RU26085U1 - Солнечная гидроаккумулирующая установка - Google Patents

Abstract

Солнечная гидроаккумулирующая установка, содержащая гелиоэнергетическую установку как источник нагреваемого рабочего тела (пара), рабочие емкости, в которых вода используется как жидкий поршень и перекачиваемая жидкость, нижний и верхний водоемы, соединенные между собой трубами перекачивания воды из нижнего водоема в верхний, трубы подвода пара от гелиоэнергетической установки, трубы подачи воды и пара и клапаны управления подачей воды и пара в рабочие емкости и из них, компьютер управления работой клапанов, отличающаяся тем, что она содержит на берегу нижнего водоема углубление с гидроизолированным дном и стенками, в котором установлены рабочие емкости на глубине, обеспечивающей самотечную подачу в них воды из нижнего водоема, емкости соединены с нижним водоемом трубами с клапанами, днище каждой емкости соединено трубой с клапаном с соответствующей трубой перекачивания из нижнего водоема в верхний, верхняя поверхность каждой рабочей емкости соединена трубой с клапаном с соответствующей трубой подвода пара, на верхней поверхности каждой рабочей емкости установлен клапан сброса отработанного пара, а все клапаны соединены с управляющим компьютером.

Description

Изобретение относится к области нагрузок солнечных энергетических установок с концентраторами солнечного излучения и слуА- водоподъемником. Тепловая энергия солнечной установки в слагаемой установке преобразуется в механическую энергию л а таюшей воды которая может использоваться в уже построенных гидроэлектростанциях, или в специально построенных гидроаккуы}лирующих электростанциях.

Известны водоподъемные устройствам том числе и гелиоэнергетичсские, способные работать в качестве элементов гидроаккумулирпощих установок см.4Бюллетень изобретений N 17 от 20.06.96. заявка N9301123 Д. 06, Солнечный насос, F 0356/00 ; a.c.N 67519S, г,. ПаролхИдкостный двигатель , FOf К19/08 ).

1(з известных устройств наиболее близким по технической сущкг.гти является солнечный насос по заявке N 9301123 /06, принятый з прототип. Солнечный насос содержит источник нагреваемого раос чего тела . соединенный через распределительный механизм с плгньш цилиндром двухстороннего действия и конденсатором, порm-ji b главного цилиндра , жестко соединенный с поршнем насоса , по {аюшим перекачиваемую жидкость через конденсатор потребителю и устройство для минимизации рабочего тела. Источник нагреваемого рабочего тела выполнен в виде бака - аккумулятора, а распределительный механизм - в виде четырехходового двухпозиционно™ распределителя, переключаемого кулачком, установленным на одном валу с крыльчаткой, причем насос снабжен баком для сбора конденсата с расположенным внутри него конденсатором, соединенным с баком - аккумулятором , а устройство для минимизации yi-гчек рабочего тела выполнено в виде герметичного кожуха, соедиценного с баьом для сбора конденсата и охватывающего распределительный механизм и главный цилиндр.

Недостатком данного устройства является сложность технического i -.акния. которая ведет к недопустимым финансовым затратам. И бхеднм подход к решению задачи , предельно упрощающий подъем БОДЫ .„ т.к. Б данном случае речь идет о подъеме очень

многих тонн воды в секунду. Использование большого количества дорогих насосов в принципе неприемлемо.

Известный по а. с. парожидкостный двигатель, способный работать в качестве водоподъемника, содержит последовательно соединенные испаритель парожидкостный канал, холодильник и нагнетатетьно - всасывающую трубу, заполненные жидкостью , выполняющей одновременно роль рабочего тела и жидкого поршня, а испаритель со стороны, противоположной парожидкостному канату, соединен с последним дополнительным трубопроводом, который снабжен камерой- заполняемой газовой смесью.

Недостатком этого устройства является постепенное уменьшение количества неконденсирующегося газа в рабочей зоне двигателя за счет перехода части парогазовых пузырьков, образующихся в жидком поршне при осуществлении термодинамического цикла, в нагнетательно - всасывающую трубу, что ведет к увеличению необратимых потерь. Но главный недостаток - устройство также сложное и дорогое.

Современная энергетика поставлена перед фактом существенного роста цен на энергоносители. Это заставляет еще и еще раз обратиться ь альтернативной, нетрадиционной 3Hq: reTHKe , в том числе, а может быть главным образом, к гелиоэнергетике, стараясь не заменять дорогие энергоносители дорогой аппаратурой и оборудованием. А с использование известных устройств и установок происходит именно икая замена. Но гедиоэнергетика. кроме очень дорогих солнечных батарей, имеющих низкий КПД - это тепловые киловатт-часы, которые- безусловно, очень нужны. А как их превратить в электрические, которые нужны еще больше, да еще превратить с учетом нестабильности тепловой мощности гелиоустановок в течение суток и в течение сезона

Предложена солнечная гадроаккумулирующая установка, содержащая гелиоэнергетическую установку как источник нагреваемого рабочего тела f пара 5. рабочие емкости, в которых вода используется как жидкий поршень и перекачиваемая жидкость, нижний и верхний водоемьь соединенные между собой трубами перекачивания воды из нижнего водоема в верхний, трубы подвода пара от гелиоэнергетической установки, трубы подачи воды и пара и клапаны управления подачей воды и пара в рабочие емкости и из них , компьютер управления работой клапанов, отличающаяся тем , что она содержит на берегу нижнего водоема углубление с гидроизолнрсванньш дном и стенками, в котором установлены рабочие емкости на гтоине. обеспечивающей самотечную подачу в них воды

из нижнего воггоема. емкости соединены с нижним водоемом трубами с клапанами, днище каждой емкости соединено трубой с клапаном с соответствующей трубой перекачивания из нижнего вопоема в верхний - верхняя поверхность каждой рабочей емкости соединена трубой с клапаном с соответствующей трубой подвода пара на верхней поверхности каждой рабочей емкости установлен клапан сброса отработанного пара, а все клапаны соединены с управляющим компьютером.

Предлагаемая установка позволяет обойти недостаток, присущий гелиознерт стикс, а именно нестабильность и периодичность работы в течение суток, как бы увеличить за счет интенсификации 9- часовой в среднем рабочий день гелиоустановок до 24- часового, позволяет уменьшить сезонность использования гелиоэнергетических установок, помогает сглаживать пики максимального потребления энергии от знерго#Јсистем , Бее эти возможности получаются за счет создания запаса воды в верхнем водоеме. П1дроаккумулирующая установка является очень удобной нагрузкой для гелиоэнергетических установок . т, к. не предъявляет к ним никаких временных и мошностных требований. Работает так, как сегодня светит солнце. Установка мо-ьет не требовать никаких затрат на гидростроительство т.к. заполняет уже готовые водохранилища гидроэлектростанций- очень часто испытывающих недостаток воды. Вместе с тем установка несет в себе возможность создания новой ветви энергетики - гидроа1л,умулирую1Ш1х электростанций с гелиоэнергетическим заполнением водохранилищ. Такие гидроэлектростанции могут быть построены, например, в пустыне на моря, где имеется подходящий рельеф, но отсутствует река. В турбинах будет работать морская вода, поднятая установкой.

Для пояснения предлагаемой установки на фиг. 1 приведен чертеж установки в аксонометрической проекции. Цифрами на фиг. 1 обозначены:

1- плотика, дамба шли высокий берег моря ( озера ). отгораживающие верхний водоем;

2- нижний всаоем:

3- углубление на берегу нижнего водоема с гидроизолированным дном и стенками:

4- трубы перекачивания воды из нижнего водоема в верхний;

5- теплоизолированная груба подвода рабочего тела ( пара );

S - труса подачи БОНЫ из нижнего водоема в раЬочую емкость;

9- расючие емкости:

10-клапаны управления подачей воды из рабочих емкостей; И -клапаны управления подачей пара в рабочие емкости:

12- клапан управления подачей воды в рабочую емкость;

13- клапан сероеа отработанного пара.

Предложенная установка осуществляется следующим образом. Возможны два варианта исполнения:

1- установка, работающая параллельно с действующей гидроэлектростанцией;

2- установка, являющаяся единственным источником заполнения верхнего водоема.

В первом случае все гидротехнические работы уже проведены, затраты необходимы только на создание самой установки, во втором случае работы часто необходимо начинать с нуля , включая строительство электростанции. По существу же установки не отличаются друг от друга.

Поскольку гидроаюсумулирующая установка является нагрузкой гелиоэнергетической установки, необходимы площади земли недалеко от гидротехнических сооружений, чтобы была минимальной длина трубы 5 подвода пара на фиг. i. Иногда допустимо увеличение длин горизонтальной части труб перекачивания воды 4 фиг. 1, если гелисзнергетическая установка расположена на значительном расстоянии от гидроаккумулирующей.

Также неоднозначно может решаться вопрос с размещением углубления 3 и рабочих емкостей 9 фиг. 1. Возможно их размещение на некотором расстоянии от нижнего водоема 2, тогда вода в рабочие емкости будет подаваться с помощью канала или трубопроводов.

Определенное количество рабочих емкостей 9 подключено к одной из трус перекачивания 4 . Объем емкостей и их количество выбраны так. чтобы при максимально возможной для данной географической широты производительности гелиоэнергетической установки труба 4 все еше справлялась с перекачиванием воды. При других тепловых производительностях трубы 4 будут перекачивать воды меньше. Также в предлагаемой установке учтено , что часть емкостей в этот момент работает в режиме наполнения водой через трубу 3- они не подают воду в трубу 4. В зависимости от давления пара в трубе 5 , которое может меняться даже ежеминутно С ДОПУСТИМ, облако закрыло солнце ). соотношение заполняемых и перекачивающих рабочих емкостей будет меняться, поэтому и необ WlcS4l,l

Claims (1)

1. Солнечная гидроаккумулирующая установка, содержащая гелиоэнергетическую установку как источник нагреваемого рабочего тела (пара), рабочие емкости, в которых вода используется как жидкий поршень и перекачиваемая жидкость, нижний и верхний водоемы, соединенные между собой трубами перекачивания воды из нижнего водоема в верхний, трубы подвода пара от гелиоэнергетической установки, трубы подачи воды и пара и клапаны управления подачей воды и пара в рабочие емкости и из них, компьютер управления работой клапанов, отличающаяся тем, что она содержит на берегу нижнего водоема углубление с гидроизолированным дном и стенками, в котором установлены рабочие емкости на глубине, обеспечивающей самотечную подачу в них воды из нижнего водоема, емкости соединены с нижним водоемом трубами с клапанами, днище каждой емкости соединено трубой с клапаном с соответствующей трубой перекачивания из нижнего водоема в верхний, верхняя поверхность каждой рабочей емкости соединена трубой с клапаном с соответствующей трубой подвода пара, на верхней поверхности каждой рабочей емкости установлен клапан сброса отработанного пара, а все клапаны соединены с управляющим компьютером.