по всей ее поверхности посредством жесткого пеноматериала, и заполнения последней теплоаккумулирующим материалом, где протекает высокотемпературный теплоноситель, при этом названный теплоаккумулирующий материал термодинамически связан посредством теплоносителя с теплообменным агрегатом, выполненным с применением теплопроводного трубного коллектора, в который поступает для испарения второй теплоноситель, в частности, в виде жидкости с пониженной точкой кипения, и который соединен отводящим паропроводом со входом паротурбогенератора, а подводящим гидроканалом - с гидравлическим насосом, подключенным к выходу холодильника - конденсатора пара жидкого теплоносителя, причем вход последнего соединен вторым паропроводом с выходом паротурбогенератора, за счет чего создан, по меньшей мере, один дополнительный контур производства электрической энергии, электрогенератор в котором применен как независимый источник электрогенерации параллельно электрогенератору ветротурбины, при этом указанный холодильник содержит конденсирующий трубный коллектор, соединенный по циркуляционному каналу охлаждающего рабочего тела со входом теплового преобразователя, нагретый тепловой отвод которого термодинамически связан со вспомогательным теплогенератором, размещенным в ветровоздухозаборном канале и/или посредством управляемой надстройки к тяговой трубе и выполненным в виде теплопередающих жалюзи, щелевые проемы в которых охватывают ее центральную ось и дополнительно усиливают вращательную и поступательную компоненты движения центрального энергетического воздухопотока.The specified technical result when carrying out the invention in a helioaerobaric thermal power plant with additional sources of electric power generation, containing heliothermal converting heat energy sources, wind-guiding surfaces and the energy spaces formed by them, a wind turbine with an electric generator connected to it, which is driven by a central energy air flow, an air-exhaust duct located above consisting of stationary traction pipe and a controlled superstructure to it, a channel for thermo-aerodynamic conversion and increasing the power of the central energy air stream before it enters the wind turbine as a finishing section of these energy spaces, including energy-converting modules with built-in heat-exchange and / or heat-transfer elements connected to heat sources and air-guiding them aerodynamic elements through which for the central energy air flow with A rotational-translational trajectory of movement, a heat accumulator, which stores a supply of thermal energy for non-solar and low-wind periods, a wind-air intake channel connected by means of an air guide opening with a thermo-aerodynamic conversion channel and increasing the power of the central energy air flow and equipped with wind-energy guide surfaces created between them slotted openings, the rotational movement of the air in it, and the engine room, located beneath it, wherein said energy converting modules are arranged vertically one above the other and have a common central axis of symmetry together with a wind turbine, air exhaust and wind intake ducts and a central energy flow, there are differences in that the heat transfer elements of the energy converting modules are connected to at least one the central capacity of the high-temperature fluid coolant located in the engine room, and the latter, in turn, is connected to the high-temperature a helio-heat-converting device as a heater of a heat carrier passing through them, which is equipped with means for absorbing sunlight, transferring heat energy to this heat carrier and utilizing heat losses, heat-insulated materials insulated from the environment, and is connected thermodynamically with the internal environment of the heat accumulator, which is created by the device of the tank, thermally insulated over its entire surface by means of rigid foam, and filling the last heat accumulator material, where a high-temperature coolant flows, while the heat-retaining material mentioned is thermodynamically connected by means of a coolant to a heat-exchange unit made using a heat-conducting pipe manifold, into which a second heat-transfer medium is supplied for evaporation, in particular in the form of a liquid with a low boiling point, and which is connected the outlet steam line with the inlet of the steam turbine generator, and the inlet hydraulic channel - with a hydraulic pump connected to the outlet of the refrigerator - to a liquid heat carrier steam coupler, the input of the latter being connected by a second steam line to the output of the steam turbine generator, whereby at least one additional electric energy production circuit is created, the generator in which is used as an independent source of electricity generation parallel to the wind turbine generator, wherein said refrigerator contains a condensing pipe a collector connected through the circulation channel of the cooling working fluid to the input of the heat converter, heated by lovoy outlet which is thermodynamically connected to the auxiliary heat source placed in vetrovozduhozabornom channel and / or through the superstructure to a controlled draft tube and formed as a heat transfer shutters, slotted openings which cover its central axis and further amplify components of rotational and translational movement of the central energy airflow.

Имеется отличие также в том, что электрические выходы электрогенераторов ветротурбины и, по меньшей мере, одного паротурбогенератора посредством вспомогательных устройств соединены между собой параллельно.There is also a difference in that the electrical outputs of the wind turbine power generators and at least one steam turbine generator are connected to each other in parallel by means of auxiliary devices.

Имеется отличие и в том, что по меньшей мере в один из ее термодинамических каналов включен преобразователь электрической энергии в тепловую, электрические входы которого через устройство управления подключены к электрогенератору ветротурбины, а тепловой отвод посредством высокотемпературного теплоносителя - к одному из названных приемников тепловой энергии, например к центральной емкости и/или к теплоаккумулятору.There is a difference in the fact that at least one of its thermodynamic channels includes a converter of electrical energy into thermal energy, the electrical inputs of which are connected to a wind turbine generator through a control device, and the heat sink through a high-temperature coolant is connected to one of these heat energy receivers, for example to the central tank and / or to the heat accumulator.

Имеется отличие также в том, что названный теплообменный агрегат, включающий теплопроводный трубный коллектор, выполнен во вспомогательной емкости повышенного давления, выход внутренней полости которой подключен через обратный или дистанционно управляемый клапан на вход автономной воздушный турбины, установленной в машинном зале параллельно паровой турбине, а вход ее внутренней полости присоединен к воздухоподающему компрессору, при этом указанный теплопроводный трубный коллектор соединен по циркуляционному термодинамическому каналу с источником тепловой энергии, например, с высокотемпературным гелиотеплопреобразователем, а выходной канал воздушной турбины соединен с энергетическим пространством преобразования и наращивания мощности центрального энергетического воздухопотока и/или с внутренней полостью воздухоотводящего канала.There is also a difference in the fact that the named heat-exchange unit, including a heat-conducting pipe manifold, is made in an auxiliary pressure vessel, the output of the internal cavity of which is connected through a check valve or a remote control valve to the input of an autonomous air turbine installed in the engine room parallel to the steam turbine, and the input its internal cavity is connected to an air supply compressor, wherein said heat conducting pipe manifold is connected via a circulating thermodynamic cable along with a source of thermal energy, for example, with a high-temperature solar thermal converter, and the output channel of the air turbine is connected to the energy space for converting and increasing the power of the central energy air stream and / or with the internal cavity of the exhaust channel.

Отличие состоит также в том, что в циркуляционный термодинамический канал, соединяющий названный теплообменный агрегат с теплоаккумулятором посредством текучего теплоносителя, дополнительно включен тепловой преобразователь, содержащий технический аналог вихревой трубки Ранка как средство повышения температуры во внутренней среде теплообменного агрегата.The difference also lies in the fact that a thermal converter containing a technical analogue of the Rank vortex tube as a means of increasing the temperature in the internal environment of the heat exchange unit is additionally included in the circulating thermodynamic channel connecting the named heat exchange unit with the heat accumulator by means of a flowing heat carrier.

Следствием указанного технического решения является создание высокотемпературной гидравлической или воздушной системы, обеспечивающей перетоки тепловой энергии между гелиотеплопреобразующим устройством, теплоаккумулятором и теплопередающими элементами канала центрального энергетического воздухопотока, что позволяет осуществлять эффективные воздействия на последний, а также разработка систем энергетического дублирования параллельных по отношению к ветротурбогенератору агрегатов, которые имеют приблизительно одинаковые мощности. Этим повышается надежность при эксплуатации ГАБ ТЭС. Одновременно с этим в данное техническое решение включены такие схемные компоновки, которые позволяют дополнительно снижать теплопотери в ГАБ ТЭС на основе использования следующих конструктивных особенностей.The consequence of this technical solution is the creation of a high-temperature hydraulic or air system that provides heat energy flows between the solar thermal converting device, the heat accumulator and the heat-transmitting elements of the channel of the central energy air flow, which allows for effective impact on the latter, as well as the development of energy duplication systems of units parallel to the wind turbine generator, which have approximately the same power awns. This increases the reliability during operation of the GAB TPP. At the same time, this technical solution includes such circuit arrangements that can further reduce heat loss in the power plant's thermal power station based on the use of the following design features.

1. Так как в теплоаккумуляторе температура теплоаккумулирующего материала может достигать значительной величины, его теплопотери через теплоизолированное днище в землю могут быть существенными (и безвозвратными), в то время как теплопотери его через стены и потолочную часть будут направляться, с помощью специальной системы утилизации их, на формирование центрального энергетического воздухопотока. В связи с этим предусматривается расположение одного из теплообменных агрегатов с пониженной внутренней температурой в непосредственной близости к днищу, причем последний применен в канале паротурбогенератора для генерации пара жидкости с пониженной точкой кипения. Таким образом, температура теплоаккумулирующего материала у днища теплоаккумулятора будет значительно сниженной и безвозвратные теплопотери в землю будут меньшими. Если же в теплоаккумулирующей емкости указанный трубный коллектор не устанавливается, а размещается в отдельно стоящей емкости, внутренние среды которых соединены термодинамически, то отбор тепловой энергии от теплоаккумулятора осуществляется в его верхней части, а канал отработанного теплопотока располагается у его днища, чем достигается аналогичный эффект.1. Since in the heat accumulator the temperature of the heat-accumulating material can reach a significant value, its heat loss through the heat-insulated bottom into the ground can be significant (and irretrievable), while heat loss through the walls and ceiling part will be sent using a special system for their disposal, on the formation of a central energy airflow. In this regard, it is envisaged that one of the heat exchange units with a reduced internal temperature is located in close proximity to the bottom, the latter being used in the channel of a steam turbine generator to generate liquid vapor with a low boiling point. Thus, the temperature of the heat-accumulating material at the bottom of the heat accumulator will be significantly reduced and irrevocable heat loss to the ground will be less. If the specified pipe collector is not installed in the heat storage tank, but is placed in a separate tank, the internal media of which are thermodynamically connected, then heat energy is taken from the heat storage tank in its upper part, and the waste heat channel is located at its bottom, which achieves a similar effect.

2. Конденсация паров жидкости в холодильнике (на выходе паротурбогенератора) будет выделять в нем значительную тепловую мощность - примерно 60% от мощности энергопреобразования. Обычно эта тепловая мощность в стандартных схемах с паровыми турбинами выбрасывается в окружающую среду, в том числе посредством градирен. В разработанном варианте, согласно предлагаемому изобретению, эта тепловая энергия не выбрасывается в окружающую среду, а направляется через тепловой преобразователь на формирование центрального энергетического воздухопотока, который передаст часть этой энергии ветротурбогенератору, дополнительно повышая коэффициент полезного использования солнечной энергии, поступающей на территорию ГАБ ТЭС.2. Condensation of liquid vapors in the refrigerator (at the outlet of the steam turbine generator) will emit significant thermal power in it - approximately 60% of the energy conversion capacity. Typically, this thermal power in standard schemes with steam turbines is released into the environment, including through cooling towers. In the developed version, according to the invention, this thermal energy is not emitted into the environment, but is directed through a heat converter to form a central energy air stream, which will transfer part of this energy to a wind turbine generator, further increasing the efficiency of solar energy entering the GAB TPP.

В дополнение к этому, электрогенерирующие силовые установки в ГАБ ТЭС подключены параллельно потребляющей сети, с управляемым распределением нагрузок между ними, а избыток электроэнергии, вырабатываемой в благоприятных для этого погодных условиях, направляется в электротеплопреобразователь, передающий полученную тепловую энергию, например, в центральную емкость высокотемпературного теплоносителя, из которой частью поступает в теплоаккумулятор для накопления тепловой энергии впрок. В различных вариантах ГАБ ТЭС, согласно предлагаемому изобретению, может применяться не один, а ряд турбогенераторов наземного расположения.In addition, the power generating units in the GAB TPP are connected in parallel with the consuming network, with a controlled distribution of loads between them, and the excess of electricity generated in favorable weather conditions is sent to an electric heat converter that transmits the received heat energy, for example, to the central capacity of a high-temperature coolant, from which it partly enters the heat accumulator for the accumulation of thermal energy for future use. In various versions of the GAB TPP, according to the invention, not one but a number of ground-based turbogenerators can be used.

На фиг.1 дана схематическая иллюстрация конструкции ГАБ ТЭС с применением паротурбогенератора как дополнительного источника электрогенерации.Figure 1 is a schematic illustration of the design of the GAB TPP using a steam turbine as an additional source of power generation.

На фиг.2 приведена схема главных электросвязей генераторов ветротурбины и паротурбины.Figure 2 shows a diagram of the main telecommunications generators of wind turbines and steam turbines.

Гелиоаэробарическая теплоэлектростанция в данном примере реализации включает в себя (фиг.1) основной источник тепловой энергии в виде гелиотеплопреобразующего устройства 1, через которое прокачивается текучий, в данном примере жидкий, высокотемпературный теплоноситель 2, теплоизолированный от окружающей среды светопроницаемыми материалами 3,4,5. При этом материалы 3,4, представляют собой преимущественно высокотемпературное стекло, а материал 5 - высокотемпературную пленочную теплоизоляцию, выполненную в виде сторон-стенок небольшой высоты, охватывающих также и воздушный объем 6, адсорбирующий теплопотери, который посредством управляемого воздухопотока направляется на формирование центрального энергетического воздухопотока 7 в различных его технологических зонах (на фиг.1 это не иллюстрируется). Последний имеет вращательно-поступательную вихревую форму движения вокруг и вдоль центральной оси 8, благодаря термодинамическим воздействиям на него в канале 9 термоаэродинамического преобразования и наращивания его мощности, в ветровоздухозаборном канале 10 и воздухоотводящем канале 11 (его конструкция в виде стационарной тяговой трубы и управляемой надстройки к ней на фиг.1 не показана).Helioaerobaric thermoelectric power station in this example implementation includes (Fig. 1) the main source of thermal energy in the form of a solar thermal device 1 through which a fluid, in this example, liquid, high-temperature coolant 2 is pumped that is insulated from the environment by light-permeable materials 3,4,5. In this case, the materials 3,4 are mainly high-temperature glass, and the material 5 is a high-temperature film thermal insulation made in the form of side walls of small height, also covering the air volume 6, adsorbing heat loss, which, through controlled air flow, is directed to the formation of the central energy air flow 7 in its various technological zones (in figure 1 this is not illustrated). The latter has a rotational-translational vortex form of movement around and along the central axis 8, due to the thermodynamic effects on it in channel 9 of the thermo-aerodynamic transformation and increasing its power, in the wind-air intake channel 10 and the air outlet channel 11 (its design is in the form of a stationary traction pipe and a controlled superstructure to it is not shown in figure 1).

Прямые 12 и отраженные 13 солнечные лучи выделяют тепловую энергию в гелиотеплопреобразующем устройстве 1, нагревая жидкий теплоноситель 2, который посредством циркуляционного насоса 14 и гидроканалов 15 непрерывно циркулирует между гелиотеплопреобразующим устройством 1 и центральной емкостью 16 высокотемпературного жидкого теплоносителя 2. Прямой и обратный потоки последнего между центральной емкостью 16 и гелиотеплопреобразующим устройством 1 иллюстрируются стрелками 17.Direct 12 and 13 reflected sunlight emit thermal energy in the solar thermal device 1, heating the liquid coolant 2, which through the circulation pump 14 and hydrochannels 15 continuously circulates between the solar thermal device 1 and the central capacity 16 of the high-temperature liquid coolant 2. Direct and reverse flows of the latter between the central capacity 16 and helioteploconverting device 1 are illustrated by arrows 17.

Теплопередающие элементы 18 энергопреобразующих модулей 19, 20, 21 и термоаэродинамических воздухонаправляющих межмодульных переходов 22 и 23, входящих в состав канала 9 термоаэродинамического преобразования и наращивания мощности центрального энергетического воздухопотока 7, с помощью созданных в последних аэротермодинамических поверхностей придают центральному энергетическому воздухопотоку ускоряющееся вращательно-вихревое движение на пути от энергопреобразующего модуля 19 к ветротурбине 24. Благодаря этому она приобретает вращательное движение, передаваемое электрогенератору (на фиг.1 не показан), который вырабатывает электроэнергию.The heat transfer elements 18 of the energy converting modules 19, 20, 21 and thermo-aerodynamic air-guiding intermodule transitions 22 and 23, which are part of the channel 9 of the thermo-aerodynamic conversion and increasing the power of the central energy air flow 7, using the created in the last aerothermodynamic surfaces give the central energy air flow an accelerated rotational-rotational on the way from the energy converting module 19 to the wind turbine 24. Due to this, it acquires a rotator th motion transmitted power generator (not shown in Figure 1) which generates electricity.

Центральный энергетический воздухопоток 7 создается за счет сложения части естественного ветра 25, поступающего в ветровоздухозаборный канал 10 через управляемые ветронаправляющие жалюзи-заслонки 26, созданные в боковой поверхности последнего, и воздуха 27 из окружающей среды, поступающего через неподвижные жалюзи 28 и, частично, через образованные щелевые проемы между заслонками 26, в результате чего внутри ветровоздухозаборного канала образуется вращающийся воздушный поток 29. Неподвижные жалюзи 28 в других исполнениях ГАБ ТЭС могут выполняться термодинамическими, с подключением к ним каналов теплоносителя, или исключаться из общей технологической схемы.The central energy airflow 7 is created by combining part of the natural wind 25 entering the air intake duct 10 through the controlled wind-guiding shutter-dams 26 created in the lateral surface of the latter and air 27 from the environment entering through the fixed louvers 28 and, partially, through the formed slotted openings between the shutters 26, as a result of which a rotating air flow 29 is formed inside the wind-air intake channel. Fixed shutters 28 in other versions of the GAB TPP can yatsya thermodynamic, connecting them coolant channels, or excluded from the total process scheme.

Приводы для поворота заслонок 26 в нужное угловое положение относительно радиальных направлений со всех сторон боковой поверхности ветровоздухозаборного канала 10, который симметрично охватывает центральную ось 8, не иллюстрируются. Между установленными в соответствующее угловое положение заслонками 26, по всей их высоте, образуются свободные проходы - щелевые проемы, через которые ветропоток 25 и воздух 27 поступают во внутреннюю полость ветровоздухозаборного канала 10 под острым углом к касательным, проведенным к его наружной боковой поверхности. За счет этого воздушной поток 29 приобретает вращательное движение вокруг центральной оси. В ветровоздухозаборном канале могут устанавливаться и дополнительные ветронаправляющие поверхности. Стационарные жалюзи 28 содержат наклонные пластины, проемы между которыми придают воздуху 27, поступающему снизу, вращательное движение в ту же сторону, а именно, по часовой стрелке, если смотреть сверху. Стационарные жалюзи 28 расположены в периферийной части днища 30 ветровоздухозаборного канала 10, которое является также потолком машзала 31 с наклонной воздухонаправляющей боковой стеной 32. Воздух 27 из окружающей среды предварительно подогревается о стену 32, поглощающую солнечные лучи, и от дорожного покрытия, охватывающего машзал 31. Во внутреннюю полость ветровоздухозаборного канала 10 поступает также часть термоводушных потоков, создаваемых в других гелиопреобразующих сооружениях ГАБ ТЭС, которые на фиг.1 не показаны, причем они подаются также с вращением в том же направлении (по часовой стрелке). В других исполнениях ГАБ ТЭС может быть установлено несколько термоактивных жалюзи, подобных 28, причем подобные жалюзи могут устанавливаться и посредством воздухоотводящего канала 11.Actuators for turning the shutters 26 to the desired angular position relative to the radial directions from all sides of the side surface of the wind-intake channel 10, which symmetrically covers the central axis 8, are not illustrated. Between the flaps 26 installed in the corresponding angular position, along their entire height, free passages are formed - slotted openings through which the wind flow 25 and air 27 enter the internal cavity of the wind-air intake channel 10 at an acute angle to the tangents drawn to its outer side surface. Due to this, the air flow 29 acquires a rotational movement around the central axis. Additional wind-guiding surfaces can be installed in the wind-air intake channel. The stationary louvres 28 contain inclined plates, the openings between which give the air 27 coming from below, rotational movement in the same direction, namely, clockwise, when viewed from above. Fixed louvres 28 are located in the peripheral part of the bottom 30 of the wind intake channel 10, which is also the ceiling of the hall 31 with an inclined air-guiding side wall 32. The air 27 from the environment is pre-heated against the wall 32, which absorbs sunlight, and from the road surface covering the hall 31. Part of the thermo-air flows created in other helioconverting structures of the GAB TPP also enter the internal cavity of the wind-air intake channel 10, which are not shown in FIG. 1, and they are supplied I am also spinning in the same direction (clockwise). In other versions of the GAB TPP, several thermoactive shutters, such as 28, can be installed, and similar shutters can be installed by means of the air exhaust channel 11.

Воздушной поток 29 в процессе своего вращения поступает в энергопреобразующий модуль 19 через вторые стационарные жалюзи 33, образующие часть боковой поверхности последнего по высоте ветровоздухозаборного канала 10 и также охватывающие симметрично центральную ось 8. Жалюзи 33 образованы вертикальными пластинами, расположенными под соответствующими углами к радиальным направлениям, между которыми созданы щелевые проемы, стабилизирующие вращение воздушного потока, поступающего в энергопреобразующий модуль 19, в котором образуется основание центрального энергетического воздухопотока 7.The air stream 29 during its rotation enters the energy-converting module 19 through the second stationary louvers 33, forming part of the lateral surface of the last highest air intake channel 10 and also spanning symmetrically the central axis 8. The louvers 33 are formed by vertical plates located at corresponding angles to the radial directions, between which slotted openings are created that stabilize the rotation of the air flow entering the energy-converting module 19, in which the e central energy airflow 7.

На пути воздушного потока 29 к стационарным жалюзи 33 он проходит через установленный в ветровоздухозаборном канале вспомогательный теплогенератор, который, в частности, выполнен в виде кольцевого трубного коллектора 34 (с воздушными проемами между его трубами) и к которому подводится жидкий теплоноситель сверху (может быть и газообразный) посредством подводящей кольцевой гидромагистрали 35 и отводится посредством кольцевой гидромагистрали 36. Трубный коллектор 34 вспомогательного теплогенератора также симметрично охватывает центральную ось 8, имеет преимущественно одинаковые воздушные проемы между трубами и имеет уклон кверху с целью придания центральному энергетическому воздухопотоку 7 не только вращательного движения, но и поступательного - вверх вдоль центральной оси 8. Для лучший теплопередачи от труб коллектора 34 вспомогательного теплогенератора в проходящий между ними воздушный поток 29 и сообщения ему соответствующего направленного движения внутрь энергопреобразующего модуля 19 через его стационарные жалюзи 33, на них закреплены воздухонаправляющие теплопроводные пластины 37, которые могут легко сниматься для прохода обслуживающего персонала к кольцевой наружной стороне жалюзи 33 (последние также могут сниматься для прохода внутрь энергопреобразующего модуля 19, однако в нем имеется для этого и съемный сегмент в его днище). Вспомогательный теплогенератор, его трубный коллектор 34 с воздухонаправляющими пластинами 37 в других исполнениях ГАБ ТЭС могут выполняться в виде термоактивных жалюзи 28. При этом в зависимости от установки последних применение жалюзи 33 и вспомогательного теплогенератора в канале 10 может быть даже исключено.On the way of the air flow 29 to the stationary louvers 33, it passes through an auxiliary heat generator installed in the wind-air intake channel, which, in particular, is made in the form of an annular pipe manifold 34 (with air openings between its pipes) and to which a liquid coolant is supplied from above (maybe gaseous) through the inlet annular hydraulic circuit 35 and is discharged through the annular hydraulic circuit 36. The pipe collector 34 of the auxiliary heat generator also symmetrically covers the central axis 8 has predominantly identical air openings between the pipes and tilts upward to give the central energy air stream 7 not only rotational, but also translational, upward along the central axis 8. For better heat transfer from the pipes of the collector 34 of the auxiliary heat generator into the air passing between them stream 29 and communicating with it a corresponding directed movement inside the energy-converting module 19 through its stationary louvers 33, heat-conducting air guides are fixed to them nye plate 37 which can easily be removed for maintenance staff to pass the outer side of the annular louvers 33 (the latter may also be removed for passage into the energy conversion module 19, but it has to do and detachable segment to its bottom). The auxiliary heat generator, its pipe collector 34 with air guide plates 37 in other versions of the GAB TPP can be made in the form of thermoactive shutters 28. Moreover, depending on the installation of the latter, the use of shutters 33 and an auxiliary heat generator in channel 10 can even be excluded.

В верхней части энергопреобразующего модуля 19, перед термоаэродинамическим воздухонаправляющим межмодульным переходом 22, установлен акселератор 38 - регулятор мощности центрального энергетического воздухопотока 7 перед входом его в ветротурбину 24, что позволяет регулировать скорость вращения ветротурбины и потребляемую ею мощность. Акселератор 38 имеет в данном варианте плоскую многогранную конструкцию, и в каждой из этих граней расположена группа опор вращения радиально установленных осей, к которым закреплены плоские воздухонаправляющие пластины (конструкция акселератора на фиг.1 не иллюстрируется). При горизонтальном положении этих пластин сквозной вертикальный канал для прохождения центрального энергетического воздухопотока 7 полностью перекрывается, и он в ветротурбину 24 не поступает, сохраняя свое вращательное движение в энергетических модулях, благодаря определенным термоаэродинамическим воздействиям на него. При повороте пластин акселератора на некоторый угол центральный энергетический воздухопоток 7 начинает поступать в ветротурбину 24, отдавая в течение каждого оборота часть своей энергии и объема, то есть отдает ей кинетическую энергию своего вращательного движения. Лопасти ветротурбины сконструированы так, чтобы ею в максимальной степени отбиралась кинетическая энергия вращательной компоненты центрального энергетического воздухопотока. Последняя по модулю в 4-6 раз превышает вертикальную, поступательную компоненту его скорости, которая при ее значительной величине уносит большое количество тепловой энергии в атмосферу через вспомогательное аэродинамическое устройство 39 и воздухоотводящий канал 11. Поэтому канал 9 термоаэродинамического преобразования и наращивания мощности центрального энергетического воздухопотока 7 сконструирован таким образом, чтобы вертикальная скорость последнего была минимизирована по условиям максимальной отдачи мощности ветротурбине его скоростной вращательной компонентой. Это позволяет поднять коэффициент использования тепловой энергии гелиотеплопреобразующих устройств ГАБ ТЭС, а значит, и коэффициент полезного использования солнечной энергии, поступающей на территорию ГАБ ТЭС.In the upper part of the energy-converting module 19, before the thermo-aerodynamic air-guide intermodule junction 22, an accelerator 38 is installed - a power regulator of the central energy air flow 7 before it enters the wind turbine 24, which allows you to adjust the speed of rotation of the wind turbine and the power it consumes. The accelerator 38 has in this embodiment a flat multifaceted design, and in each of these faces there is a group of bearings of rotation of radially mounted axes to which flat air guide plates are fixed (the accelerator design is not illustrated in FIG. 1). With the horizontal position of these plates, the through vertical channel for the passage of the central energy air flow 7 is completely blocked, and it does not enter the wind turbine 24, maintaining its rotational motion in the energy modules due to certain thermo-aerodynamic effects on it. When the accelerator plates are turned at a certain angle, the central energy airflow 7 begins to flow into the wind turbine 24, giving away part of its energy and volume during each revolution, that is, it gives it the kinetic energy of its rotational movement. The blades of a wind turbine are designed so that it selects the kinetic energy of the rotational component of the central energy flow to the maximum extent possible. The latter modulo 4-6 times higher than the vertical, translational component of its speed, which, when significant, carries a large amount of thermal energy into the atmosphere through the auxiliary aerodynamic device 39 and the air outlet 11. Therefore, the channel 9 thermo-aerodynamic conversion and increase the power of the central energy air flow 7 designed in such a way that the vertical speed of the latter was minimized under conditions of maximum power output to its wind turbine high-speed rotational component. This allows you to increase the utilization of thermal energy of the solar thermal converters of the GAB TPP, and, therefore, the efficiency of the solar energy supplied to the territory of the GAB TPP.

Теплопередающие элементы 18 подключены гидроканалами 40 через циркуляционный насос 41 к центральной емкости 16 высокотемпературного жидкого теплоносителя (2). Прямые и обратные потоки жидкого теплоэнергоносителя в гидроканалах 40 условно показаны стрелками 42. Скорость жидкого теплоносителя при его прохождении через теплообменные элементы 18 регулируется (регулирующие аппараты не иллюстрируются), вследствие чего регулируется и температура их воздействия на центральный энергетический воздухопоток 7. Диапазоны температур этого воздействия находятся в пределах 50-200 и более градусов Цельсия, в зависимости от региона размещения ГАБ ТЭС, конструкции гелиотеплопреобразующих устройств 1 и применяемых специальных тепловых преобразователей. Из этого диапазона следует, что мощность воздействия на компоненты скорости центрального энергетического воздухопотока 7, во взаимодействии со специальными аэродинамическими приспособлениями, может быть весьма большой. В случае реализации варианта ГАБТЭС, где в качестве основного теплоносителя применяется воздух, последний может не возвращаться по циркуляционному каналу 40, а выпускаться непосредственно в среду центрального энергетического воздухопотока, что невозможно при применении жидкого теплоносителя согласно рассматриваему примеру реализации изобретения. Для выпуска горячего воздушного теплоносителя в среду центрального энергетического воздухопотока в теплопередающих элементах 18 в таком варианте должны выполняться соответствующие проемы (отверстия или пазы, прорези в трубопроводах). Центральная емкость 16 высокотемпературного теплоносителя своим третьим (двухтрубным) каналом 43 соединена через циркуляционный насос 44 с теплообменным агрегатом 45, размещенным в теплоаккумуляторе 46. Прямые и обратные потоки жидкого теплоносителя между центральной емкостью 16 и теплообменным агрегатом 45 условно показаны стрелками 47. В других вариантах ГАБ ТЭС теплообменный агрегат 45 в теплоаккумуляторе 46 может не устанавливаться: связь между емкостью 16 и теплоаккумулятором 46 может осуществляться иными термодинамическими средствами.The heat transfer elements 18 are connected by hydrochannels 40 through a circulation pump 41 to the central tank 16 of a high-temperature liquid heat carrier (2). The forward and reverse flows of the liquid heat carrier in the hydrochannels 40 are conventionally shown by arrows 42. The speed of the liquid coolant as it passes through the heat exchange elements 18 is regulated (control devices are not illustrated), as a result of which the temperature of their influence on the central energy flow is regulated 7. The temperature ranges of this effect are within 50-200 degrees or more degrees Celsius, depending on the region where GAB TPP is located, the design of solar thermal converting devices 1 and we use x specific thermal converters. From this range it follows that the power of the impact on the speed components of the central energy air flow 7, in interaction with special aerodynamic devices, can be very large. In the case of the GABTES variant implementation, where air is used as the main heat carrier, the latter may not return through the circulation channel 40, but rather be released directly into the central energy air flow, which is impossible when using a liquid heat carrier according to the considered embodiment of the invention. To release hot air coolant into the environment of the central energy air flow in the heat transfer elements 18 in this embodiment, corresponding openings (holes or grooves, slots in the pipelines) must be made. The central tank 16 of the high-temperature coolant is connected with its third (two-pipe) channel 43 through a circulation pump 44 to a heat exchange unit 45 located in the heat accumulator 46. Forward and return flows of the liquid coolant between the central tank 16 and the heat exchange unit 45 are conventionally shown by arrows 47. In other versions of the HAB TPP heat exchange unit 45 in the heat accumulator 46 may not be installed: the connection between the tank 16 and the heat accumulator 46 can be carried out by other thermodynamic means.

Теплоаккумулятор 46 выполнен в виде емкости, заполненной, в частности, сыпучим материалом с повышенной теплоемкостью, например, суглинком. Суглинок представляет собой определенную смесь песка и глины, один кубический метр которого на каждый градус приращения температуры запасает тепловой энергии лишь на 20% меньше, чем запасает один кубический метр воды - вещества с особо высокой удельной теплоемкостью. При этом суглинок является дешевым материалом, часто имеющимся в структуре почвы под строящейся ГАБ ТЭС, и имеет свои преимущества как сыпучий высокотемпературный материал. В качестве теплоаккумулирующего материала может быть применен и щебень или жидкое вещество, которые могут взаимодействовать и с воздушным теплоносителем. Новые разработки могут открыть новые недорогие материалы с высокой удельной теплоемкостью, применение которых позволило бы уменьшить объем и стоимость теплоаккумуляторов. Указанная емкость по всему периметру хорошо теплоизолирована, например, пенобетоном - недорогим материалом с высокими теплоизоляционными характеристиками. При этом боковые стенки и потолок емкости после их теплоизоляции могут закрываться еще и вторым слоем теплоизоляции с воздушным теплоизолирующим промежутком между слоями, который, в свою очередь, может быть подключен в систему утилизации тепловых потерь. Под днищем емкости расположение второго слоя теплоизоляции и воздушного промежутка между ними связано с существенными техническими затруднениями и значительным удорожанием стоимости теплоаккумулятора. Поэтому чаще всего соглашаются с теплопотерями через днище из теплоаккумулятора, через хорошую теплоизоляцию в землю.The heat accumulator 46 is made in the form of a tank filled, in particular, with bulk material with increased heat capacity, for example, loam. Loam is a specific mixture of sand and clay, one cubic meter of which for each degree of temperature increment stores only 20% less thermal energy than it stores one cubic meter of water - a substance with a particularly high specific heat capacity. At the same time, loam is a cheap material, often present in the soil structure under the GAB TPP under construction, and has its advantages as a loose high-temperature material. As heat-accumulating material, crushed stone or liquid substance can also be used, which can also interact with air coolant. New developments may open up new low-cost materials with high specific heat, the use of which would reduce the volume and cost of heat accumulators. The specified capacity around the entire perimeter is well insulated, for example, foam concrete - an inexpensive material with high thermal insulation characteristics. In this case, the side walls and the ceiling of the tank after their thermal insulation can also be closed by the second layer of thermal insulation with an air heat-insulating gap between the layers, which, in turn, can be connected to the heat loss recovery system. Under the bottom of the tank, the location of the second layer of thermal insulation and the air gap between them is associated with significant technical difficulties and a significant increase in the cost of the heat accumulator. Therefore, they most often agree with heat loss through the bottom of the heat accumulator, through good thermal insulation to the ground.

Дальнейшее описание второго контура производства электроэнергии в ГАБ ТЭС, связанного с важным аспектом предлагаемого изобретения, имеет отношение и к теплопотерям через днище теплоаккумулятора 46. Для обеспечения второго контура производства электроэнергии тепловой энергией в теплоаккумуляторе 46 устанавливается второй теплообменный агрегат 48. Последний предназначен для испарения специального жидкого рабочего тела, получения его пара и направления его в паротурбогенератор с целью привода его во вращение и выработки электроэнергии. В качестве испаряемого рабочего тела может применяться и вода, но значительно лучшим вариантом, при котором отбирается из теплоаккумулятора меньше тепловой энергии на каждый киловатт-час вырабатываемой электроэнергии, является использование жидкости с пониженной точкой кипения. В качестве последней может быть применен фреон, этиловый спирт, а еще лучше - вещества с точкой кипения в диапазоне 30-50 градусов Цельсия и пониженной теплотой испарения. Теплообменный агрегат 48 может быть установлен в других исполнениях ГАБ ТЭС в отдельной вспомогательной емкости, которые связаны между собой термодинамически.A further description of the second circuit for the production of electricity in the GAB TPP, associated with an important aspect of the present invention, is related to heat losses through the bottom of the heat accumulator 46. To provide a second circuit for the production of electricity with thermal energy, a second heat exchange unit 48 is installed in the heat accumulator 46. The latter is designed to evaporate a special liquid working fluid, receiving its steam and directing it to a steam turbine generator in order to drive it into rotation and generate electricity. Water can also be used as an evaporated working fluid, but using a liquid with a lower boiling point is a much better option, in which less thermal energy is extracted from the heat accumulator for every kilowatt-hour of generated electricity. As the latter, freon, ethyl alcohol, and even better, substances with a boiling point in the range of 30-50 degrees Celsius and low heat of vaporization can be used. The heat exchange unit 48 can be installed in other versions of the GAB TPP in a separate auxiliary tank, which are thermodynamically interconnected.

Теплообменные агрегаты 45 и 48 выполнены в данном варианте в виде теплопроводных трубных коллекторов, расположенных в сыпучем теплоносителе и находящихся с ним в тепловом контакте. По первому из них циркулирует высокотемпературный жидкий теплоноситель, запасая в теплоаккумуляторе 46 тепловую энергию в солнечный период и отдавая ее из него в центральную емкость 16 при несолнечном периоде, а из последней тепловая энергия поступает к теплопередающим элементам 18. К теплопередающим элементам 18 текучий теплоноситель может подаваться также параллельно центральной емкости 16с применением переключателей.The heat exchange units 45 and 48 are made in this embodiment in the form of heat-conducting pipe collectors located in a bulk coolant and in thermal contact with it. The first of them circulates a high-temperature liquid coolant, storing heat energy in the heat accumulator 46 in the solar period and transferring it from it to the central tank 16 during the non-solar period, and from the last heat energy enters the heat transfer elements 18. A fluid heat carrier can be supplied to the heat transfer elements 18. also parallel to the central tank 16 with the use of switches.

По второму теплообменному агрегату циркулирует испаряемая жидкость с температурой кипения значительно ниже, чем температура теплоаккумулирующего материала, а в случае применения легкоиспаряемой жидкости она не превышает 80 градусов Цельсия (чаще всего не более 50 градусов Цельсия). Таким образом, если испарительный теплообменный агрегат 48 будет размещен непосредственно над днищем, то он будет представлять собой прокладку, понижающую температуру днища до 50-100 градусов Цельсия. Следовательно, теплопотери через теплоизолированное днище в землю значительно понижаются. Если теплообменный агрегат 48 расположен в отдельно стоящей емкости, то аналогичный эффект понижения температуры днища достигается термодинамически.The second heat-exchange unit circulates the evaporated liquid with a boiling point much lower than the temperature of the heat-accumulating material, and in the case of the use of easily evaporated liquid it does not exceed 80 degrees Celsius (most often not more than 50 degrees Celsius). Thus, if the evaporative heat exchange unit 48 is placed directly above the bottom, then it will be a gasket lowering the temperature of the bottom to 50-100 degrees Celsius. Consequently, heat loss through the insulated bottom to the ground is significantly reduced. If the heat exchange unit 48 is located in a separate tank, then a similar effect of lowering the temperature of the bottom is achieved thermodynamically.

В теплообменный агрегат 48 по гидравлическому каналу 49 поступает испаряемое жидкое рабочее тело посредством насосного агрегата 50. Пар рабочего тела под заданным давлением поступает по второму каналу-пароводу 51 на вход паровой турбины 52, с выхода которой по проводу 53 отработанный пар поступает в холодильник-конденсатор 54 паров рабочего тела, где последнее переходит в жидкое состояние и поступает к насосному агрегату 50. Движение рабочего тела - легкоиспаряемой жидкости по контуру отмечено стрелками без нумерации.The evaporated liquid working fluid enters the heat exchange unit 48 through the hydraulic channel 49 by means of the pumping unit 50. Steam of the working fluid at a given pressure enters the second steam channel 51 to the inlet of the steam turbine 52, from the output of which through the wire 53 the waste steam enters the refrigerator-condenser 54 vapor of the working fluid, where the latter goes into a liquid state and enters the pump unit 50. The movement of the working fluid — an easily volatile liquid along the contour is indicated by arrows without numbering.

В холодильнике 54 размещен теплообменный агрегат 55, задачей которого является отвод тепловой энергии из холодильника, возникающей в нем в результате конденсации пара легкоиспаряемой жидкости. В связи с этим теплообменный агрегат 55 по двухтрубному каналу 56 (направления движения охлаждающей жидкости (или газовой среды) показано стрелками 57) подключен к тепловому преобразователю 58, например, тепловому насосу, который обеспечивает охлаждение рабочего тела, циркулирующего в теплообменном агрегате 55 посредством двухтрубного канала 56, и нагревание рабочего тела в канале 59, теплопередача которого отмечена стрелкой 60. При определенном варианте исполнения теплового преобразователя 58 теплопередача к емкости 61 может осуществляться непосредственным тепловым контактом с ней, в частности ее внутренними компонентами, то есть между ними и горячими теплоотводами теплового преобразователя 58. За счет последнего нагревается емкость 61, заполненная, в частности, водой, которая через циркуляционный насос 62 и двухтрубный канал 63 поступает к подводящей кольцевой магистрали 35 трубного коллектора 34 вспомогательного теплогенератора и направляется через отводящую кольцевую магистраль 36 обратно в емкость 61. Стрелками 64 показано движение воды по каналу 63, а пунктирной стрелкой 65 условно показан поток охлажденной во вспомогательном теплогенераторе воды в канал 63 и далее в емкость 61. Благодаря такому техническому решению, согласно предлагаемому изобретению, основное количество теплопотерь в канале паровой турбины 52, в первую очередь выделяющихся в процессе конденсации пара, передается в трубный коллектор 34, который дополнительно подогревает воздушный поток 29 в ветровоздухозаборном канале 10 и в котором происходит охлаждение воды, циркулирующей между ним и емкостью 61. Теплопотери, возникающие непосредственно в паровой турбине и в присоединенном к ней электрогенераторе, адсорбируются вентиляционными потоками, которые направляются в виде термовоздушных потоков на формирование центрального энергетического воздухопотока 7 (на фиг.1 это не показано), что способствует увеличению выработки электроэнергии в ветротурбине 24. В других исполнениях ГАБ ТЭС в канале 63 и трубном коллекторе 34 (или термоактивных жалюзи) может циркулировать газовая среда, в частности, воздух при соответствующем исполнении теплового преобразователя.A heat exchange unit 55 is placed in the refrigerator 54, the task of which is to remove the heat energy from the refrigerator that occurs therein as a result of condensation of vapor of an easily evaporated liquid. In this regard, the heat exchange unit 55 through a two-pipe channel 56 (the directions of movement of the coolant (or gas medium) is shown by arrows 57) is connected to a heat converter 58, for example, a heat pump, which provides cooling of the working fluid circulating in the heat exchange unit 55 through a two-pipe channel 56, and the heating of the working fluid in the channel 59, the heat transfer of which is indicated by arrow 60. In a particular embodiment of the heat converter 58, heat transfer to the tank 61 may not direct thermal contact with it, in particular its internal components, that is, between them and the hot heat sinks of the heat converter 58. Due to the latter, a container 61 is heated, filled, in particular, with water that enters the inlet ring through the circulation pump 62 and the two-pipe channel 63 line 35 of the pipe collector 34 of the auxiliary heat generator and is directed through the outlet ring line 36 back to the tank 61. Arrows 64 show the movement of water along the channel 63, and the dotted arrow 65 but the flow of water cooled in the auxiliary heat generator to the channel 63 and further to the tank 61 is shown. Due to this technical solution, according to the invention, the main amount of heat loss in the channel of the steam turbine 52, primarily generated during the condensation of the steam, is transmitted to the pipe manifold 34, which additionally heats the air stream 29 in the wind-intake channel 10 and in which the water circulating between it and the tank 61 is cooled. Heat losses occurring directly in the steam The first turbine and in the connected electric generator are adsorbed by ventilation flows, which are directed in the form of thermal air flows to form the central energy air flow 7 (not shown in Fig. 1), which contributes to an increase in the generation of electricity in the wind turbine 24. In other versions of the GAB TPP in the channel 63 and the pipe manifold 34 (or thermoactive shutters) can circulate a gaseous medium, in particular air, with an appropriate design of the heat converter.

В этом случае приведенная технологическая схема легко преобразуется (поэтому не требуется отдельной иллюстрации) в направлении замены паровой (в том числе фреоновой) на воздушную турбину. При этом теплообменный агрегат 48, который, как указано выше, может быть установлен в отдельной вспомогательной емкости, является источником тепловой энергии в ней. Если ее внутренняя полость заполнена не водой, а воздухом, то подача в нее тепловой энергии приводит к увеличению давления в нем (следовательно, такая емкость должна быть рассчитана на повышенное давление ). Образующееся избыточное давление в изначально холодной воздушной среде данной емкости, при определенном ее нагреве, может приводить во вращение воздушную турбину, если в последнюю сжатая (из-за нагрева) воздушная среда будет поступать импульсно, с соответствующей частотой. В таком варианте выходной канал из внутренней среды замкнутой емкости соединяется с входом воздушной турбины через обратный (подпружиненный) клапан или через клапан с дистанционным автоматическим управлением (в частности, через дистанционно управляемые задвижки, пластинчатые заслонки). При достижении заданного избыточного давления воздушной среды в емкости, вследствие ее нагрева, клапаны (заслонки) открываются, и сжатый воздух поступает на лопасти воздушной турбины (с избыточным давлением в диапазоне от долей до нескольких единиц атмосфер). Пройдя турбину, отработавший воздух с пониженным избыточным давлением направляется прямо в центральный энергетический воздухопоток, чем утилизируются потери, в то время как с фреоном так сделать нельзя. Входной канал во внутреннюю среду замкнутой емкости соединяется с автономным воздухоподающим компрессором, который подает в нее воздух с заданным малым давлением. Теплообменный агрегат 48, нагревающий воздух в емкости, по циркуляционному каналу может получать тепловую энергию непосредственно от теплоаккумулятора (гелиотеплопреобразователя) или через тепловой преобразователь - «трансформатор» температуры. Если последний представляет собой, в случае применения воздушного теплоносителя, соединение дополнительного воздухокомпрессора (подающего нагретый воздух) с техническим аналогом вихревой трубки Ранка, то теплообменный агрегат 48 может получать на вход теплоноситель с температурой 200°С и выше. Следовательно, температура воздействия на воздушную среду в замкнутой вспомогательной емкости и нарастание (периодическое) давления в ней будет больше.In this case, the given technological scheme is easily converted (therefore, a separate illustration is not required) in the direction of replacing a steam (including freon) one with an air turbine. In this case, the heat exchange unit 48, which, as indicated above, can be installed in a separate auxiliary tank, is a source of thermal energy in it. If its internal cavity is filled not with water but with air, then the supply of thermal energy into it leads to an increase in pressure in it (therefore, such a capacity should be designed for increased pressure). The generated overpressure in the initially cold air medium of a given capacity, with a certain heating, can cause the air turbine to rotate if the last compressed (due to heating) air enters in a pulse, with the corresponding frequency. In this embodiment, the output channel from the internal environment of the closed tank is connected to the inlet of the air turbine through a non-return (spring-loaded) valve or through a valve with remote automatic control (in particular, through remotely controlled valves, plate valves). When the specified excess air pressure in the tank is reached, due to its heating, the valves (dampers) open and compressed air enters the blades of the air turbine (with excess pressure in the range from fractions to several atmospheric units). After passing the turbine, the exhaust air with reduced overpressure is sent directly to the central energy airflow, which utilizes the losses, while this cannot be done with freon. The input channel into the internal environment of a closed tank is connected to a stand-alone air supply compressor, which delivers air to it with a given low pressure. The heat exchange unit 48, which heats the air in the tank, can receive thermal energy through the circulation channel directly from the heat accumulator (solar thermal converter) or through the temperature transformer - “temperature transformer”. If the latter is, in the case of using an air coolant, the connection of an additional air compressor (supplying heated air) with a technical analogue of the Rank vortex tube, then the heat exchange unit 48 can receive a coolant with a temperature of 200 ° C or higher at the input. Consequently, the temperature of exposure to the air in a closed auxiliary tank and the increase (periodic) pressure in it will be greater.

На фиг.2 показано соединение генераторов 66 и 67 ветротурбины 24 и паровой турбины 52 силовыми трехфазными электрическими каналами 68 между собой и с внешней электрической сетью через устройства 69, 70 преобразования и синхронизации напряжений U₁, U₂, U₃, со счетчиками электрической энергии 71, 72, 73. Устройства 69. 70 преимущественно выполняются в виде полупроводниковых преобразователей, преобразующих частоту, напряжение и мощность электрической энергии генераторов 66, 67 к частоте и напряжению внешней трехфазной сети 50 Герц. При параллельной работе генераторов их электрические нагрузки могут быть различными, что в первую очередь определяется мощностью центрального энергетического воздухопотока 7 в каждый конкретный период времени и мощностью энергии, потребляемой электрической сетью.Figure 2 shows the connection of the generators 66 and 67 of the wind turbine 24 and the steam turbine 52 power three-phase electric channels 68 with each other and with an external electrical network through the device 69, 70 conversion and synchronization of voltage U ₁ , U ₂ , U ₃ , with electricity meters 71, 72, 73. Devices 69. 70 are mainly implemented in the form of semiconductor converters that convert the frequency, voltage and power of electric energy of generators 66, 67 to the frequency and voltage of an external three-phase network of 50 Hz. In parallel operation of the generators, their electrical loads can be different, which is primarily determined by the power of the central energy air flow 7 in each specific period of time and the power of energy consumed by the electric network.

В благоприятные погодные периоды, когда мощность, вырабатываемая генераторами 66, 67, превышает мощность, необходимую заказчикам электроэнергии, избыток вырабатываемой электроэнергии направляется через коммутирующие устройства 74, 75, 76 в преобразователь 77 электрической энергии в тепловую, расположенный во вспомогательной емкости 78 высокотемпературного рабочего тела -теплоносителя 2, которая заполнена последним и включена в гидравлический канал 40 (в один из его трубопроводов), в частности, между теплообменными элементами 18 (фиг.1) и центральной емкостью 16 высокотемпературного теплоносителя, теплоаккумулятором 46.In favorable weather periods, when the power generated by generators 66, 67 exceeds the power required by customers of electricity, the excess of generated electricity is sent through switching devices 74, 75, 76 to a converter 77 of electric energy into heat, located in the auxiliary tank 78 of the high-temperature working fluid - heat carrier 2, which is filled last and included in the hydraulic channel 40 (in one of its pipelines), in particular, between the heat exchange elements 18 (Fig. 1) and the central with a capacity of 16 high-temperature coolant, heat storage 46.

Коммутирующие устройства 74, 75 выполняются, преимущественно, с помощью быстродействующих силовых полупроводников и подключают преобразователь 77, как правило, непосредственно к выходам генераторов 66, 67 (U₂, U₃), до устройств 69, 70 преобразования и синхронизации напряжений U₂, U₃ (применительно к параметрам внешней электрической сети с напряжением U₁). Такое подключение целесообразно тем, что в этом случае уменьшаются нагрузки на полупроводниковые устройства 69, 70, в частности высокодинамические нагрузки. Последние возникают при колебаниях величины электрического тока, потребляемого внешней сетью, и энергетических параметров центрального воздухопотока 7 в соответствии с возникновением порывов естественного ветропотока 25 (фиг.1). Порывы ветропотока 25 могут приводить к нестабильности скорости вращения ветротурбины 24, что компенсируется быстродействующим образом посредством вариации активной токовой нагрузки преобразователя 77, выполненного в большинстве случаев посредством электрических сопротивлений. Относительно инерционное воздействие на скорость вращения турбины 24 осуществляется посредством акселератора 38 с управлением приводами, которые на фиг.1 не показаны. Этим достигается, как минимум, двухконтурное регулирование скорости ветротурбины 24, с реализацией принципов инвариантного управления.Switching devices 74, 75 are performed mainly with the help of high-speed power semiconductors and connect the converter 77, usually directly to the outputs of the generators 66, 67 (U ₂ , U ₃ ), to the voltage converting and synchronizing devices 69, 70 U ₂ , U ₃ (in relation to the parameters of an external electric network with voltage U ₁ ). Such a connection is advisable in that in this case, the loads on the semiconductor devices 69, 70, in particular highly dynamic loads, are reduced. The latter occur during fluctuations in the magnitude of the electric current consumed by the external network, and the energy parameters of the central air flow 7 in accordance with the occurrence of gusts of natural wind flow 25 (figure 1). Gusts of the wind flow 25 can lead to instability of the rotation speed of the wind turbine 24, which is compensated for in a fast manner by varying the active current load of the transducer 77, made in most cases by electrical resistances. A relatively inertial effect on the speed of rotation of the turbine 24 is carried out by means of an accelerator 38 with drive control, which are not shown in Fig. 1. This achieves at least two-loop speed control of the wind turbine 24, with the implementation of the principles of invariant control.

Задачи быстродействующей стабилизации скорости паровой турбины 52 также являются актуальными, в первую очередь из-за нестабильности нагрузок внешней электрической сети.The tasks of high-speed stabilization of the speed of the steam turbine 52 are also relevant, primarily due to the instability of the loads of the external electrical network.

В этой связи в схему, представленную на фиг.2, включено вычислительное устройство 79, на входы которого поступают сигналы от датчика 80 температуры и датчика 81 давления во вспомогательной емкости 78 и от датчиков скорости 82, 83 ветротурбины 24 и паровой турбины 52. Вычислительное устройство по управляющим каналам 84, 85, 86 подключено на входы полупроводниковых коммутаторов 74, 75, 76, благодаря чему осуществляется стабилизация на заданных уровнях температуры и давления высокотемпературного теплоносителя во вспомогательной емкости 78 и скорости вращения ветротурбины 24 и паровой турбины 52. Кроме того, выходной канал 87 вычислительного устройства 79 подключен на вход системы управления приводами акселератора 38, которые на фиг.2 не показаны. Вариант схемы, приведенной на фиг.2, легко трансформируется в многогенераторный. Он очевиден и не нуждается в специальных иллюстрациях.In this regard, the computing device 79 is included in the circuit shown in FIG. 2, the inputs of which are received from the temperature sensor 80 and the pressure sensor 81 in the auxiliary tank 78 and from the speed sensors 82, 83 of the wind turbine 24 and the steam turbine 52. The computing device the control channels 84, 85, 86 are connected to the inputs of the semiconductor switches 74, 75, 76, due to which stabilization is carried out at the specified temperature and pressure levels of the high-temperature coolant in the auxiliary tank 78 and the rotational speed Ia wind turbine 24 and steam turbine 52. Further, the output channel 87 of the computing device 79 is connected to the input drive control system of the accelerator 38, which are not shown in Figure 2. A variant of the circuit shown in figure 2, is easily transformed into a multi-generator. It is obvious and does not need special illustrations.

Работает устройство - предложенная гелиоаэробарическая теплоэлектростанция - следующим образом (фиг.1, 2).The device is operating - the proposed helioaerobaric thermal power plant - as follows (Fig.1, 2).

Прямые и отраженные (12, 13) солнечные лучи поступают через теплоизолирующие светопроницаемые материалы 3, 4 (листовое стекло) на темные теплопроводные конструкции гелиотеплопреобразующего устройства 1 и проходящий через последнее текучий теплоноситель 2, нагревая его в солнечный период до высокой температуры. Тепловые потери, проходящие при этом через двойную светопроницаемую теплоизоляцию с воздушными, аргоновыми или вакуумированными зазорами, поступают в воздушный объем 6, который связан теплоизолированными воздуховодами с системой утилизации термовоздушных потоков (на иллюстрациях она не показана). Таким образом теплопотери направляются в центральный энергетический воздухопоток 7.Direct and reflected (12, 13) sun's rays enter through heat-insulating light-permeable materials 3, 4 (sheet glass) onto the dark heat-conducting structures of the solar thermal converting device 1 and passing through the last fluid coolant 2, heating it to a high temperature in the sunny period. Heat losses passing through double translucent heat insulation with air, argon or vacuum gaps enter the air volume 6, which is connected by heat-insulated air ducts to the system for utilizing thermal air flows (it is not shown in the illustrations). Thus, heat loss is directed to the central energy flow 7.

Нагреваемый теплоноситель 2 циркулирует с помощью циркуляционного насоса 14 и гидравлических каналов 15 между гелиотеплопреобразующим устройством 1 и центральной емкостью 16 высокотемпературного жидкого теплоносителя, передавая в нее тепловую энергию. В других исполнениях ГАБ ТЭС теплоносителем в устройствах 1, 16, 18, 46 может быть газообразная среда.The heated coolant 2 is circulated by means of a circulation pump 14 and hydraulic channels 15 between the solar thermal converting device 1 and the central capacity 16 of the high-temperature liquid coolant, transferring heat energy into it. In other versions of the GAB TPP, the coolant in devices 1, 16, 18, 46 may be a gaseous medium.

Из центральной емкости 16 непрерывно подогреваемый теплоноситель 2 через другой циркуляционный насос 41 и гидравлические каналы 40 поступает в теплообменные элементы 18, установленные в энергопреобразующих модулях 19, 20, 21 и в термоаэродинамических воздухонаправляющих межмодульных переходах 22, 23. Нагретые теплообменные элементы последовательно наращивают энергию вращательно-поступательного вихревого движения центрального энергетического воздухопотока 7 с увеличением соотношения модулей вращательной и поступательной компонент его скорости, вплоть до значений 4-6:1 перед входом в ветротурбину 24. Ее лопасти сконструированы таким образом, чтобы вращательная компонента скорости воздухопотока максимально преобразовывалась в энергию вращения ветротурбины с минимизацией его скорости выхода из нее, генератор которой 66 (фиг.2) вырабатывает электроэнергию с напряжением U₂, поступающую через полупроводниковый преобразователь и синхронизатор 69, электрические каналы 68 и счетчики энергии 71, 73 во внешнюю сеть с напряжением U₁. Задача устройства 69 заключается в том, чтобы согласовать частоту, форму и фазу напряжения U₂ генератора 66 с трехфазным напряжением промышленной частоты внешней электросети.From the central tank 16, the continuously heated coolant 2 through another circulation pump 41 and hydraulic channels 40 enters the heat exchange elements 18 installed in the energy-converting modules 19, 20, 21 and in the thermo-aerodynamic air-guiding intermodule transitions 22, 23. The heated heat-exchange elements sequentially increase the energy of rotational translational vortex motion of the central energy air flow 7 with an increase in the ratio of the modules of the rotational and translational components of its velocity springs, up to values 4-6: 1 before entering the wind turbine 24. Its blades are designed so that the rotational component of the air flow velocity is converted to the maximum energy of rotation of the wind turbine with minimizing its speed of exit from it, the generator of which 66 (Fig. 2) generates electricity with a voltage U ₂ supplied through a semiconductor converter and a synchronizer 69, electric channels 68 and energy meters 71, 73 to an external network with a voltage U ₁ . The task of the device 69 is to coordinate the frequency, shape and phase of the voltage U _{2 of the} generator 66 with the three-phase voltage of the industrial frequency of the external power supply.

Вихревые компоненты в поперечном сечении центрального энергетического воздухопотока 7 создаются специальными формами аэродинамических приспособлений, размещаемых в энергопреобразующих модулях на его пути, чем создается существенное подобие его управляемому смерчу. Последнее усиливает воздействие воздухопотока 7 на ветротурбину 24, а также усиливает аэродинамические процессы тяги при продвижении его за ветротурбиной, со значительно уменьшенной скоростью вращения на ее выходе вокруг оси 8, через сопрягающее устройство 39, воздухоотводящий канал 11 и слои атмосферы над ней.The vortex components in the cross section of the central energy airflow 7 are created by special forms of aerodynamic devices placed in the energy converting modules in its path, which creates a significant similarity to its controlled tornado. The latter enhances the effect of airflow 7 on the wind turbine 24, and also enhances the aerodynamic processes of traction when moving it behind the wind turbine, with a significantly reduced rotation speed at its exit around axis 8, through the coupling device 39, the air exhaust channel 11 and the atmosphere layers above it.

Более подробное описание термоаэродинамических средств, приводящих центральный энергетический воздухопоток 7 к ускоряющемуся вращательно-вихревому движению, не является предметом настоящего предлагаемого изобретения.A more detailed description of thermo-aerodynamic means leading the central energy airflow 7 to an accelerating rotational-vortex motion is not the subject of the present invention.

Естественный ветропоток 25 и воздух 27 из окружающей среды, подогреваемый солнечными лучами посредством различных устройств и энергетических пространств (не раскрывается более подробно) в солнечный период, в том числе стенками 32 машзала 31, поступают внутрь ветровоздухозаборного канала 10 через управляемые жалюзи 26 и неуправляемые жалюзи 28, образуя в нем вращающийся поток воздуха 29.Natural wind flow 25 and air 27 from the environment, heated by the sun's rays through various devices and energy spaces (not disclosed in more detail) during the solar period, including the walls 32 of the hall 31, enter the wind and air intake channel 10 through controlled shutters 26 and uncontrolled shutters 28 , forming in it a rotating stream of air 29.

Последний, вращаясь вокруг центральной оси 8, продвигается во внутреннюю среду нижнего энергопреобразующего модуля 19 благодаря существующей в нем конвективной тяге, аэродинамическому подпору и влиянию воздухоотводящего канала 11. Одним из устройств, создающих подпор воздухопотока снизу, является кольцевой наклонный трубный коллектор 34 вспомогательного теплогенератора, по которому от верхней кольцевой магистрали 35 к нижней кольцевой магистрали 36 протекает горячая жидкость, преимущественно, горячая вода, передающая свою тепловую энергию вращающемуся воздушному потоку 29. Так как трубный коллектор 34 снабжен радиаторными и воздухонаправляющими теплопроводными пластинами 37, отрезающими от вращающегося воздушного потока 29 слои воздуха, направляемые внутрь модуля 19, с подпором вверх (благодаря показанному на фиг.1 уклону трубного коллектора 34 и его пластин 37), воздушный поток 29 проходит через щелевые проемы между вторыми стационарными жалюзи 33, дополнительно сообщающими ему вращательное движение, и образует основание центрального энергетического воздухопотока 7 с начальным вращательно-поступательным движением. Горячая вода, проходящая внутри кольцевого трубного коллектора 34, энергетически усиливает этот процесс, а тепловая энергия для нагрева воды поступает, преимущественно, благодаря утилизации теплопотерь во втором контуре производства электроэнергии в ГАБ ТЭС.The latter, rotating around the central axis 8, moves into the internal environment of the lower energy-converting module 19 due to the convective draft existing therein, aerodynamic support and the influence of the air exhaust channel 11. One of the devices that create the air flow support from below is an annular inclined pipe collector 34 of the auxiliary heat generator, which from the upper annular highway 35 to the lower annular highway 36 flows hot liquid, mainly hot water, transmitting its thermal energy a rotating air stream 29. Since the pipe manifold 34 is equipped with radiator and air guide heat conducting plates 37, cutting off the layers of air directed into the module 19 from the rotating air stream 29 with upward support (due to the inclination of the pipe collector 34 and its plates shown in Fig. 1 37), the air flow 29 passes through the slotted openings between the second stationary blinds 33, additionally informing him of the rotational movement, and forms the base of the central energy air flow 7 with the initial th rotational-translational motion. Hot water passing inside the annular pipe manifold 34 energetically enhances this process, and the thermal energy for heating the water comes mainly due to the utilization of heat losses in the secondary power generation loop in the power plant of the thermal power plant.

В этом контуре источником тепловой энергии является теплоаккумулятор 46, который, в свою очередь, снабжается тепловой энергией через теплообменный агрегат 45, трубный коллектор которого подключен с помощью циркуляционного насоса 44 и гидравлического канала 43 к центральной емкости 16 высокотемпературного теплоносителя 2. Фактически тепловая энергия в теплоаккумулятор, на достаточно высоком потенциальном уровне, поступает от гелиотеплопреобразующих устройств 1. В других вариантах канал 43 может быть подключен через переключатели одновременно и к гелиотеплопреобразователю 1.In this circuit, the source of thermal energy is the heat accumulator 46, which, in turn, is supplied with thermal energy through a heat exchange unit 45, the pipe manifold of which is connected by means of a circulation pump 44 and a hydraulic channel 43 to the central tank 16 of the high-temperature coolant 2. Actually, the thermal energy to the heat accumulator , at a sufficiently high potential level, comes from the solar thermal converters 1. In other embodiments, channel 43 can be connected via switches simultaneously but also to gelioteplopreobrazovatelyu 1.

Для энергетического обеспечения второго контура производства электрической энергии, согласно предлагаемому изобретению, в теплоаккумуляторе 46 установлен второй теплообменный агрегат 48, в который насосным агрегатом 50 подается жидкость с пониженной точкой кипения и соответственно пониженной температурой интенсивного парообразования. В связи с этим в теплообменном агрегате создается избыточное давление пара, который по паропроводу 51 поступает в паровую турбину 52, которая приводит во вращение генератор 67 (фиг.2). Последний через полупроводниковое устройство 70, которое преобразует амплитуду, частоту и фазу напряжения U₃, подключен к внешней электрической сети и параллельно - к генератору 66 ветротурбины 24.For energy supply of the second circuit for the production of electric energy, according to the invention, a second heat exchange unit 48 is installed in the heat accumulator 46, into which the pump unit 50 supplies liquid with a low boiling point and, accordingly, a low temperature of intense vaporization. In this regard, an excess steam pressure is created in the heat exchange unit, which enters the steam turbine 52 through the steam line 51, which drives the generator 67 (Fig. 2). The latter through a semiconductor device 70, which converts the amplitude, frequency and phase of the voltage U ₃ connected to an external electrical network and in parallel to the generator 66 of the wind turbine 24.

Отработанный пар, прошедший через турбину 52, по паропроводу 53 поступает в холодильник-конденсатор 54, где пар (легкоиспаряемой жидкости) проходит стадию конденсации, превращаясь в жидкость, благодаря подаче в трубный коллектор - теплообменный агрегат 55 охлаждающего рабочего тела, поступающего из температурного преобразователя 58 по циркуляционному каналу 56. Температурный преобразователь 58 может быть выполнен посредством применения классического теплового насоса, который отнимает тепло от теплообменного агрегата 55 и передает его на повышенном потенциальном уровне в емкость 61, заполненную, в частности, водой.The spent steam passing through the turbine 52, through the steam line 53, enters the refrigerator-condenser 54, where the steam (easily evaporated liquid) passes the condensation stage, turning into liquid, due to the supply to the pipe manifold - heat exchange unit 55 of the cooling working fluid coming from the temperature Converter 58 through the circulation channel 56. The temperature Converter 58 can be performed using a classic heat pump, which takes heat from the heat exchanger unit 55 and transfers it to potential level in the container 61, filled, in particular, with water.

Последняя, непрерывно нагреваясь от теплоотвода температурного преобразователя 58, поступает с помощью циркуляционного насоса 62 в подводящую кольцевую гидромагистраль 35 трубного коллектора 34 вспомогательного теплогенератора и возвращается в емкость 61 через его отводящую кольцевую гидромагистраль 36 и гидравлический канал 63. Горячая вода, достигающая температуры 95 градусов Цельсия, передает свое тепло через трубный коллектор 34 и его радиаторные воздухонаправляющие пластины 37 вращающемуся воздушному потоку 29 во внутренней среде ветровоздухозаборного канала 10.The latter, continuously heated from the heat sink of the temperature transducer 58, enters with the aid of a circulation pump 62 into the inlet ring hydraulic line 35 of the auxiliary heat pipe tube collector 34 and returns to the tank 61 through its outlet ring hydraulic line 36 and hydraulic channel 63. Hot water reaching a temperature of 95 degrees Celsius , transfers its heat through the pipe manifold 34 and its radiator air guide plates 37 to the rotating air stream 29 in the internal environment of the wind ozduhozabornogo channel 10.

Вследствие этого центральный энергетический воздухопоток 7 получает энергетическую прибавку, определяемую величиной теплопотерь во втором контуре производства электроэнергии, в первую очередь, вследствие конденсации пара легко испаряемой жидкости в холодильнике 54, что позволяет увеличить выработку электроэнергии ветротурбиной 24, соединенной с электрогенератором 66 (фиг.2). Такая добавка может быть большей, если в трубный коллектор 34 поступает не горячая вода, а другой теплоноситель с более высокой температурой.As a result of this, the central energy airflow 7 receives an energy gain determined by the amount of heat loss in the second power generation circuit, primarily due to the condensation of the vapor of the easily evaporated liquid in the refrigerator 54, which allows to increase the power generation by the wind turbine 24 connected to the electric generator 66 (Fig. 2) . Such an additive may be greater if not hot water, but another heat carrier with a higher temperature, enters the pipe manifold 34.

Таким образом, из изложенного следует, что согласно предлагаемому изобретению с помощью теплоаккумулятора 46, паровой турбины 52, соединенной с электрогенератором 67, и холодильника-конденсатора 54 паров легкоиспаряемой жидкости, направляемой насосом 50 в теплообменный агрегат 48 теплоаккумулятора, в ГАБ ТЭС создан второй контур производства электроэнергии, чем повышается надежность электроснабжения потребителей. В этом контуре, как известно из теории и практики работы ТЭЦ, имеются теплопотери, превышающие мощность вырабатываемой электроэнергии паротурбогенератором. В ТЭЦ эти теплопотери отводятся (через градирни) частично в окружающую среду, а частично - в систему теплоснабжения потребителей тепловой энергии. В ГАБ ТЭС эти теплопотери не отводятся в окружающую среду, а утилизируются в дополнительную выработку электроэнергии ветротурбогенератором посредством их направления на формирование центрального энергетического воздухопотока 7, вращающего ветротурбину 24. Повышение надежности электроснабжения потребителей электроэнергии ГАБ ТЭС достигается тем, что электрические выходы электрогенераторов 66, 67 соответственно ветротурбины 24 и паровой турбины 52 посредством вспомогательных устройств 69, 70 и контролирующих энергопотоки счетчиков электрической энергии соединены между собой параллельно и вместе подключены к внешней электросети. При этом распределение нагрузок между турбинами автоматически оптимизируется.Thus, it follows from the foregoing that according to the invention, by means of a heat accumulator 46, a steam turbine 52 connected to an electric generator 67, and a refrigerator-condenser 54 of vapor of easily evaporated liquid directed by a pump 50 to a heat exchange unit 48 of a heat accumulator, a second production circuit is created in the GAB TPP electricity, which increases the reliability of power supply to consumers. In this circuit, as is known from the theory and practice of operation of thermal power plants, there are heat losses exceeding the power of the generated electricity by a steam turbine generator. In thermal power plants, these heat losses are diverted (through cooling towers) partially to the environment, and partially to the heat supply system of consumers of heat energy. At the GAB TPP, these heat losses are not released into the environment, but are utilized by the wind turbine generator to generate additional electricity by directing them to generate a central energy air flow 7 that rotates the wind turbine 24. The reliability of the power supply to the GAB TPP power consumers is achieved by the electrical outputs of the generators 66, 67, respectively wind turbines 24 and steam turbines 52 by means of auxiliary devices 69, 70 and energy flow control meters nical energy connected in parallel together and connected to the external power grid. In this case, the load distribution between the turbines is automatically optimized.

Параллельно работающие электрогенераторы 66, 67 в ГАБ ТЭС в определенные промежутки времени вырабатывают избыток электроэнергии относительно графиков планового электроснабжения потребителей, который по известным принципам перерабатывается в тепловую энергию, запасаемую впрок в теплоаккумулирующем материале. В ГАБ ТЭС конструктивное исполнение такого принципиального решения иное. Для этих целей установлена вспомогательная емкость 78, которая заполнена высокотемпературным теплоносителем 2, содержит преобразователь 77 электрической энергии в тепловую, например, теплоэлектронагреватель с активными электрическими сопротивлениями, и она подключена гидравлически в рассечку, в частности, гидромагистрали 40, между теплообменными элементами 18 и центральной емкостью 16 высокотемпературного теплоносителя. Вследствие этого избыток электроэнергии, подаваемый на теплоэлектронагреватель 77, задается и регулируется с помощью быстродействующих полупроводниковых коммутаторов 74, 75, 76, управляемых посредством вычислительного устройства 79. Каналы ввода исходной информации в последнее, например, график планового отпуска электроэнергии потребителям, характеристики погодных условий и другой на фиг.2 не иллюстрируются, а показаны лишь датчики обратной связи - температуры 80, давления 81 жидкого теплоносителя в емкости 78, скорости 82, 83 вращения ветротурбины и паровой турбины. Датчики скорости 82, 83 необходимы для стабилизации скорости вращения обоих турбин: вначале быстродействующим соответствующим изменением их токовых активных нагрузок через полупроводниковые коммутаторы 74, 75 и электронагреватель 77 как нагрузочное устройство, а затем - более инерционными средствами регулирования их скоростей, в том числе посредством акселератора 38 (через канал 87 вычислительного устройства 79). Среди возмущающих воздействий наиболее существенным является быстродействующие колебания нагрузок электрической сети и порывы ветра при непогоде, воздействующие через центральной энергетический воздухопоток 7 на ветротурбину 24.At the same time, the electric generators 66, 67 in the GAB TPP generate an excess of electricity relative to the schedules of the planned electricity supply to consumers at certain intervals, which, according to well-known principles, is processed into thermal energy stored for future use in heat-accumulating material. In GAB TPP, the design of such a fundamental decision is different. For these purposes, an auxiliary tank 78 is installed, which is filled with a high-temperature coolant 2, contains an electric to thermal energy converter 77, for example, a heat electric heater with active electrical resistances, and it is hydraulically connected to the cut, in particular, the hydraulic line 40, between the heat exchange elements 18 and the central tank 16 high temperature coolant. As a result, the excess electricity supplied to the heater 77 is set and controlled using high-speed semiconductor switches 74, 75, 76 controlled by a computing device 79. Channels for inputting the latest information, for example, a schedule of planned electricity supply to consumers, weather conditions, and other figure 2 are not illustrated, and only feedback sensors are shown - temperature 80, pressure 81 of the liquid coolant in the tank 78, speed 82, 83 rotation of wind turbines ins and a steam turbine. Speed sensors 82, 83 are necessary to stabilize the rotation speed of both turbines: first, with a fast-acting corresponding change in their current active loads through semiconductor switches 74, 75 and electric heater 77 as a load device, and then with more inertial means of controlling their speeds, including through an accelerator 38 (via channel 87 of computing device 79). Among the disturbing effects, the most significant is the high-speed fluctuations in the loads of the electric network and wind gusts during bad weather, acting through the central energy flow 7 to the wind turbine 24.

Таким образом, подключение к генераторам 66,67 управляемого нагрузочного устройства 77 решает две важных задачи:Thus, connecting 66.67 controlled load device 77 to generators solves two important problems:

а) преобразование избытка электроэнергии, получаемого при благоприятных для этого погодных условиях в тепловую энергию, запасаемую в теплоаккумуляторе 46 впрок и используемую для производства необходимого количества электроэнергии согласно плановому графику ее поставок в несолнечное маловетреное время;a) the conversion of excess electricity received under favorable weather conditions into thermal energy stored in the heat accumulator 46 for future use and used to produce the required amount of electricity according to the planned schedule for its supply in non-solar low-wind time;

б) стабилизация скорости турбин 24 и 52 по схеме двухконтурного инвариантного управления, когда вначале быстродействующее возмущение компенсируется весьма быстродействующим контуром управления балластной нагрузкой 77, а затем по показателям этой нагрузки (по величине токов, проходящих через коммутаторы 74,75) приводятся в действие более инерционные средства стабилизации скоростей (более детальное рассмотрение двухконтурной инвариантной системы стабилизации скорости вращения турбин 24, 52 не является предметом настоящего предлагаемого изобретения).b) stabilization of the speed of turbines 24 and 52 according to the double-circuit invariant control scheme, when at first the high-speed disturbance is compensated by a very high-speed ballast load control circuit 77, and then, according to the indicators of this load (by the magnitude of the currents passing through the switches 74.75), more inertial means of stabilization of speeds (a more detailed consideration of a two-circuit invariant system for stabilizing the speed of rotation of turbines 24, 52 is not the subject of this proposed Bretenoux).

Полупроводниковый коммутатор 76, позволяющий управлять электротермопреобразователем 77 непосредственно от внешней сети необходим в период наладочных работ при вводе ГАБ ТЭС в действие, когда отсутствует необходимый запас тепловой энергии и температуры в теплоаккумуляторе 46.A semiconductor switch 76, which allows you to control the electrothermal converter 77 directly from the external network, is necessary during commissioning when the GAB TPP is put into operation when there is no necessary supply of thermal energy and temperature in the heat accumulator 46.

Гелиоаэробарическая теплоэлектростанция, согласно предлагаемому изобретению, может использоваться для энергоснабжения также маломощных крестьянских хозяйств в диапазоне 5-50 кВт.Helioaerobaric thermal power plant, according to the invention, can be used for power supply of also low-power peasant farms in the range of 5-50 kW.

В случае мощностей величиной около 5 кВт может применяться лишь второй контур производства электроэнергии - с паровой турбиной и рабочим телом, в частности, с пониженной точкой кипения. При этом теплоаккумулятор будет иметь небольшую величину, прост в изготовлении и дешев. Тепловая энергия и горячая бытовая вода для таких потребителей вырабатываются на базе емкости 61, куда сливаются теплопотери конденсации паров жидкости (например, воды, фреона, этилового спирта или его смесей).In the case of capacities of about 5 kW, only the second power generation circuit can be used - with a steam turbine and a working fluid, in particular with a low boiling point. In this case, the heat accumulator will be small, easy to manufacture and cheap. Thermal energy and hot domestic water for such consumers are generated on the basis of the tank 61, where the heat losses of condensation of liquid vapors (for example, water, freon, ethyl alcohol or its mixtures) merge.

При мощностях в десятки киловатт уже нецелесообразен отказ от ветротурбогенератора, приводимого во вращение центральным энергетическим воздухопотоком 7. Однако до мощностей 50 кВт канал термоаэродинамического преобразования и наращивания мощности центрального энергетического воздухопотока может быть значительно упрощен с соответствующим понижением и КПД, и стоимости мини-ГАБ ТЭС.At capacities of tens of kilowatts, it is no longer advisable to abandon a wind turbine generator driven by a central energy flow of air 7. However, up to a power of 50 kW, the channel for thermo-aerodynamic conversion and increasing the power of the central energy flow of air can be greatly simplified with a corresponding decrease in the efficiency and cost of a mini-GAB TPP.

Описанный вариант реализации предлагаемого изобретения показывает возможность его реализации для случая применения жидкого теплоносителя. Однако из приведенного описания понятна реализуемость ГАБ ТЭС, согласно предлагаемому изобретению, и в случае применения воздушного теплоносителя, жидкостного теплоаккумулятора, а также воздушных наземных турбин параллельно фреоновым турбинам или взамен их. Формула изобретения в полной мере соответствует тексту описания и дополнительным пояснениям.The described embodiment of the invention shows the possibility of its implementation for the case of using a liquid coolant. However, from the above description, the feasibility of the GAB TPP according to the invention is understandable, and in the case of using an air heat carrier, a liquid heat accumulator, and also air surface turbines in parallel with freon turbines or in exchange for them. The claims are fully consistent with the text of the description and additional explanations.

Рассмотренные технические решения, согласно предлагаемому изобретению, при реализации двухконтурного или многоконтурного производства электроэнергии, существенно повышают устойчивость работы ГАБ ТЭС, величину коэффициента использования солнечной энергии, поступающей на территорию ГАБ ТЭС, и ее экономическую эффективность. В таком виде ГАБ ТЭС будут служить целенаправленному переустройству глобальной энергетики. Последнее в значительной мере достигается при реализации п.1 формы изобретения, однако реализация всех пунктов формулы изобретения дополнительно повышает эффективность ГАБ ТЭС.The considered technical solutions according to the invention, when implementing double-circuit or multi-circuit power generation, significantly increase the stability of the power plant, the utilization of solar energy entering the territory of the plant, and its economic efficiency. As such, the GAB TPPs will serve the purposeful reconstruction of global energy. The latter is largely achieved by the implementation of claim 1 of the form of the invention, however, the implementation of all the claims further enhances the efficiency of the GAB TPP.

Claims

1. Helioaerobaric thermoelectric power station with additional sources of electric power generation, containing heliothermal converting energy sources, wind-air guiding surfaces and energy spaces formed by them, a wind turbine with an electric generator connected to it, which is rotated by the central energy air flow, an air exhaust channel located above the wind turbine and the wind turbine and controlled superstructure to it, thermo-aerodynamic conversion channel power and increase the capacity of the central energy air stream before it enters the wind turbine as a finishing section of the named energy spaces, including energy converting modules with integrated heat exchange and / or heat transfer elements connected to the sources of heat exposure to them, and air guide aerodynamic elements, through which for the central energy air flow created rotational-translational trajectory, heat accumulate p, in which the stock of thermal energy is stored for non-solar and low-wind periods, a wind-air intake channel connected by means of an air guide opening to a thermo-aerodynamic conversion channel and increasing the power of the central energy air flow and equipped with wind-air guide surfaces, which give, thanks to the crevice openings formed between them, rotational air movement environment in it, and the machine room located under it, and these energy converting modules are located They are vertically one above the other and have a common central axis of symmetry together with a wind turbine, exhaust and wind intake ducts and a central energy air flow, characterized in that the heat transfer elements of the energy converting modules are connected to at least one central capacity of the high-temperature fluid coolant located in the engine room and the latter, in turn, is connected to a high-temperature solar thermal converter as a passing heater through them a heat carrier, which is equipped with means of absorbing sunlight, transferring heat to this heat carrier and utilizing heat losses, heat-insulated materials that are insulated from the environment, and is thermodynamically connected with the internal environment of the heat accumulator, which is created by a device that is heat-insulated over its entire surface by means of a rigid foam, and filling the last heat storage material, where the high-temperature coolant flows, while The above-mentioned heat-accumulating material is thermodynamically connected by means of a heat carrier with a heat exchange unit made using a heat-conducting pipe collector, into which a second heat carrier enters for evaporation, in particular in the form of a liquid with a lower boiling point, and which is connected by an exhaust steam line to the inlet of the steam turbine generator and a supply channel - with a hydraulic pump connected to the outlet of the refrigerator — a condenser of liquid heat-transfer steam, the input of the latter being connected steam line with the output of the steam turbine generator, due to which at least one additional circuit for the production of electric energy is created, the generator in which is used as an independent source of electricity generation in parallel with the wind turbine generator, while this refrigerator contains a condensing pipe collector connected through a circulation channel of the cooling working fluid with the input of the heat converter, the heated heat sink of which is thermodynamically connected with auxiliary heat a radiator placed in the wind-intake channel and / or by means of a controlled superstructure - in the traction pipe and made in the form of heat-transferring blinds, slotted openings in which cover its central axis and additionally strengthen the rotational and translational components of the movement of the central energy air flow.

2. Helioaerobaric thermoelectric power station with additional sources of electric power generation according to claim 1, characterized in that the electrical outputs of the electric power generators of the wind turbine and at least one steam turbine by means of auxiliary devices are interconnected in parallel.

3. Helioaerobaric thermoelectric power station with additional sources of electric power generation according to claim 1, characterized in that at least one of its thermodynamic channels includes a converter of electrical energy into thermal energy, the electrical inputs of which are connected to a wind turbine generator through a control device, and the heat sink is high-temperature coolant - to one of these heat energy receivers, for example, to the central tank and / or heat accumulator.

4. Helioaerobaric thermoelectric power station with additional sources of electric power generation according to claim 1, characterized in that said heat exchanger unit including a heat-conducting pipe collector is made in an auxiliary pressure vessel, the output of the internal cavity of which is connected through a non-return and / or remotely controlled valve to the air turbine inlet installed in the engine room parallel to the steam turbine, and the input of its internal cavity is connected to the air supply compressor, while the specified heat the wire tube collector is connected through a circulating thermodynamic channel to a source of thermal energy, for example, a high-temperature solar thermal converter, and the output channel of the air turbine is connected to the energy space for converting and increasing the power of the central energy air stream and / or to the internal cavity of the exhaust channel.

5. Helioaerobaric thermoelectric power station with additional sources of electric power generation according to claim 1, characterized in that a thermal converter containing a technical analogue of the vortex tube is further included in the circulation thermodynamic channel connecting the heat-conducting pipe collector with a heat accumulator and / or a solar thermal converting device by means of a flowing heat carrier as a means of increasing the temperature in the internal environment of the heat exchange unit.