RU2662023C1 - Способ трансформации тепловой энергии в электроэнергию тепловой машиной внешнего сгорания с теплообменником, турбиной электрогенератора, турбиной компрессора и электрогенератором - Google Patents
Способ трансформации тепловой энергии в электроэнергию тепловой машиной внешнего сгорания с теплообменником, турбиной электрогенератора, турбиной компрессора и электрогенератором Download PDFInfo
- Publication number
- RU2662023C1 RU2662023C1 RU2017125402A RU2017125402A RU2662023C1 RU 2662023 C1 RU2662023 C1 RU 2662023C1 RU 2017125402 A RU2017125402 A RU 2017125402A RU 2017125402 A RU2017125402 A RU 2017125402A RU 2662023 C1 RU2662023 C1 RU 2662023C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heat exchanger
- generator
- air
- turbine
- compressor
- Prior art date
Links
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims abstract description 11
- 230000005611 electricity Effects 0.000 title claims abstract description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 title abstract description 3
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 claims abstract description 4
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 claims abstract description 4
- 238000010248 power generation Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- PZZOEXPDTYIBPI-UHFFFAOYSA-N 2-[[2-(4-hydroxyphenyl)ethylamino]methyl]-3,4-dihydro-2H-naphthalen-1-one Chemical compound C1=CC(O)=CC=C1CCNCC1C(=O)C2=CC=CC=C2CC1 PZZOEXPDTYIBPI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- 239000004449 solid propellant Substances 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C6/00—Plural gas-turbine plants; Combinations of gas-turbine plants with other apparatus; Adaptations of gas-turbine plants for special use
- F02C6/14—Gas-turbine plants having means for storing energy, e.g. for meeting peak loads
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Abstract
Способ трансформации тепловой энергии в электроэнергию тепловой машиной внешнего сгорания с теплообменником, турбиной электрогенератора, компрессором и электрогенератором, включающим теплообменник, систему управления, клапан теплообменника, турбину электрогенератора, вал, электрогенератор, компрессор, обратный клапан компрессора, пневмоаккумулятор теплообменника и обратный клапан теплообменника, заключается в нагреве воздуха во внутренней полости теплообменника В момент времени, когда давление воздуха в теплообменнике достигнет введенного в систему управления предела максимального давления воздуха, система управления открывает клапаны теплообменника. Воздух из теплообменника приводит во вращение турбину электрогенератора, турбина электрогенератора соединена валом с ротором электрогенератора и компрессором. Под действием поступающего на турбину электрогенератора воздуха ротор электрогенератора получает импульс кинетической энергии вращения, соответствующий кинетической энергии поступающего на турбину электрогенератора воздуха. Система управления закрывает клапан теплообменника. Отработавший в турбине электрогенератора воздух выбрасывается в атмосферу. Компрессор забирает воздух из атмосферы и через обратный клапан компрессора подает воздух в пневмоаккумулятор теплообменника. Воздух из пневмоаккумулятора теплообменника через обратный клапан теплообменника поступает в теплообменник и начинается очередной цикл накопления кинетической энергии вращения ротором электрогенератора. В момент времени, когда при очередной подаче газа на турбину электрогенератора прекращается увеличение кинетической энергии вращения ротором электрогенератора, система управления подключает электрогенератор к нагрузке, затем циклы генерирования электроэнергии электрогенератором повторяются. Изобретение направлено на повышение эффективности преобразования тепловой энергии в электроэнергию при неравномерном подводе воздуха в теплообменник тепловой машины внешнего сгорания. 1 ил.
Description
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Изобретение относится к области энергомашиностроения.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Известные схемы двигателей Стирлинга («Двигатели Стирлинга» Г. Ридер, Ч. Хупер, Издательство «Мир», Москва, 1986), преобразующих тепловую энергию в электроэнергию, имеют один существенный недостаток. Частота вращения ротора электрогенератора зависит от интенсивности подвода теплового потока к рабочему телу. Максимальная эффективность преобразования кинетической энергии ротора любого электрогенератора в электроэнергию наблюдается при условии совпадения частоты ротора с резонансной частотой электромагнитного контура электрогенератора.
Цель заявленного изобретения состоит в обеспечении максимальной эффективности преобразования тепловой энергии в электроэнергию при неравномерном подводе тепла к воздуху в теплообменнике тепловой машины внешнего сгорания с теплообменником, турбиной электрогенератора, компрессором и электрогенератором.
СУЩНОСТЬ ЗАЯВЛЕННОГО ИЗОБРЕТЕНИЯ
Способ трансформации тепловой энергии в электроэнергию тепловой машиной внешнего сгорания с теплообменником, турбиной электрогенератора, турбиной компрессора и электрогенератором состоит в следующем. Атмосферный воздух в теплообменнике 1 нагревается любым видом тепловой энергии - энергией солнца, газообразным, жидким или твердым топливом. Тепловая энергия нагревает воздух во внутренней полости теплообменника 1. В момент времени, когда давление воздуха в теплообменнике 1 достигнет введенного в систему управления предела максимального давления воздуха, система управления открывает клапаны теплообменника 2. Воздух из теплообменника 1 приводит во вращение турбину электрогенератора 3. Турбина электрогенератора 3 соединена валом 4 с ротором электрогенератора 5 и компрессором 6. Под действием поступающего на турбину электрогенератора 3 воздуха ротор электрогенератора 5 получает импульс кинетической энергии вращения, соответствующий кинетической энергии поступающего на турбину электрогенератора 3 воздуха, после чего система управления закрывает клапан теплообменника 2. Отработавший в турбине электрогенератора 3 воздух выбрасывается в атмосферу. Компрессор 6 забирает воздух из атмосферы и через обратный клапан компрессора 7 подает воздух в пневмоаккумулятор теплообменника 8. Воздух из пневмоаккумулятора теплообменника 8 через обратный клапан теплообменника 9 поступает в теплообменник 1, и начинается очередной цикл накопления кинетической энергии вращения ротором электрогенератора 5.
В момент времени, когда при очередной подаче газа на турбину электрогенератора 3 прекращается увеличение кинетической энергии вращения ротором электрогенератора 5 система управления подключает электрогенератор 5 к нагрузке, например к аккумулятору. Затем циклы генерирования электроэнергии электрогенератором повторяются, чем обеспечивается максимальная эффективность трансформации тепловой энергии в электроэнергию при неравномерном подводе тепла к газу в теплообменнике 1 тепловой машины внешнего сгорания.
РАСКРЫТИЕ ЗАЯВЛЕННОГО ИЗОБРЕТЕНИЯ
Способ трансформации тепловой энергии в электроэнергию тепловой машиной внешнего сгорания с теплообменником, турбиной электрогенератора, компрессором и электрогенератором, включающим теплообменник, систему управления, клапан теплообменника, турбину электрогенератора, вал, электрогенератор, компрессор, обратный клапан компрессора, пневмоаккумулятор теплообменника и обратный клапан теплообменника, отличается тем, что тепловая энергия нагревает воздух во внутренней полости теплообменника, в момент времени, когда давление воздуха в теплообменнике достигнет введенного в систему управления предела максимального давления воздуха, система управления открывает клапаны теплообменника, воздух из теплообменника приводит во вращение турбину электрогенератора, турбина электрогенератора соединена валом с ротором электрогенератора и компрессором, под действием поступающего на турбину электрогенератора воздуха ротор электрогенератора получает импульс кинетической энергии вращения, соответствующий кинетической энергии поступающего на турбину электрогенератора воздуха, после чего система управления закрывает клапан теплообменника, отработавший в турбине электрогенератора воздух выбрасывается в атмосферу, компрессор забирает воздух из атмосферы и через обратный клапан компрессора подает воздух в пневмоаккумулятор теплообменника, воздух из пневмоаккумулятора теплообменника через обратный клапан теплообменника поступает в теплообменник, и начинается очередной цикл накопления кинетической энергии вращения ротором электрогенератора, в момент времени, когда при очередной подаче газа на турбину электрогенератора прекращается увеличение кинетической энергии вращения ротором электрогенератора, система управления подключает электрогенератор к нагрузке, затем циклы генерирования электроэнергии электрогенератором повторяются.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ЗАЯВЛЕННОГО ИЗОБРЕТЕНИЯ
Затраты на НИОКР и производство тепловой машины внешнего сгорания с теплообменником, турбиной электрогенератора, турбиной компрессора и электрогенератором не могут существенно отличаться от таковых при проектировании классического ДВС.
ГРАФИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ
Фигура. Принципиальная схема тепловой машины внешнего сгорания с теплообменником, турбиной электрогенератора, турбиной компрессора и электрогенератором.
1 - теплообменник; 2 - клапан теплообменника; 3 - турбина электрогенератора; 4 - вал; 5 - электрогенератор; 6 - компрессор; 7 - обратный клапан турбины компрессора; 7 - обратный клапан компрессора; 8 - пневмоаккумулятор теплообменника; 9 - обратный клапан теплообменника.
Claims (1)
- Способ трансформации тепловой энергии в электроэнергию тепловой машиной внешнего сгорания с теплообменником, турбиной электрогенератора, компрессором и электрогенератором, включающим теплообменник, систему управления, клапан теплообменника, турбину электрогенератора, вал, электрогенератор, компрессор, обратный клапан компрессора, пневмоаккумулятор теплообменника и обратный клапан теплообменника, отличающийся тем, что тепловая энергия нагревает воздух во внутренней полости теплообменника, в момент времени, когда давление воздуха в теплообменнике достигнет введенного в систему управления предела максимального давления воздуха, система управления открывает клапана теплообменника, воздух из теплообменника приводит во вращение турбину электрогенератора, турбина электрогенератора соединена валом с ротором электрогенератора и компрессором, под действием поступающего на турбину электрогенератора воздуха ротор электрогенератора получает импульс кинетической энергии вращения, соответствующий кинетической энергии поступающего на турбину электрогенератора воздуха, после чего система управления закрывает клапан теплообменника, отработавший в турбине электрогенератора воздух выбрасывается в атмосферу, компрессор забирает воздух из атмосферы и через обратный клапан компрессора подает воздух в пневмоаккумулятор теплообменника, воздух из пневмоаккумулятора теплообменника через обратный клапан теплообменника поступает в теплообменник и начинается очередной цикл накопления кинетической энергии вращения ротором электрогенератора, в момент времени, когда при очередной подаче газа на турбину электрогенератора прекращается увеличение кинетической энергии вращения ротором электрогенератора, система управления подключает электрогенератор к нагрузке, затем циклы генерирования электроэнергии электрогенератором повторяются.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017125402A RU2662023C1 (ru) | 2017-07-14 | 2017-07-14 | Способ трансформации тепловой энергии в электроэнергию тепловой машиной внешнего сгорания с теплообменником, турбиной электрогенератора, турбиной компрессора и электрогенератором |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017125402A RU2662023C1 (ru) | 2017-07-14 | 2017-07-14 | Способ трансформации тепловой энергии в электроэнергию тепловой машиной внешнего сгорания с теплообменником, турбиной электрогенератора, турбиной компрессора и электрогенератором |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2662023C1 true RU2662023C1 (ru) | 2018-07-23 |
Family
ID=62981644
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017125402A RU2662023C1 (ru) | 2017-07-14 | 2017-07-14 | Способ трансформации тепловой энергии в электроэнергию тепловой машиной внешнего сгорания с теплообменником, турбиной электрогенератора, турбиной компрессора и электрогенератором |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2662023C1 (ru) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3151250A (en) * | 1962-12-26 | 1964-09-29 | Gen Electric | Spinning reserve peaking gas turbine |
| SU383859A1 (ru) * | 1970-12-11 | 1973-05-23 | Способ получения пиковой электроэнергии | |
| SU1097816A1 (ru) * | 1982-08-24 | 1984-06-15 | Vodyanitskij Vladimir P | Воздухоаккумулирующа электростанци |
| DE10236326A1 (de) * | 2001-08-17 | 2003-03-06 | Alstom Switzerland Ltd | Gasspeicherkraftanlage |
| US20110094231A1 (en) * | 2009-10-28 | 2011-04-28 | Freund Sebastian W | Adiabatic compressed air energy storage system with multi-stage thermal energy storage |
| GB2534914A (en) * | 2015-02-05 | 2016-08-10 | Isentropic Ltd | Adiabatic liquid air energy storage system |
-
2017
- 2017-07-14 RU RU2017125402A patent/RU2662023C1/ru active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3151250A (en) * | 1962-12-26 | 1964-09-29 | Gen Electric | Spinning reserve peaking gas turbine |
| SU383859A1 (ru) * | 1970-12-11 | 1973-05-23 | Способ получения пиковой электроэнергии | |
| SU1097816A1 (ru) * | 1982-08-24 | 1984-06-15 | Vodyanitskij Vladimir P | Воздухоаккумулирующа электростанци |
| DE10236326A1 (de) * | 2001-08-17 | 2003-03-06 | Alstom Switzerland Ltd | Gasspeicherkraftanlage |
| US20110094231A1 (en) * | 2009-10-28 | 2011-04-28 | Freund Sebastian W | Adiabatic compressed air energy storage system with multi-stage thermal energy storage |
| GB2534914A (en) * | 2015-02-05 | 2016-08-10 | Isentropic Ltd | Adiabatic liquid air energy storage system |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103912405A (zh) | 一种平行运动热能动力机器及其做功方法 | |
| CA2751160A1 (en) | Conversion of combined cycle power plant to compressed air energy storage power plant | |
| AU2012253201B2 (en) | A hot-air engine | |
| CN103635661B (zh) | 废热利用设备 | |
| CN203892009U (zh) | 一种转子负压动力设备 | |
| RU2662023C1 (ru) | Способ трансформации тепловой энергии в электроэнергию тепловой машиной внешнего сгорания с теплообменником, турбиной электрогенератора, турбиной компрессора и электрогенератором | |
| CN103912404B (zh) | 一种平行运动高低压动力设备及其应用 | |
| WO2016137442A1 (en) | A turbine and method of making and using the same | |
| CN203892043U (zh) | 一种平行运动负压动力设备 | |
| CN203892016U (zh) | 一种星型负压动力设备 | |
| CN103925111B (zh) | 一种平行运动高低压动力机器及其应用 | |
| RU2660237C1 (ru) | Способ управления газораспределительным клапаном тепловой машины внешнего сгорания | |
| CN203892044U (zh) | 一种水平对置式负压动力设备 | |
| CN203892045U (zh) | 一种直列式负压动力设备 | |
| CN203892046U (zh) | 一种负压动力机器 | |
| RU2785183C1 (ru) | Солнечная гибридная газотурбинная энергетическая установка | |
| CN203892048U (zh) | 一种星型高低压动力机器 | |
| CN203891949U (zh) | 一种星型高低压动力设备 | |
| CN203892058U (zh) | 一种直列式高低压动力机器 | |
| CN203892052U (zh) | 一种星型热能动力设备 | |
| CN203892053U (zh) | 一种平行运动热能动力机器 | |
| CN103912403A (zh) | 一种星型高低压动力机器及其做功方法 | |
| CN203891950U (zh) | 一种v型高低压动力机器 | |
| CN203892059U (zh) | 一种直列式高低压动力设备 | |
| CN103939230A (zh) | 一种直列式负压动力设备及其做功方法 |