RU48587U1

RU48587U1 - HEAT POWER INSTALLATION WITH AN ELASTIC PILON

Info

Publication number: RU48587U1
Application number: RU2004136963/22U
Authority: RU
Inventors: С.А. Понятовский
Original assignee: Понятовский Станислав Андреевич
Priority date: 2004-12-14
Filing date: 2004-12-14
Publication date: 2005-10-27

Abstract

Полезная модель относится к энергомашиностроению, в частности к энергетическим установкам, использующим естественную разность температуры окружающей среды для выработки электроэнергии.The utility model relates to power engineering, in particular to power plants using the natural difference in ambient temperature to generate electricity.

Известна энергетическая установка содержащая соединенные в замкнутом циркуляционном контуре трубчатый испаритель, размещенный под поверхностью воды обеспечивающей кипение фреона в рабочем режиме, конденсатор, коллекторную трубу, возвратную трубу, паровую турбину, связанную с электрогенератором, снабжена также насосом, и объедены в замкнутый циркуляционный контур, конденсатор размещен ниже испарителя в слоях воды обеспечивающих конденсацию фреона в рабочем режиме. Испаритель и конденсатор выполнены в виде трехмерных трубчатых решеток, при этом решетки испарителя и конденсатора образуют единую A known power plant comprising a tubular evaporator connected in a closed circulation loop, located under the water surface providing boiling of freon in an operating mode, a condenser, a collector pipe, a return pipe, a steam turbine connected to an electric generator, is also equipped with a pump, and are combined into a closed circulation loop, a condenser placed below the evaporator in water layers providing condensation of freon in the operating mode. The evaporator and condenser are made in the form of three-dimensional tubular gratings, while the gratings of the evaporator and condenser form a single

плавучую конструкцию с помощью стоек и снабжена движителями.floating structure with racks and equipped with propulsors.

Новым в заявленной модели является что тепловая энергетическая установка, содержащая соединенные в замкнутом циркуляционном контуре испаритель, конденсатор, коллекторную трубу, внутри которой смонтированы турбина с электрогенератором, насос и возвратная трубка, крепятся к натянутому тросу верхний конец которого крепится к верхней емкости обладающего положительной плавучестью, а нижний конец к нижней емкости имеющего отрицательную плавучесть.New in the claimed model is that a thermal power plant containing an evaporator, condenser, collector pipe connected in a closed circulation loop, inside which a turbine with an electric generator is mounted, a pump and a return pipe are attached to a tensioned cable, the upper end of which is attached to the upper tank with positive buoyancy, and the lower end to the lower tank having negative buoyancy.

Кроме того, емкости имеют переменную плавучесть, одинаковую конструкцию, каждый снабжен баллоном для сжатого воздуха, компрессором высокого давления, движителем и аккумулятором.In addition, the tanks have variable buoyancy, the same design, each equipped with a cylinder for compressed air, a high pressure compressor, propulsion and battery.

Кроме того, вся конструкция способна переворачиваться вокруг горизонтальной оси.In addition, the entire structure is capable of flipping around a horizontal axis.

Description

Полезная модель относится к энергомашиностроению, в частности к энергетическим установкам, использующим естественную разность температуры окружающей среды для выработки элекроэнергии. Известна океаническая тепловая электростанция (a.c. CCCPN 1681 031, F 01 К 13/00, F 03 G 7/04. публ. БИ N 36, 1991 г.) Установка содержит последовательно соединенные в замкнутом контуре размещенные над уровнем воды конденсатор, гидравлическую турбину, размещенный под водой испаритель, паровую турбину, при этом конденсатор расположен в аэродинамической трубе, которая выполнена в виде сверхзвукового диффузора. Установка снабжена пароперегревателем для дополнительного подогрева рабочего тела, в качестве которого используют низкокипящую жидкость, например фреон. Пары The utility model relates to power engineering, in particular to power plants using the natural difference in ambient temperature to generate electricity. Known ocean thermal power plant (ac CCCPN 1681 031, F 01 K 13/00, F 03 G 7/04. Publ. BI N 36, 1991) The installation contains a series-connected in a closed loop located above the water level condenser, a hydraulic turbine, placed under water evaporator, steam turbine, while the condenser is located in the wind tunnel, which is made in the form of a supersonic diffuser. The unit is equipped with a superheater for additional heating of the working fluid, which is used as a low-boiling liquid, such as freon. Couples

рабочего тела после испарителя перегреваются в пароперегревателе и вращают паровую турбину, посте чего они попадают в конденсатор, расположенный внутри аэродинамической трубы. Пары рабочего тела охлаждаются воздухом и конденсируются. После конденсации рабочее тело стекает вниз и за счет напора вращает гидравлическую турбину. С турбинами связаны электрогенераторы, вырабатывающие электроэнергию. Однако работа указанной установки в сильной степени зависит от наличия воздушных потоков над поверхностью океана и силы ветра, что снижает стабильность функционирования установки и усложняет ее конструкцию. Известна океаническая энергетическая установка, использующая естественную разность температур между теплыми поверхностными слоями океана и холодными глубинными слоями (ЕПВ N 01625799, F 03 G 7/04, публ. 1985 г.). Установка содержит систему циркуляции рабочего тела в замкнутом контуре, включающем конденсатор, испаритель, паровую турбину, связанную с after the evaporator, the working fluid overheats in the superheater and rotates the steam turbine, after which they fall into the condenser located inside the wind tunnel. Vapors of the working fluid are cooled by air and condense. After condensation, the working fluid flows down and rotates a hydraulic turbine due to pressure. Electric power generators are connected to the turbines. However, the operation of this installation is highly dependent on the presence of air currents above the ocean surface and wind strength, which reduces the stability of the installation and complicates its design. Known oceanic power plant, using the natural temperature difference between the warm surface layers of the ocean and cold deep layers (EPO N 01625799, F 03 G 7/04, publ. 1985). The installation contains a circulation system of the working fluid in a closed circuit, including a condenser, an evaporator, a steam turbine associated with

электрогенератором, а также системы циркуляции теплой и холодной воды, отбираемой с помощью насосов с разных глубин океана, соответственно для испарения рабочей жидкости в испарителе и для охлаждения паров рабочей жидкости в конденсаторе. Установка обеспечивает различные режимы работы в дневное и ночное время, что улучшает ее экономичность. Однако наличие циркуляционных контуров теплоносителя требует включения в схему установки дополнительных контуров, которые усложняют установку.an electric generator, as well as a circulation system for warm and cold water, drawn using pumps from different depths of the ocean, respectively, for evaporating the working fluid in the evaporator and for cooling the working fluid vapor in the condenser. The installation provides various modes of operation in the daytime and at night, which improves its efficiency. However, the presence of circulating coolant circuits requires the inclusion of additional circuits in the installation scheme, which complicate the installation.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является энергетическая установка (RU 2116465 6 F 01 K 13/00 опубликованный 27.07.98 Бюл. №21), которая выбрана автором в качестве прототипа.Closest to the claimed technical solution is a power plant (RU 2116465 6 F 01 K 13/00 published July 27, 1998 Bul. No. 21), which is selected by the author as a prototype.

Установка содержит соединенные в замкнутом циркуляционном контуре трубчатый испаритель размещенный под поверхностью воды обеспечивающей кипение фреона в рабочем режиме, конденсатор, коллекторную трубу, возвратную трубу, паровую турбину The installation comprises a tubular evaporator connected in a closed circulation circuit located below the surface of the water providing boiling of freon in the operating mode, a condenser, a collector pipe, a return pipe, a steam turbine

связанную с электрогенератором, снабжена также насосом, и объедены в замкнутый циркуляционный контур, конденсатор размещен ниже испарителя в слоях воды обеспечивающих конденсацию фреона в рабочем режиме. Испаритель и конденсатор выполнены в виде трехмерных трубчатых решеток, при этом решетки испарителя и конденсатора образуют единую плавучую конструкцию с помощью стоек и снабжены движителями.connected with the electric generator, is also equipped with a pump, and combined into a closed circulation circuit, the condenser is located below the evaporator in water layers providing condensation of freon in the operating mode. The evaporator and condenser are made in the form of three-dimensional tubular gratings, while the gratings of the evaporator and condenser form a single floating structure using racks and are equipped with propulsors.

Однако жесткие многометровые стойки длиной около 600м связывающие теплообменные узлы (бойлеры) и поддерживающие коллекторную трубу имеет большую массу и габариты, что требует больших расходов и затрудняет строительство маломощных энергетических установок.However, rigid multi-meter racks with a length of about 600 m connecting the heat-exchange units (boilers) and supporting the collector pipe have a large mass and dimensions, which requires high costs and complicates the construction of low-power power plants.

Задачей полезной модели (Фиг.1) является снижение массы и габаритов узла (фермы) соединяющего бойлеры и поддерживающие коллекторную трубу сохраняя при этом способность вращаться вокруг горизонтальной оси, что необходимо для борьбы с обрастанием бойлеров живыми организмами.The objective of the utility model (Figure 1) is to reduce the mass and dimensions of the node (truss) connecting the boilers and supporting the collector pipe while maintaining the ability to rotate around the horizontal axis, which is necessary to combat the fouling of boilers by living organisms.

Новым, по сравнению с прототипом, в полезной модели является то, что испаритель 1, конденсатор 2 и коллекторная труба 3 крепятся на конструкцию состоящую из верхней емкости 4 обладающей переменной плавучести троса 6 и нижней емкостью обладающей переменной плавучести 5. с помощью зажимов (бандажей) 8New, in comparison with the prototype, in the utility model is that the evaporator 1, the condenser 2 and the collector pipe 3 are mounted on a structure consisting of an upper tank 4 with variable buoyancy for the cable 6 and lower tank with variable buoyancy 5. using clamps (bandages) 8

Кроме того, верхняя емкость 4 и нижняя емкость 6 снабжены движителями 7 способными создавать реактивную тягу как в противоположную сторону по линии троса, так и согласованно по линии перпендикулярной тросу 6.In addition, the upper tank 4 and the lower tank 6 are equipped with propulsion devices 7 capable of creating reactive thrust both in the opposite direction along the line of the cable and coordinated along the line perpendicular to the cable 6.

Кроме того, емкость 3 и емкость 5 снабжены баллонами для хранения сжатого воздуха 9, компрессорами высокого давления 10, аккумуляторами 11 и блоком управления 12. Сущность предлагаемого технического решения заключается в том, что тепловая энергетическая установка, содержащая соединенные в замкнутом циркуляционном контуре испаритель, конденсатор, коллекторную трубу, внутри которой смонтированы турбина с электрогенератором, In addition, the tank 3 and the tank 5 are equipped with cylinders for storing compressed air 9, high-pressure compressors 10, accumulators 11 and a control unit 12. The essence of the proposed technical solution lies in the fact that the thermal power plant contains an evaporator, a condenser connected in a closed circulation circuit a manifold pipe inside which a turbine with an electric generator is mounted,

насос и возвратная трубка, крепятся к натянутому тросу верхний конец которого крепится к верхней емкости обладающего положительной плавучестью, а нижний конец к нижней емкости обладающего отрицательной плавучестью.pump and return tube, attached to a tensioned cable, the upper end of which is attached to the upper tank with positive buoyancy, and the lower end to the lower tank with negative buoyancy.

Использование выталкивающей силы воды для создания длинной упругой конструкции к которой можно закрепиться позволяет снять требования по жесткости к силовому блоку, что значительно снизит расходы на строительство энергетических установок.Using the buoyancy force of water to create a long elastic structure to which it can be fixed allows you to remove the stiffness requirements for the power unit, which will significantly reduce the cost of building power plants.

Схема работает следующим образом:The scheme works as follows:

Верхняя емкость 4, обладающая положительной плавучестью через соединительный трос 6, имеющий необходимую длину для работы энергетической установки, The upper tank 4, which has positive buoyancy through the connecting cable 6, having the necessary length for the operation of the power plant,

поддерживает нижнюю емкость 5 имеющую отрицательную плавучесть, натягивая при этом соединительный трос 6. В результате с поверхности воды на необходимую глубину протягивается упругая конструкция, на которую вдоль троса крепится энергетическая установка. При необходимости разворота на 180° отключается энергетическая установка. Движители 7 переводятся в режим создания тяги в противоположные стороны по линии троса. Изначально емкость 4 наполнена воздухом, баллоны сжатого воздуха 9 заправлены сжатым воздухом, емкость 5 заполнена водой, аккумуляторы 11 заряжены. Когда возникает необходимость развернуть установку на 180° вокруг горизонтальной оси отключается энергетическая установка, движители 7, используя энергию аккумуляторов 11, создают тягу направленную в разные стороны по линии троса 6. В это время верхняя емкость 4 заполняется водой, а в нижнюю емкость 5 подается воздух из баллонов со сжатым воздухом. В результате обе емкости постепенно меняют знак плавучести на противоположное значение. При этом движители 7 supports the lower vessel 5 having negative buoyancy, while pulling the connecting cable 6. As a result, an elastic structure is stretched from the water surface to the required depth, onto which a power plant is attached along the cable. If necessary, turn 180 ° off the power plant. Movers 7 are transferred to the mode of creating traction in opposite directions along the line of the cable. Initially, the container 4 is filled with air, the cylinders of compressed air 9 are filled with compressed air, the container 5 is filled with water, the batteries 11 are charged. When there is a need to rotate the installation 180 ° around the horizontal axis, the power plant is turned off, the propulsors 7, using the energy of the batteries 11, create a thrust directed in different directions along the line of the cable 6. At this time, the upper tank 4 is filled with water, and air is supplied to the lower tank 5 from cylinders with compressed air. As a result, both tanks gradually change the sign of buoyancy to the opposite value. In this case, the movers 7

поддерживают заданное натяжение троса 6 до полного разворота установки. После того как емкости придут в новое рабочее состояние движители отключаются, и включается энергетическая установка с учетом реверса необходимых узлов, которая приводит в исходное состояние аккумуляторы 11 и баллоны 9 со сжатым воздухом подготовив их для следующего разворота. Движители 7 переводятся в режим согласованной тяги перпендикулярно тросу 9 для обеспечения возможного маневрирования энергетической установки.maintain the specified cable tension 6 until the installation is fully rotated. After the containers come to a new working state, the engines are turned off, and the power plant is turned on taking into account the reverse of the necessary nodes, which brings the batteries 11 and cylinders 9 with compressed air to the initial state, preparing them for the next turn. Movers 7 are transferred to the coordinated traction mode perpendicular to the cable 9 to ensure the possible maneuvering of the power plant.

Claims

A power plant containing a tubular evaporator connected in a closed circulation loop located below the surface of the water providing boiling of freon in an operating mode, a condenser, a collector pipe, a return pipe, a steam turbine connected to an electric generator, is also equipped with a pump and combined into a closed circulation loop, a condenser placed below the evaporator in layers of water, providing condensation of freon in the operating mode, the evaporator and condenser are made in the form of three-dimensional tubular gratings, etc. moreover, the gratings of the evaporator and condenser form a single floating structure using racks and are equipped with propulsors, characterized in that the evaporator, condenser and collector tube are mounted on a structure consisting of an upper tank with variable buoyancy, a cable and a lower tank with variable buoyancy using the clamps, the upper tank and the lower tank are equipped with propulsors capable of creating reactive thrust both in the opposite direction along the cable line and in a consistent way along the line perpendicular to wasp, both containers are equipped with tanks for storing compressed air, high pressure compressors and accumulators.