SK279395B6 - Integrated power block - Google Patents

Integrated power block Download PDF

Info

Publication number
SK279395B6
SK279395B6 SK831-95A SK83195A SK279395B6 SK 279395 B6 SK279395 B6 SK 279395B6 SK 83195 A SK83195 A SK 83195A SK 279395 B6 SK279395 B6 SK 279395B6
Authority
SK
Slovakia
Prior art keywords
pressure
gas
pneumatic
hydraulic
generator
Prior art date
Application number
SK831-95A
Other languages
Slovak (sk)
Other versions
SK83195A3 (en
Inventor
Fridrich Zeman
Ivan Zeman
�Udov�T Zeman
Jaroslav Min�Rik
Original Assignee
Fridrich Zeman
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fridrich Zeman filed Critical Fridrich Zeman
Priority to SK831-95A priority Critical patent/SK279395B6/en
Priority to PCT/SK1996/000011 priority patent/WO1997001029A1/en
Priority to AU63264/96A priority patent/AU6326496A/en
Publication of SK83195A3 publication Critical patent/SK83195A3/en
Publication of SK279395B6 publication Critical patent/SK279395B6/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03GSPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G6/00Devices for producing mechanical power from solar energy
    • F03G6/06Devices for producing mechanical power from solar energy with solar energy concentrating means
    • F03G6/068Devices for producing mechanical power from solar energy with solar energy concentrating means having other power cycles, e.g. Stirling or transcritical, supercritical cycles; combined with other power sources, e.g. wind, gas or nuclear
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03GSPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G6/00Devices for producing mechanical power from solar energy
    • F03G6/06Devices for producing mechanical power from solar energy with solar energy concentrating means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03BMACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B13/00Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y02E10/46Conversion of thermal power into mechanical power, e.g. Rankine, Stirling or solar thermal engines

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Abstract

An integrated power block provides a mutual conversion of gas pressure energy, liquid pressure energy, mechanic and electric energy. The integrated power block consists of a hydraulic circuit (H), generator of a pneumatic a hydraulic pressure (2) and a pneumatic circuit (P). The hydraulic circuit (H) consists of a supply and offlet pipe, rotary hydraulic machine (3), electric generator (4) and a non-pressure water tank (29). The generator of the pneumatic and hydraulic pressure (2) comprises a space for the gas pressure (8) and a space for the liquid pressure (5). The pneumatic circuit (P) has at least one source of gaseous pressure medium (1) and a vent (Vp).

Description

Oblasť technikyTechnical field

Jednotný energetický blok, podľa vynálezu, umožňuje každé plynné tlakové médium premeniť na mechanickú prácu v točivom hydraulickom stroji - vyrábať elektrickú energiu a akumulovať tlakový plyn a elektrickú energiu do tlakovej energie tlakového plynu.The uniform energy block according to the invention allows each gaseous pressure medium to be converted into mechanical work in a rotating hydraulic machine - to generate electricity and to store the compressed gas and the electric energy into the compressed gas compressed energy.

Sám osebe spadá do oblasti energetickej techniky na výrobu elektrickej energie z tlakového plynu, ako plynotlaková elektráreň, zo slnečného žiarenia, ako solámo-tlaková elektráreň, z prehriatych plynov a pár, ako termohydraulická elektráreň plynotlaková a termohydraulická elektráreň parná s teplárenskými okruhmi a techniky na akumulovanie tlakového plynu a elektrickej energie do tlakovej energie tlakového plynu a jej spätnej výroby na tom istom zariadení, ako akumulačná elektráreň plynotlaková. Vo svojej podstate, ako viacúčelový vratný stroj spadá aj do oblastí čerpacej a kompresorovej techniky a medzi hnacie stroje, ako pneumatickohydraulický motor a termohydraulický motor.It itself falls within the field of power engineering for the production of pressurized gas power, such as a gas-pressure power plant, solar radiation, as a solar-pressure power plant, superheated gases and vapors, as a thermohydraulic gas-pressure and thermohydraulic steam power plant with heating circuits. pressure gas and electric energy to the pressure energy of the pressure gas and its production on the same equipment as the gas-pressure storage power plant. In essence, as a multi-purpose return machine, it also falls within the fields of pumping and compressor technology and among the driving machines, such as a pneumatic-hydraulic motor and a thermohydraulic motor.

Doterajší stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Treba konštatovať, že jednotný energetický blok na výrobu elektrickej energie z energií tlakového plynu, slnečného žiarenia, prehriatych plynov a pár a kvapaliny a na akumulovanie týchto energií, vrátane energie elektrickej, ako je to možné v jednotnom energetickom bloku, nie je vo svete známy.It should be noted that the single energy block for generating electricity from pressurized gas, solar radiation, superheated gases and vapors and liquids and for storing those energies, including electricity, as possible in the single energy block, is not known worldwide.

Existujú iba samostatné energetické bloky na premenu tepelnej energie (získanej z chemickej, jadrovej, slnečnej alebo geotermálnej energie), na mechanickú prácu v expanzných turbínach, vodnej energie vo vodných turbínach a veternej vo veterných motoroch, ako elektrárne tepelné, jadrové, geotermické, termálno-soláme, vodné, prečerpávacie a veterné.There are only separate energy blocks for converting thermal energy (obtained from chemical, nuclear, solar or geothermal energy), for mechanical work in expansion turbines, hydropower in wind turbines and wind in wind engines, such as thermal, nuclear, geothermal, thermal- salt, water, pumping and wind.

Nie sú známe ani elektrárne, ktoré by umožnili bezodpadovú výrobu elektrickej energie z tlakového plynu, akumulovaného napr. v prírodných ložiskách, pri teplotách okolo 20 °C, s energetickou účinnosťou na úrovni spádových elektrární, bez toho aby sa pri tom zmenili chemické vlastnosti tohto plynu.There are no known power plants that would allow waste-free production of electricity from compressed gas, eg. in natural deposits, at temperatures around 20 ° C, with energy efficiency at the level of catchment power plants, without changing the chemical properties of the gas.

Nie je známa ani akumulačná elektráreň plynotlaková, ktorá by umožňovala akumovať elektrickú energiu do tlakovej energie tlakového plynu, napr. vo vyťaženom prírodnom ložisku a spätne ju z neho na tom istom zariadení vyrábať, a to bez negatívneho pôsobenie na ekológiu krajiny a s energetickou účinnosťou na úrovni prečerpávacích elektrární. Doteraz je možné elektrickú energiu akumulovať len v akumulačných elektrárňach s prirodzenou akumuláciou vody a v prečerpávacích elektrárňach. Navyše takýchto lokalít na výstavbu prečerpávacích elektrární je na zemskom povrchu málo a vyžadujú si značné zásahy do ekológie krajiny. Čo sa týka uskladňovania tlakového plynu do podzemných ložísk a iných zásobníkov, stlačovaním plynu elektrokompresormi, za súčasného stavu techniky nie je možná spätná výroba elektrickej energie z akumulovaného tlakového plynu na tom istom zariadení.There is also no known gas-fired storage power plant that would allow the accumulation of electrical energy into the compressed energy of the compressed gas, e.g. in an excavated natural deposit and back from it at the same facility, without adversely affecting the ecology of the landscape and with energy efficiency at the level of pumped storage plants. Until now, electricity can only be stored in storage plants with natural water storage and pumped storage plants. Moreover, such sites for the construction of pumped-storage power stations are scarce on the earth's surface and require significant interventions in the landscape's ecology. With regard to the storage of pressurized gas in underground bearings and other reservoirs, by compressing the gas with electro-compressors, it is not possible in the prior art to recover electricity from the accumulated pressurized gas on the same device.

Nie je známa ani solámo-tlaková elektráreň, ktorá by umožňovala bezodpadovú výrobu elektrickej energie z bezhraničného zdroja energie - slnečného tepla, premeneného na mechanickú prácu v točivom hydraulickom stroji.There is also no known solar-pressure power plant, which would enable waste-free production of electricity from a boundless energy source - solar heat, converted to mechanical work in a rotating hydraulic machine.

Nie je známa ani termohydraulická elekráreň parná a termohydraulická elektráreň plynotlková s teplárenskými okruhmi, v ktorých by sa tlakové zložky prehriatych plynov a pár menili prostredníctvom kvapalinovej náplne priamo na mechanickú prácu v točivom hydraulickom stroji. Doteraz existujú iba dva spôsoby energetických premien prehriatych plynov a pár na mechanickú prácu v točivých strojoch a to: odoberanie ich práce piestom piestového stroja a lopatkovým mechanizmom expanzných turbín.There is also no known thermohydraulic steam and thermohydraulic gas-fired power plant with heating circuits in which the pressure components of the superheated gases and vapors would be converted by means of a liquid charge directly to mechanical work in a rotating hydraulic machine. So far, there are only two ways of converting superheated gases and vapors for mechanical work in rotating machines, namely: removing their work by the piston of the piston machine and the blade mechanism of the expansion turbines.

Nie je známy ani viacúčelový vratný stroj na vzájomnú premenu energií tlakového plynu, kvapaliny, mechanickej práce a elektrickej energie. Existujú iba jednoúčelové stroje premieňajúce jednu energiu na druhú. Vratný proces koná iba jediný dvojúčelový stroj - reverzná turbína. Oproti tomu jednotný energetický blok môže v jednom smere pracovať ako plynotlakové čerpadlo, ako pneumatickohydraulický motor a ako plynotlaková elektráreň a v obrátenom smere, ako elektročerpadlo, ako elektrokompresor alebo akumulačná elektráreň plynotlaková, pričom môže konať ešte ďalšie pneumatické, hydraulické a mechanické úkony.There is no known multipurpose return machine for the interconversion of pressurized gas, liquid, mechanical and electrical energy. There are only dedicated machines that convert one energy to another. Only one dual-purpose machine - reverse turbine - performs the return process. On the other hand, the single energy block can operate in one direction as a gas-pressure pump, as a pneumatic-hydraulic motor and as a gas-pressure power plant, and in the opposite direction as an electric pump, as an electrocompressor or gas-accumulation power plant.

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Podstata vynálezu spočíva v tom, že jednotný energetický blok pozostávajúci z hydraulického okruhu, tvoreného prívodným a odvodným potrubím, točivým hydraulickým strojom, elektrickým generátorom a beztlakovou kvapalinovou nádržou, je napojený na priestor kvapalinovej náplne, aspoň jedného generátora pneumatického a hydraulického tlaku, ktorého priestor plynnej tlakovej náplne je spojený pneumatickým okruhom aspoň s jedným zdrojom plynného tlakového média a ústi do výpustu, ktorý· je zároveň vstupom do rozvodnej siete plynného tlakového média.SUMMARY OF THE INVENTION The single energy block consisting of a hydraulic circuit consisting of an inlet and outlet piping, a rotating hydraulic machine, an electric generator and a non-pressurized liquid tank is connected to a liquid-filling space of at least one pneumatic and hydraulic pressure generator. the pressure charge is connected by a pneumatic circuit to at least one source of the gaseous pressure medium and opens to an outlet which is at the same time an entrance to the gas pressure medium distribution network.

Ďalej podstata vynálezu spočíva v tom, že pneumatický okruh je opatrený regulačnou technikou, pričom má aspoň jeden snímač tlaku plynného tlakového média, aspoň jeden snímač minimálnej výšky a jeden snímač maximálnej výšky kvapaliny v generátore pneumatického a hydraulického tlaku, aspoň jeden uzáver na obchádazjúcom potrubí alebo regulátor tlaku plynného tlakového média, aspoň jeden hlavný uzáver plynného tlakového média a aspoň jeden uzáver odvodu plynného tlakového média.Further, the invention is characterized in that the pneumatic circuit is provided with a control technique, having at least one pressure sensor of the gaseous pressure medium, at least one minimum height sensor and one maximum liquid level sensor in the pneumatic and hydraulic pressure generator, at least one closure on the bypass pipe; a pressure regulator of the gaseous pressure medium, at least one main closure of the gaseous pressure medium and at least one closure of the gaseous pressure medium.

Podstata vynálezu spočíva aj v tom, že generátor pneumatického a hydraulického tlaku je tlaková nádoba; že beztlakovou kvapalinovou nádržou sú vlastné generátory pneumatického a hydraulického tlaku; že aspoň dva generátory pneumatického a hydraulického tlaku sú navzájom prepojené, pričom ich prepojené pneumatické okruhy sú prepojené aspoň na jeden zdroj plynného tlakového média, aspoň na jeden výpust plynného tlakového média a ich hydraulické okruhy sú vzájomne prepojené pred točivým hydraulickým strojom a za točivým hydraulickým strojom a že jeho pneumatické okruhy a hydraulické okruhy sú so zdrojmi plynného tlakového média a s generátormi pneumatického a hydraulického a s točivými hydraulickými strojmi a s beztlakovými kvapalinovými nádržami vzájomne prepojené.It is also an object of the invention that the pneumatic and hydraulic pressure generator is a pressure vessel; that the pressureless liquid reservoirs are proprietary pneumatic and hydraulic pressure generators; that at least two pneumatic and hydraulic pressure generators are interconnected, their interconnected pneumatic circuits being connected to at least one gas pressure medium source, at least one gas pressure medium outlet and their hydraulic circuits interconnected in front of the rotating hydraulic machine and behind the rotating hydraulic machine and that its pneumatic circuits and hydraulic circuits are interconnected with the sources of the gaseous pressure medium and with the pneumatic and hydraulic generators and with the rotating hydraulic machines and with the pressureless liquid tanks.

Napokon podstata vynálezu spočíva aj v tom, že jeho zdroj plynného tlakového média je aspoň prírodné ložisko tlakového plynu alebo povrchový plynojem alebo rozvodFinally, the invention also resides in that its source of gaseous pressure medium is at least a natural pressure gas deposit or a surface gas reservoir or distribution

SK 279395 Β6 ný systém tlakového plynu, alebo parný kotol, alebo geotermálny zdroj, alebo spaľovacia komora plynotlaková.2796 a pressure gas system, or a steam boiler, or a geothermal source, or a gas pressure combustion chamber.

Prehľad obrázkov na výkresochBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Obr. 1 - všeobecná schéma jednotného enrgetického bloku.Fig. 1 - general scheme of the single energy block.

Obr. 2 - schéma plynotlakovej elektrárne.Fig. 2 is a diagram of a gas-pressure power plant.

Obr. 3 - schéma solámotlakovej elektrárne.Fig. 3 is a diagram of a solar pressure power plant.

Obr. 4 - schéma termohydraulickej parnej elektrárne.Fig. 4 is a diagram of a thermohydraulic steam power plant.

Obr. 5 - schéma termohydraulickej plynotlakovej elektrárne.Fig. 5 is a diagram of a thermohydraulic gas-pressure power plant.

Obr. 6 - bloková schéma viacúčelového vratného stroja.Fig. 6 is a block diagram of a multi-purpose machine.

Obr. 7 - schéma dvojkomorového reverzbilného kompresora.Fig. 7 is a diagram of a two-chamber reversible compressor.

Príklady uskutočnenia vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Príklad 1 Plynotlaková elektráreň na bezodpadovú výrobu elektrickej energie z tlakového plynu (obr. č. 2).Example 1 Gas-pressure power plant for waste-free production of pressurized gas power (Fig. 2).

Tlakový plyn 32 akumulovaný napr. v prírodnom ložisku 39 tlakového plynu, má v danom prípade povahu primárneho zdroja energie 33. Jednotný energetický blok na premenu tejto energie na tlakovú energiu kvapaliny v generátore 2 pneumatického a hydraulického tlaku a na mechanickú prácu v točivom hydraulickom stroji 3 - vodnej turbíne, s následnou výrobou elektrickej energie v elektrickom generátore 4, ako plynotlaková elektráreň, je zrejmý z funkčnej schémy na obr. č. 2.The pressurized gas 32 accumulated e.g. A single power block for converting this energy into the pressure energy of the liquid in the pneumatic and hydraulic pressure generator 2 and for mechanical work in a rotating hydraulic machine of a 3-water turbine, followed by The production of electricity in the electric generator 4, such as a gas-pressure power plant, is apparent from the functional diagram of FIG. no. Second

Celý cyklus činnosti plynotlakovej elektrárne prebieha nasledovne: Prírodný tlakový plyn 32, akumuloaný v prírodnom ložisku 39, ako dokonale pružné plynné tlakové médium 32, schopné konať prácu, vstupuje do elektrárne prívodným potrubím 17 tlakového plynu, cez regulátor 13 tlaku plynu, kde sa jeho tlak redukuje na požadovaný pracovný tlak (napr. 5Mpa), ktorým tlačí na hladinu 9 kvapalinovej náplne v generátore 2 pneumatického a hydraulického tlaku. Uzávery 16 a 19 sú pri tom zatvorené a 14,15 a 11 otvorené. Po otvorení uzáverov kvapaliny 22, 23 a 27, vytláča túto do točivého hydraulického stroja 3 (v danom prípade tlakom odpovedajúcom spádu vody 500 m v. s.), ktorý poháňa elektrický generátor 4. Uzávery vody 24, 30 a 38 sú pri tom zatvorené. Odtiaľ odchádza cez uzáver 35 do odplynovača 34 (kde sa zbaví absorbovaného plynu) a cez odtokové potrubie 28 kvapaliny, do beztlakovej kvapalinovej nádrže 29. Odpadne plyny z odplynovača 34 sa odčerpávacím zariadením 36 plynu odvádzajú na spotrebné miesto. Ak nie je potrebné absorbovaný plyn z kvapaliny odvádzať, potom kvapalina cez uzáver odtoku 27 je odvádzaná odtokovým potrubím 28 kvapaliny priamo do beztlakovej kvapalinovej nádrže 29 alebo cez uzáver 30 do výpustu kvapaliny Vk2 a do rozvodnej siete 31 kvapaliny.The whole cycle of operation of the gas-pressure power plant proceeds as follows: Natural pressure gas 32, accumulated in the natural bearing 39, as a perfectly resilient gaseous pressure medium 32 capable of working, enters the power plant through the gas pressure line 17 through the gas pressure regulator 13 reduced to the required working pressure (e.g. 5MPa) by which it presses to the liquid filling level 9 in the pneumatic and hydraulic pressure generator 2. The shutters 16 and 19 are closed and 14,15 and 11 are open. Upon opening of the liquid shutters 22, 23 and 27, this is forced into the rotating hydraulic machine 3 (in this case by a pressure corresponding to a water drop of 500 m / s) which drives the electric generator 4. The water shutters 24, 30 and 38 are closed. From there it flows through the cap 35 to the degasser 34 (where it is free of absorbed gas) and through the liquid drain pipe 28 to a non-pressurized liquid tank 29. Waste gases from the degasser 34 are discharged to the consumption point by the gas evacuation device 36. If it is not necessary to drain the absorbed gas from the liquid, then the liquid through the drain plug 27 is discharged via the liquid drain pipe 28 directly to the pressureless liquid tank 29 or through the plug 30 to the liquid outlet Vk2 and into the liquid distribution network 31.

Keď snímač 6 minimálnej výšky hladiny 9 kvapalinovej náplne v generátore 2 pneumatického a hydraulického tlaku zaregistruje jej minimálnu výšku, uzavrie sa uzáver 15 za regulátorom tlaku a hlavný uzáver 22 kvapaliny, otvorí sa uzáver 19 odvodu tlakového plynu a tlakový plyn odchádza cez výpust Vp do rozvodnej siete 20 tlakového plynu. Týmito operáciami sa ukončil pracovný cyklus čin nosti točivého hydraulického stroja 3 a výroba elektrickej energie.When the minimum fluid level sensor 9 in the pneumatic and hydraulic pressure generator 2 registers its minimum height, the shutter 15 behind the pressure regulator and the main liquid shutter 22 are closed, the shut-off valve 19 is opened and the pressurized gas is discharged through the outlet Vp the pressure gas network 20. These operations ended the working cycle of the rotating hydraulic machine 3 and the generation of electricity.

Za tohto stavu klesá tlak v priestore 8 plynnej tlakovej náplne na požadovaný tlak v rozvodnej sieti 20 tlakového plynu. Keď snímač 18 tlaku plynu zaregistruje pokles tlaku plynu v priestore 8 plynnej tlakovej náplne na hodnoty približujúce sa tlaku v rozvodnej sieti 20 tlakového plynu, otvorí sa uzáver 38 na odvod kvapaliny, ktorá potom samospádom vteká do generátora 2 pneumatického a hydraulického tlaku, vytlačí z neho tlakový plyn, pričom ho naplní.In this state, the pressure in the gas charge space 8 drops to the desired pressure in the pressure gas distribution network 20. When the gas pressure sensor 18 detects a drop in the gas pressure in the gas pressure chamber 8 to values close to the pressure in the gas pressure network 20, the liquid discharge valve 38 opens, which then flows by gravity into the pneumatic and hydraulic pressure generator 2, pressure gas, filling it.

Keď snímač 7 maximálnej výšky hladiny 9 kvapalinovej náplne zaregistruje dosiahnutie tejto výšky, uzatvorí sa uzáver 38 na odvode kvapaliny a uzáver 19 odvodu tlakového plynu, otvoria sa uzávery 15, 22 a 23 a voda z priestoru 5 kvapalinovej náplne začne opätovne poháňať točivý hydraulický stroj 3.When the maximum fluid level sensor 7 detects that the liquid level has been reached, the liquid discharge cap 38 and the pressure gas discharge cap 19 are closed, the shutters 15, 22 and 23 are opened and the water from the liquid filling space 5 starts to drive the rotating hydraulic machine 3 again. .

Tento proces sa opakuje v intervaloch, v akých to vyžaduje odber v rozvodnej sieti 20 tlakového plynu alebo keď pracuje plynotlaková elektráreň s premenlivým výkonom, prípadne ako špičková. Ak má pracovať ako kontinuálne, musí mať aspoň dva generátory 2 pneumatického a hydraulického tlaku, ktoré sú uvádzané do činnosti striedavo.This process is repeated at intervals at which the offtake of the pressurized gas grid 20 requires it, or when the gas-pressure power plant is operating with variable power, possibly at peak power. If it is to operate continuously, it must have at least two pneumatic and hydraulic pressure generators 2 which are actuated alternately.

Iný spôsob výroby elektrickej energie v plynotlakovej elektrárni vyplýva z modifikovaného usporiadania jednotného energetického bloku, vo forme dvojkomorového reverzibilného kompresora, opísaného v príklade č. 6, obrázok č. 7.Another method of producing electricity in a gas-pressure power plant results from the modified arrangement of a single power block in the form of a two-chamber reversible compressor as described in Example 1. 6, FIG. 7th

Celý cyklus výroby elektrickej energie bude prebiehať podobným spôsobom ako pri predchádzajúcej. Napr.: začína prevádzka generátora 2' pneumatického a hydaulického tlaku, keď snímač 18 tlaku plynu zaregistruje pokles tlaku plynu v priestore 8 plynného tlakového média v generátore 2 pneumatického a hydraulického tlaku na hodnoty približujúce sa tlaku v rozvodnej sieti 20 tlakového plynu, uzavrú sa uzávery 15, 22 a 30'. Tlakový plyn 32 vstupuje cez otvorené uzávery 15' a 11' do generátora 2' pneumatického a hydraulického tlaku, vytláča z neho vodu cez točivý hydraulický stroj 3 do generátora 2 pneumatického a hydraulického tlaku, cez otvorené uzávery 22', 23 a 30 za súbežného vypúšťania tlakového plynu, cez otvorené uzávery 11 a 19 do rozvodnej siete 20 tlakového plynu. Po naplnení priestoru 5 kvapalinovej náplne vodou, čo zaregistruje snímač 7 maximálnej výšky, sa cyklus výroby elektrickej energie ukončí. Nato sa uzávery 19, 22, 30 a 15' uzavrú a z priestoru 8' plynného tlakového média sa vypúšťa tlakový plyn do spotrebnej siete 20. Keď snímač 18' tlaku tlakového plynu zaregistruje jeho pokles na hodnoty približujúce sa tlaku plynu v rozvodnej sieti 20, otvoria sa uzávery 15, 11, 22, 30' a 19' a výroba elektrickej energie, resp. činnosť točivého hydraulického stroja 3 pokračuje.The whole cycle of electricity production will proceed in a similar way as in the previous one. For example: operation of the pneumatic and hydraulic pressure generator 2 'begins when the gas pressure sensor 18 registers a pressure drop in the gas pressure medium space 8 in the pneumatic and hydraulic pressure generator 2 to values close to the pressure in the gas pressure network 20, the shutters close 15, 22 and 30 '. The pressurized gas 32 enters the openings 15 'and 11' into the pneumatic and hydraulic pressure generator 2 ', discharging water therefrom through the rotary hydraulic machine 3 into the pneumatic and hydraulic pressure generator 2, through the open closures 22', 23 and 30 with simultaneous discharge pressure gas, through the open closures 11 and 19 to the pressure gas distribution network 20. After filling the liquid filling space 5 with water, which registers the maximum height sensor 7, the power generation cycle is terminated. Then, the shutters 19, 22, 30 and 15 'are closed and the gas pressure space 8' is discharged into the consumer network 20. When the gas pressure sensor 18 'registers its drop to values near the gas pressure in the grid 20, they open with shutters 15, 11, 22, 30 'and 19' and power generation respectively. operation of the rotary hydraulic machine 3 continues.

Ak by mal pracovať týmto spôsobom, ako plynotlaková elektráreň s kontinuálnou výrobou elektrickej energie, mal by mať aspoň tri generátory 2', 2 a 2' pneumatického a hydraulického tlaku a aspoň dve vzájomne prepojené výpusty Vpj a Vp2 tlakového plynu do rozvodnej siete 20. Po ukončení prvého cyklu, napr.: po vytlačení vody z generátora 2' pneumatického a hydraulického tlaku cez turbínu 3 do generátora 2 pneumatického a hydraulického tlaku a vypustení tlakového plynu z generátora 2' pneumatického a hydraulického tlaku, na hodnotu približujúcu sa tlaku plynu v rozvodnej sieti 20, sa prepojením príslušných regulačných orgánov uvedie do činnosti generátor 2 pneumatického a hydraulického tlaku s výstupom vody cez trubínu 3 do generátora 2' pneumatického a hydraulického tlaku, pričom z generátora 2' sa vypúšťa tlakový plyn do rozvodnej siete 20. Po skončení tohto cyklu sa zapojí do činnosti generátor 2' a proces sa kontinuálne opakuje.If it is to operate in this manner as a gas-fired power plant with continuous power generation, it should have at least three pneumatic and hydraulic pressure generators 2 ', 2 and 2' and at least two interconnected pressure gas outlets Vpj and Vp2 to the distribution network 20. end of the first cycle, eg: after the water is pushed from the pneumatic and hydraulic pressure generator 2 'through the turbine 3 to the pneumatic and hydraulic pressure generator 2 and the pressure gas is released from the pneumatic and hydraulic pressure generator 2, to a value close to gas pressure in the grid 20, the pneumatic and hydraulic pressure generator 2 is actuated by the interconnection of the respective regulators with the water outlet through the pipe 3 to the pneumatic and hydraulic pressure generator 2 ', the pressure gas being discharged from the generator 2' into the distribution network 20. the generator 2 'is switched on and the process is continuous repeats.

Výhody plynotlakových elektrární, podľa vynálezu, spočívajú najmä v tom, že umožňujú využívať na výrobu elektrickej energie doteraz na tieto ciele nevyužiteľnú energiu tlakového plynu z prírodných ložísk 39, ako primárny energetický zdroj na konanie mechanickej práce v točivom hydraulickom stroji 3. Tým prispieva k zlepšeniu svetovej energetickej bilancie, za podmienok rovnakej energetickej účinnosti ako pri vodných elektrárňach, že rozširuje sortiment a zásoby primárnych energetických zdrojov vhodných na výrobu elektrickej energie, z doterajších fosilných, plynných a jadrových palív, energie vody a vetra o tlakovú energiu tlakového plynu, ktorá čo do množstva vyrobenej elektrickej energie - 2,5 kWh/10 Mpa.nĎ, po zohľadnení strát, η = 0,9, je rovnocenná s množstvom vyrobenej elektrickej energie v tepelných elektrárňach, spálením 1 rrĎ zemného plynu pri η = 0,33. Vyplýva to z ekvivalencie objemovotlakovej energie (p. V = MPa.m3) a elektrickej energie (kWh): 10 MPa.nú = 2,82 kWh. Tým sa prakticky svetové zásoby prírodného tlakového plynu na výrobu elektrickej energie znásobia a navyše, tlakový plyn sa stane obnoviteľným prírodným zdrojom, keďže sa bude dať v solámotlakových elektrárňach vyrobiť.The advantages of the gas-fired power plants according to the invention are, in particular, that they make it possible to exploit the unusable pressurized gas energy from natural bearings 39 for the production of electricity to date for this purpose as the primary energy source for doing mechanical work in the rotary hydraulic machine 3. world energy balance, under conditions of the same energy efficiency as hydroelectric power plants, that it expands the range and supplies of primary energy sources suitable for electricity production, from existing fossil, gaseous and nuclear fuels, water and wind energy by pressure gas pressure energy. the amount of electricity produced - 2,5 kWh / 10 Mpa.nĎ, taking into account the losses, η = 0,9, is equivalent to the amount of electricity produced in thermal power plants, by burning 1 rrĎ of natural gas at η = 0,33. This results from the equivalence of the volume pressure energy (p. V = MPa.m3) and the electrical energy (kWh): 10 MPa.nou = 2.82 kWh. This will virtually multiply the world's natural gas supplies for electricity generation and, moreover, compressed gas will become a renewable natural resource as it can be produced in solar pressure plants.

Ďalšie výhody pozostávajú v tom, že môžu byť vybudované kdekoľvek bez ohľadu na konfiguráciu terénu; že zdroj 1 tlakového plynu môže byť prepojený so solámo-tlakovým generátorom alebo plynotlakovou spaľovacou komorou; v tom, že jej prevádzka nevyžaduje dodávku elektrickej energie zvonku; v tom, že má povahu bezodpadovej výrobne a nepôsobí negatívne na ekológiu krajiny; v tom, že ako vysokotlakový plynojem a generátor 2 pneumatického a hydraulického tlaku umožňuje využiť objekty, či priestory po vyťažených ložiskách prírodných plynov, opustené banské, priemyselné diela, kaverny a iné podzemné a nadzemné priestory, čo je výhodné aj z investičného hľadiska, obzvlášť ak sú priestorovo dislokované v rôznych územných lokalitách; v tom, že ako beztlakové kvapalinové nádrže 29 možno výhodne využiť nádrže, či toky povrchových vôd ap., čím sa v porovnaní s vodnými elektrárňami, kde nemožno potrebné spády získavať bez všestranného nárastu investícií vyvolaných záberom pôdy na priehrady, derivačné kanály ap., znižujú investičné náklady aj z tohto titulu; v tom, že po vyťažení prírodného ložiska 39 tlakového plynu možno plynotlakovú elektráreň využívať ako akumulačnú, kedy má povahu prečerpávacej elektrárne. V takom prípade jej reverzná turbína umožňuje akumulovať elektrickú energiu do tlakového plynu a spätne ju z neho na tom istom zariadení vyrábať.Other advantages are that they can be built anywhere, regardless of terrain configuration; that the pressurized gas source 1 may be connected to a solar pressure generator or a gas pressure combustion chamber; in that its operation does not require external power supply; in that it has the nature of a waste-free production plant and does not adversely affect the ecology of the landscape; in that as a high-pressure gas tank and a pneumatic and hydraulic pressure generator 2 it makes it possible to utilize objects or spaces after exploited natural gas deposits, abandoned mining, industrial works, caverns and other underground and above-ground spaces, which is advantageous also from the investment point of view they are spatially disposed in different territorial locations; in that reservoirs or surface water flows etc. can be advantageously used as non-pressurized liquid reservoirs 29, thereby reducing, compared to hydroelectric power stations, where it is not possible to obtain gradients without a versatile increase in soil engagement investments, dams, etc., investment costs also in this respect; in that, after extraction of the natural pressure gas bearing 39, the gas-pressure power plant can be used as an accumulation, having the nature of a pumped-storage power plant. In this case, its reverse turbine allows the accumulation of electrical energy into the pressurized gas and the production of it back on the same equipment.

V inom prípade ňou možno zas v jej generátoroch 2 pneumatického a hydraulického tlaku zachycovať a tým akumulovať vody povrchového vodstva, ako úvodných elektrámí s prirodzenou akumuláciou. Preto môže pracovať s premenlivým výkonom alebo ako špičková, so schopnosťou akumulácie tlakového plynu a kvapaliny. Výhodne môže byť využitá na uskladňovanie tlakového plynu do podzemných ložísk a iných zásobníkov a na spätnú výrobu elektrickej energie z akumulovaného tlakového plynu na tom istom zariadení.In another case, it can, in turn, receive, in its pneumatic and hydraulic pressure generators 2, and thereby accumulate surface water, as the initial electricity with natural accumulation. Therefore, it can operate with varying power or peak performance, with the ability to store pressure gas and liquid. Advantageously, it can be used to store pressurized gas in underground deposits and other reservoirs and to recover electricity from the accumulated pressurized gas on the same equipment.

Celý tlakový spád tlakového plynu je účelné využiť aspoň v dvoch alebo v celej kaskáde plynotlakových elek trární, ktoré jeho tlakový spád využívajú, až na tlak potrebný na prekonanie tlakových strát na prepravu tlakového plynu.It is expedient to utilize the entire pressure gas pressure drop in at least two or the entire cascade of gas pressure power plants which use its pressure drop, except for the pressure necessary to overcome the pressure losses for the transport of the pressure gas.

V prírodných ložiskách 39 vysokotlakového plynu nie je zvláštnosťou tlak nad 10 MPa, čo odpovedá vodnému spádu nad 1000 m, aký sa v prírode nevyskytuje. Z toho dôvodu absentujú vodné turbíny na takéto veľmi vysoké spády i napriek tomu, že z hľadiska racionálneho využívania tohto primárneho energetického zdroja by bolo ich využívanie vhodné. Koncepcia plynotlakových elektrární podľa vynálezu podnecuje k ich vývoju, ako aj k vývoju nových typov točivých hydraulických strojov na iné kvapaliny ako je voda (napr. benzín, nafta ap.) alebo protitlakových a súčasne ponúka možnosti využitia všetkých doterajších nízkotlakových, strednotlakových a vysokotlakových vodných elektrární.In natural high pressure gas bearings 39, the peculiarity is not a pressure above 10 MPa, which corresponds to a water drop above 1000 m, which is not found in nature. For this reason, water turbines do not have such very high gradients, even if their use would be appropriate for the rational use of this primary energy source. The concept of gas-fired power plants according to the invention encourages their development as well as the development of new types of rotating hydraulic machines for liquids such as water (eg gasoline, diesel, etc.) or backpressure, while offering all existing low-pressure, medium-pressure and high-pressure hydropower plants. .

Príklad 2Example 2

Akumulačná elektráreň plynotlaková na akumulovanie elektrickej energie do tlakovej energie tlakového plynu, resp. na uskladňovanie tlakového plynu do podzemných ložísk a iných zásobníkov a na spätnú výrobu elektrickej energie na tom istom zariadení (obr. 2 a 7).Gas-fired storage power station for accumulating electric energy into compressed energy of compressed gas, resp. for the storage of pressurized gas in underground deposits and other reservoirs and for the recovery of electricity on the same installation (Figures 2 and 7).

Ak sa v jednotnom energetickom bloku (obr. 2), použije reverzná turbína 3 s motor-generátorom 4, bude možné v jednom smere 4-> 3 —> 2 —► 1 meniť elektrickú energiu v elektročerpadle 3 na tlakovú energiu kvapaliny, túto v generátore 2 pneumatického a hydraulického tlaku meniť na tlakovú energiu tlakového plynu a v takejto forme ju akumulovať napr. vo vyťaženom prírodnom ložisku 39 alebo v zásobníku tlakového plynu. V obrátenom smere 1 —> 2 —> 3 —> 4 bude možné elektrickú energiu z akumulovaného tlakového plynu už v príklade 1 opísaným spôsobom vyrábať. Pri stlačovani plynu podľa obrázka 2, budú uzávery 35, 38, 30, 24, 19,15 a 14 zavreté - ostatné otvorené.If a reversible turbine 3 with a motor-generator 4 is used in a single energy block (Fig. 2), it will be possible in one direction 4-> 3 -> 2 —► 1 to convert the electric energy in the electric pump 3 to the pressurized energy of the liquid. the pneumatic and hydraulic pressure generator 2 can be converted into the pressure energy of the compressed gas and stored in this form e.g. in an excavated natural bearing 39 or in a pressurized gas reservoir. In the reverse direction 1 -> 2 -> 3 -> 4, it will be possible to produce electricity from the accumulated pressure gas already in Example 1 in the manner described above. When compressing the gas of Figure 2, the shutters 35, 38, 30, 24, 19, 15 and 14 will be closed - the others open.

Ak má slúžiť ako klasická akumulačná elektráreň plynotlaková, potom pneumatický a hydraulický okruh P a H sú uzavreté. Ak má slúžiť ako zásobník tlakového plynu, potom naakumulovaný tlakový plyn sa využije na výrobu elektrickej energie už opísaným spôsobom.If it is to be used as a classical gas-storage storage power plant, then the pneumatic and hydraulic circuits P and H are closed. If it is to serve as a reservoir of pressurized gas, then the accumulated pressurized gas is used to generate electricity as described above.

Na menšie výkony, na vyrovnávanie nerovnomernej výroby a spotreby elektrickej energie, najmä v malých elektrárňach z obnoviteľných prírodných zdrojov: slnečných - v noci slnko nesvieti, vodných - nerovnomerné prietoky vody, veterných - nerovnomerné prúdenie vzduchu, môže slúžiť ako akumulátor tlakového plynu priestor 8 plynného tlakového média nad hladinou 9 kvapaliny v generátore 2 pneumatického a hydraulického tlaku.For smaller outputs, for balancing uneven production and consumption of electricity, especially in small power plants from renewable natural resources: sunny - the sun is not illuminated at night, water - uneven water flows, wind - uneven air flow, space 8 gaseous can serve as a pressure gas accumulator a pressure medium above the liquid level 9 in the pneumatic and hydraulic pressure generator 2.

Ak bude akumulačná elektráreň plynotlaková usporiadaná podľa obrázka č. 7, bude táto pracovať v smere 4 -> 3 —> 2' —> 1 resp. 4 —> 3 -> 2 —> 1 striedavo ako 2-komorový kompresor s kvapalinovým piestom, kde uzavretý priestor - komoru, v ktorej prebieha stláčanie plynu, predstavuje generátor 2' alebo 2” pneumatického a hydraulického tlaku. Napr.: ak začína stlačovanie plynu cez generátor 2' pneumatického a hydraulického tlaku, uzávery 19, 11, 30, 23, 22, 11' a 16 sú otvorené - ostatné uzavreté. Keď snímač 6 minimálnej výšky vody zaregistruje jej minimálny stav, uzavrú sa uzávery 19, 30, 22, 15' a otvoria sa 19', 11', 30', 23, 22, 11, 15 a 16 a proces stlačovania plynu pokračuje cez generátor 2 pneumatického a hydraulického tlaku. Spätná výroba elektrickej e nergie sa uskutoční spôsobom uvedeným v príklade č. 1, odsek 4 a 5.If the gas-fired storage power plant is arranged according to Fig. No. 7, it will operate in the direction 4 -> 3 -> 2 '-> 1 respectively. 4 -> 3 -> 2 -> 1 alternately as a 2-chamber liquid piston compressor, where the enclosed space - the chamber where the gas is compressed - represents a 2 'or 2 ”pneumatic and hydraulic pressure generator. For example: when gas compression begins via the pneumatic and hydraulic pressure generator 2 ', the shutters 19, 11, 30, 23, 22, 11' and 16 are open - the others are closed. When the minimum water level sensor 6 detects its minimum state, the shutters 19, 30, 22, 15 'are closed and 19', 11 ', 30', 23, 22, 11, 15 and 16 are opened and the gas compression process continues through the generator 2 pneumatic and hydraulic pressure. The re-production of electrical energy is carried out as described in example no. 1, paragraphs 4 and 5.

Príklad 3Example 3

Solámo-tlaková elektráreň na bezodpadovú výrobu elektrickej energie zo slnečného žiarenia (obr. č. 3)Solar-pressure power plant for waste-free production of solar energy (Fig. 3)

Zariadenie na premenu slnečného žiarenia premenného na teplo ako bezhraničného zdroja energie 33, na objemovú prácu tlakového plynu 32 v solámotlakovom generátore 40, je vo svojich ďalších energetických premenách, tzn., na tlakovú energiu kvapaliny v generátore 2 pneumatického tlaku a na mechanickú prácu v točivom hydraulickom stroji 3 - kvapalinovej turbíne principiálne zhodné s plynotlakovou elektrárňou. Jeho funkčná schéma je znázornená na obrázku č. 3. Činnosť solámo-tlakovej elektrárne v podstate prebieha tým istým spôsobom ako v plynotlakových elektrárňach opísaných v príklade 1.Apparatus for converting solar radiation variable to heat as a boundless energy source 33, for the volumetric work of the pressurized gas 32 in the solar pressure generator 40, is in its further energy transformations, i.e., the compressive energy of the liquid in the pneumatic pressure generator 2 and mechanical work in rotating. hydraulic machine of a 3 - liquid turbine principally identical to a gas - pressure power plant. Its functional diagram is shown in Figure no. 3. The operation of the solar-pressure power plant essentially takes place in the same way as in the gas-pressure power plants described in Example 1.

Výkon solámo-tlakových elektrární možno zvýšiť nainštalovaním solárnych reflektorov alebo zrkadiel 37, odrážajúcich slnečné žiarenie 33 premenené na teplo na povrch solámo-tlakového generátora 40, podľa zákona odrazu a zvýšením počiatočného tlaku plynného tlakového média 32. To sa dosiahne prepojením solámo-tlakového generátora 40 s plynotlakovou spaľovacou komorou 41, alebo s prírodným ložisko 39 tlakového plynu, či zásobníkom tlakového plynu, vo forme kombinovanej solámo-plynotlakovej elektrárne, alebo stlačovaním plynu pri obrátenom chode reverznej turbíny 3, alebo sa tak stane samovoľne pri ochladzovaní solámo-tlakového generátora 40, po západe slnka a pri samospáde kvapaliny 26 z beztlakovej nádrže 29 vyššie postavenej (alt. 1, podľa obrázka č. 2), alebo z príslušného generátora 2' alebo 2 pneumatického a hydraulického tlaku naplneného kvapalinou (alt. 2, podľa obrázka č. 7).The performance of solar-pressure power plants can be increased by installing solar reflectors or mirrors 37, reflecting solar radiation 33 converted to heat onto the surface of the solar-pressure generator 40, according to the law of reflection and increasing the initial pressure of the gaseous pressure medium 32. This is achieved by interconnecting the solar-pressure generator 40 with a gas-fired combustion chamber 41, or a natural gas-pressure bearing 39, or a gas-gas storage, in the form of a combined solar-gas-pressure power plant, or by compressing the gas while reversing the reverse turbine 3; after sundown and gravity gravity 26 from the non-pressurized tank 29 above (alt. 1, as shown in Figure 2), or from a corresponding 2 'or 2 pneumatic and hydraulic pressure filled generator (alt. 2, as shown in Figure 7) ).

V lokalitách bez rozvodných sietí je vhodné využívať aspoň dve v sérii zapojené solámo-tlakové elektrárne, pričom jedna by pracovala ako akumulačná elektráreň plynotlaková (v príklade č. 2) s výrobou elektrickej energie z akumulovaného tlakového plynu po západe slnka. Tým, že sa aj solámo-tlakový generátor 40 prepojí s plynotlakovou spaľovacou komorou 41 alebo s ložiskom 39 či zásobníkom tlakového plynu, možno zabezpečiť výrobu elektrickej energie, aj keď slnko nesvieti a navyše, tlakový plyn sa takto stane obnoviteľným energetickým zdrojom. Akumulované teplo možno využiť v rozvodnej sieti 20 prehriatych plynov a 25 oteplenej kvapaliny.At sites without distribution networks, it is advisable to use at least two solar-pressure power plants connected in series, one of which would operate as a gas-pressure storage power plant (in Example 2) producing electricity from the accumulated compressed gas after sunset. By interconnecting the solar pressure generator 40 with the gas pressure combustion chamber 41 or the bearing 39 or the pressure gas reservoir, it is possible to ensure the generation of electricity, even if the sun is not lit and in addition, the pressure gas thus becomes a renewable energy source. Accumulated heat can be used in the grid 20 superheated gases and 25 warmed liquid.

Príklad 4Example 4

Termohydraulická elektráreň parná s teplárenským okruhom parným a teplovodným (obr. č. 4).Thermohydraulic steam power plant with steam and hot water heating circuit (Fig. No. 4).

Ak sa v zariadení, podľa vynálezu, použije ako zdroj plynného tlakového média parný generátor 42 (kotol), v ktorom primárnym zdrojom energie 33 budú napr. fosílne palivá alebo geotermálny zdroj, potom jednotný energetický zdroj bude pracovať ako termohydraulická tepláreň. Tlaková zložka prehriatych pár sa bude už uvedeným spôsobom meniť prostredníctvom kvapalinovej náplne priamo na mechanickú prácu v točivom hydraulickom stroji 3 a ich tepelné zložky sa budú využívať na teplárenské ciele.If a steam generator 42 (boiler) is used as the source of the gaseous pressure medium in the apparatus according to the invention, the primary energy source 33 will be e.g. fossil fuels or a geothermal source, then a single energy source will operate as a thermohydraulic heating plant. The pressure component of the superheated vapor will be changed by the liquid filling directly to mechanical work in the rotating hydraulic machine 3 and the thermal components thereof will be used for heating purposes.

Na teplárenské ciele možno využívať časť pary už počas prevádzky točivého hydraulického stroja 3 alebo až po ukončení pracovného cyklu z naakumulovanej pary v generátore 2 pneumatického a hydraulického tlaku. Časť pary, ktorá sa skvapalní a teplo, ktoré prestúpi z pary do kvapali novej náplne, sa využije na teplárenské ciele vo forme oteplenej vody už pred výstupom, alebo až po výstupe z točivého hydraulického stroja 3.Part of the steam can be used for heating purposes already during operation of the rotating hydraulic machine 3 or only after the end of the working cycle from the accumulated steam in the pneumatic and hydraulic pressure generator 2. The part of the steam that is liquefied and the heat that passes from the steam to the dripping of the new charge is used for heating purposes in the form of warmed water before or after leaving the rotating hydraulic machine 3.

Príklad 5Example 5

Termohydraulická elektráreň plynotlaková s teplárenským okruhom plynným a teplovodným (obr. 5).Thermohydraulic gas-pressure power plant with gas and hot-water heating circuit (Fig. 5).

Ak sa bude tlakový plyn zohrievať vnútri solámo-tlakového generátora 40 alebo zdrojom 1 plynného tlakového média bude plynotlaková spaľovacia komora 41, v ktorej bude tlakový plyn zohrievaný napr. spaľovaním zemného plynu, potom energetické premeny prehriateho tlakového plynu na mechanickú prácu v točivom hydraulickom stroji 3 budú prebiehať analogickým spôsobom, ako sa uvádza v predchádzajúcich príkladoch. Alternatívne tlaková spaľovacia komora 41 môže byť s nepriamym ohrevom plynného 32 tlakového média - spaliny odchádzajú do komína, alebo s priamym ohrevom plynného 32 tlakového média - kde vlastné tlakové médium budú spaliny.If the pressurized gas is heated within the solenoid generator 40 or the source 1 of the pressurized gas medium will be a gas-pressure combustion chamber 41 in which the pressurized gas will be heated e.g. by combustion of natural gas, then the energy transformations of superheated pressurized gas to mechanical work in the rotating hydraulic machine 3 will proceed in an analogous manner to the previous examples. Alternatively, the pressurized combustion chamber 41 may be with indirect heating of the pressurized gas 32 - the flue gas leaving the chimney, or with direct heating of the pressurized gas 32 - where the actual pressurized medium will be the flue gas.

Príklad 6Example 6

Viacúčelový vratný stroj na vzájomnú premenu energií tlakového plynu, kvapaliny, mechanickej práce a elektrickej energie (obr. č. 6) a funkčná schéma jednej z mnohých aplikácii, ako dvojkomorový reverzibilný kompresor (obr. č. 7).A multipurpose reciprocating machine for the conversion of pressurized gas, liquid, mechanical work and electrical energy (Fig. 6) and a functional diagram of one of many applications, such as a dual-chamber reversible compressor (Fig. 7).

Jednotný energetický blok, ako viacúčelový vratný stroj vo svojich energetických premenách môže v jednom smere pracovať ako:A single energy block, as a multi-purpose machine in its energy transformations, can work in one direction as:

: PETP - akumulátor tlakového plynu: PETP - accumulator gas pressure

1-2 : TETP —> TEK - plynotlaková čerpadlo1-2: TETP -> TEK - gas pressure pump

1-2-3 : TETP -> TEK -> MP THS - pneumaticko-hydraulický motor1-2-3: TETP -> TEK -> MP THS - pneumatic-hydraulic engine

1-2-3-4 : TEPT -+ TEK -> MP THS -> EE -plynotlaková elektráreň v obrátenom smere:1-2-3-4: TEPT - + TEK -> MP THS -> EE - reverse pressure power plant:

4 4 : EE - elektromotor : EE - electro 4-3 4-3 : EE -> MP THS - elektročerpadlo : EE -> MP THS - electric pump 4-3-2 4-3-2 : EE —> MP THS -> TEK - elektro-kompresor s kvapalinovým piestom : EE -> MP THS -> TEK - electro-compressor with liquid piston 4-3-21 4-3-21 : EE —> MP THS -> TEK -> TETP - : EE-> MP THS-> TEK-> TETP-

akumulačná elektráreň resp. akumulovanie tlakového plynustorage power plant respectively. accumulation of pressure gas

Z blokovej schémy obr. č. 6 je zrejmé, že môže konať aj ďalšie vratné pneumatické, hydraulické a mechanické úkony.From the block diagram of FIG. no. 6, it is clear that other reversible pneumatic, hydraulic and mechanical operations can also be performed.

Príklad uskutočnenia dvojkomorového reverzibilného kompresora ako jedného z mnohých aplikácii tohto zariadenia, je zrejmý z obrázku č. 7.An example of an embodiment of a dual-chamber reversible compressor as one of many applications of this apparatus is shown in FIG. 7th

Jednotný energetický blok modifikovaný ako dvojkomorový reverzibilný kompresor má dva navzájom prepojené generátory 2' a 2 pneumatického a hydraulického tlaku. Ich pneumatické okruhy P sú pripojené na vyťažené ložisko 39 tlakového plynu alebo iný podzemný zásobník tlakového plynu alebo nadzemný plynojem či veterník a na spoločný výstup Vp, ktorý je zároveň vratným potrubím pre vstup a výstup tlakového plynu 32 do rozvodnej siete 20 a z rozvodnej siete 20 plynného tlakového média. Ich hydraulické okruhy H sú uzavreté a vzájomne prepojené pred a za točivým 3 hydraulickým strojom - reverznou turbínou. Beztlakovú kvapalinovú nádrž 29 nahradzuje striedavo jeden generátor 2' alebo druhý generátor 2 pneumatického a hydraulického tlaku.A single power block modified as a two-chamber reversible compressor has two interconnected pneumatic and hydraulic pressure generators 2 'and 2. Their pneumatic circuits P are connected to a dredged compressed gas bearing 39 or other underground compressed gas reservoir or an overhead gas tank or vane and to a common outlet Vp which is also a return line for the inlet and outlet of compressed gas 32 to and from the gas 20 pressure medium. Their hydraulic circuits H are closed and interconnected before and after the rotating 3 hydraulic machine - reverse turbine. The non-pressurized fluid tank 29 is alternately replaced by one generator 2 'or the other pneumatic and hydraulic pressure generator 2.

Stlačovanie tlakového plynu a akumulovanie tlakového plynu resp. akumulovanie elektrickej energie do tlakovej energie tlakového plynu bude prebiehať striedavým prepájaním generátorov 2' a 2 pneumatického a hydraulického tlaku, v smere 4 - 3- 2' -1, resp. 4 - 3 - 2 -1, spôsob uvedeným v príklade č. 2, odsek 3. Spätná výroba elektrickej energie z naakumulovaného plynu v smere 1 - 2' - 3 - 4 resp. 1 - 2 - 3 - 4 bude prebiehať spôsobom uvedeným v príklade č. 1, odsek 4 a 5.Compressed gas storage and accumulation of compressed gas resp. the accumulation of electric energy into the pressurized energy of the pressurized gas will take place by alternating interconnection of the 2 'and 2 pneumatic and hydraulic pressure generators in the direction of 4 - 3 - 2' -1, respectively. 4 - 3 - 2 -1, the method set forth in Example no. 2, paragraph 3. The re-generation of electricity from accumulated gas in the 1 - 2 '- 3 - 4 direction respectively 1 - 2 - 3 - 4 will proceed as described in example no. 1, paragraphs 4 and 5.

Priemyselná využiteľnosťIndustrial usability

Jednotný energetický blok alebo sústavu takýchto blokov, podľa vynálezu, možno využiť na bezodpadovú výrobu elektrickej energie z tlakového plynu, ako plynotlakovú elektráreň'', čím sa zvýšia využiteľné zásoby a sortiment primárnych energetických zdrojov o dva obnoviteľné zdroje, keďže aj tlakový plyn bude možné v solámo-tlakových generátoroch vyrobiť. Možno ho využiť aj na hospodárnu výrobu elektrickej energie z prehriatych plynov a pár, ako termohydraulickú elektráreň parnú s teplárenským okruhom parným a teplovodným a termohydraulickú elektráreň plynotlakovú s teplárenským okruhom plynným a teplovodným.A single power block or system of such blocks, according to the invention, can be used for waste-free power generation from pressurized gas, such as a gas-fired power plant, thereby increasing usable supplies and assortment of primary energy sources by two renewable sources. solar-pressure generators produce. It can also be used for economical production of electricity from superheated gases and steam, as a thermohydraulic steam power plant with a steam and hot water heating circuit and a thermohydraulic gas pressure power plant with a gas and hot water heating circuit.

Ďalej ho možno využiť na akumulovanie elektrickej energie, ako akumulačnú elektráreň plynotlakovú, na akumulovanie tlakového plynu, so spätnou výrobou elektrickej energie, ako aj na akumulovanie tepla a vody; na racionálnejšie využívanie povrchových vôd a na ďalšie využitie vyťažených ložísk, opustených banských diel, kaverien a iných podzemných a nadzemných priestorov.It can furthermore be used for the storage of electricity, such as a gas-pressure storage, for the storage of pressurized gas, for the recovery of electricity, and for the storage of heat and water; for more rational use of surface water and for further exploitation of mined deposits, abandoned mining works, caverns and other underground and above-ground areas.

Vo svojej podstate možno tento energetický blok využiť ako viacúčelový vratný stroj, na vzájomnú premenu energií tlakového plynu, kvapaliny, mechanickej práce a elektrickej energie, predovšetkým v odboroch čerpacej a kompresorovej techniky, napr. ako dvojkomorový reverzibilný kompresor alebo ako pneumatickohydraulický motor alebo termohydraulický motor.In essence, this power block can be used as a multipurpose return machine, for the interconversion of pressurized gas, liquid, mechanical and electrical energy, particularly in the fields of pumping and compressor technology, e.g. as a two-chamber reversible compressor or as a pneumatic-hydraulic or thermohydraulic engine.

kového média, aspoň jeden hlavný uzáver (11) plynného tlakového média a aspoň jeden uzáver (19) odvodu plynného tlakového média.at least one main closure (11) of the gaseous pressure medium and at least one closure (19) of the outlet of the gaseous pressure medium.

Claims (2)

3. Jednotný energetický blok podľa nárokov 1 a 2, vyznačujúci sa tým, že generátor (2) pneumatického a hydraulického tlaku je tlaková nádoba.The unit power unit according to claims 1 and 2, characterized in that the pneumatic and hydraulic pressure generator (2) is a pressure vessel. 4. Jednotný energetický blok podľa nárokov 1 až 3, vyznačujúci sa tým, že beztlakovou kvapalinovou nádržou (29) sú vlastné generátory (2) pneumatického a hydraulického tlaku.Unit power block according to Claims 1 to 3, characterized in that the pressureless liquid tank (29) is own pneumatic and hydraulic pressure generators (2). 5. Jednotný energetický blok podľa nárokov 1 až 4, vyznačujúci sa tým, že aspoň dva generátory (2) pneumatického a hydraulického tlaku sú navzájom prepojené, pričom ich prepojené pneumatické okruhy (P) sú prepojené aspoň na jeden zdroj (1) plynného tlakového média, aspoň na jeden výpust (Vp) plynného tlakového média a ich hydraulické okruhy (H) sú vzájomne prepojené pred točivým hydraulickým strojom (3) a za točivým hydraulickým strojom (3).The unit power unit according to claims 1 to 4, characterized in that at least two pneumatic and hydraulic pressure generators (2) are connected to each other, their connected pneumatic circuits (P) being connected to at least one gas pressure medium source (1). , at least one outlet (Vp) of the gaseous pressure medium and their hydraulic circuits (H) are interconnected in front of the rotating hydraulic machine (3) and behind the rotating hydraulic machine (3). 6. Jednotný energetický blok podľa nárokov 1 až 5, vyznačujúci sa tým, že jeho pneumatické okruhy (P) a hydraulické okruhy (H) sú so zdrojmi (1) plynného tlakového média a s generátormi (2) pneumatického a hydraulického tlaku a s točivými hydraulickými strojmi (3) a s beztlakovými kvapalinovými nádržami (29) vzájomne prepojené.Single power block according to claims 1 to 5, characterized in that its pneumatic circuits (P) and hydraulic circuits (H) are with gas pressure medium sources (1) and pneumatic and hydraulic pressure generators (2) and rotary hydraulic machines. (3) and with pressureless liquid tanks (29) interconnected. 7. Jednotný energetický blok podľa nárokov 1 a 2, vyznačujúci sa tým, že jeho zdroj (1) plynného tlakového média je aspoň prírodné ložisko (39) tlakového plynu alebo povrchový plynojem alebo rozvodný systém tlakového plynu alebo parný kotol (42) alebo geotermálny zdroj alebo spaľovacia komora (41) plynotlaková.The unit power unit according to claims 1 and 2, characterized in that its source (1) of gaseous pressure medium is at least a natural pressure gas bearing (39) or a surface gas tank or a pressure gas distribution system or a steam boiler (42) or a geothermal source. or a combustion chamber (41) gas pressure. 4 výkresy4 drawings PATENTOVÉ NÁROKYPATENT CLAIMS 1. Jednotný energetický blok obsahujúci hydraulický okruh (H), ktorý je tvorený prívodným a odvodným potrubím, točivým hydraulickým strojom, elektrickým generátorom a beztlakovou kvapalinovou nádržkou a je napojený na priestor (5) kvapalinovej náplne aspoň jedného generátora (2) pneumatického a hydraulického tlaku, vyznačujúci sa tým, že priestor (8) plynnej tlakovej náplne aspoň jedného generátora (2) pneumatického a hydraulického tlaku je spojený pneumatickým okruhom (P) aspoň s jedným zdrojom (1) plynného tlakového média a pneumatický okruh (P) ústi do výpustu (Vp), ktorý je zároveň vstupom do rozvodnej siete (20) plynného tlakového média.A single power block comprising a hydraulic circuit (H), comprising an inlet and outlet piping, a rotating hydraulic machine, an electric generator and a non-pressurized liquid tank, and connected to the liquid filling space (5) of at least one pneumatic and hydraulic pressure generator (2) characterized in that the pressure filling space (8) of the at least one pneumatic and hydraulic pressure generator (2) is connected by a pneumatic circuit (P) to at least one gas pressure medium source (1) and the pneumatic circuit (P) opens into an outlet ( Vp), which is at the same time an input into the distribution network (20) of the gaseous pressure medium. 2. Jednotný energetický blok podľa nároku 1, vyzná č u j ú c i sa tým, že pneumatický okruh (P) je opatrený regulačnou technikou, pričom má aspoň jeden snímač (18) tlaku plynného tlakového média, aspoň jeden snímač (6) minimálnej výšky a jeden snímač (7) maximálnej výšky kvapaliny v generátore (2) pneumatického a hydraulického tlaku, aspoň jeden uzáver (16) na obchádzajúcom potrubí alebo regulátor (13) tlaku plynného tla-A unit power unit according to claim 1, characterized in that the pneumatic circuit (P) is provided with control technology and has at least one pressure sensor (18) of gaseous pressure medium, at least one minimum height sensor (6) and one maximum liquid level sensor (7) in the pneumatic and hydraulic pressure generator (2), at least one bypass (16) on the bypass line or a gas pressure regulator (13);
SK831-95A 1995-06-23 1995-06-23 Integrated power block SK279395B6 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SK831-95A SK279395B6 (en) 1995-06-23 1995-06-23 Integrated power block
PCT/SK1996/000011 WO1997001029A1 (en) 1995-06-23 1996-06-21 Unified power block
AU63264/96A AU6326496A (en) 1995-06-23 1996-06-21 Unified power block

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SK831-95A SK279395B6 (en) 1995-06-23 1995-06-23 Integrated power block

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SK83195A3 SK83195A3 (en) 1997-09-10
SK279395B6 true SK279395B6 (en) 1998-11-04

Family

ID=20434005

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SK831-95A SK279395B6 (en) 1995-06-23 1995-06-23 Integrated power block

Country Status (3)

Country Link
AU (1) AU6326496A (en)
SK (1) SK279395B6 (en)
WO (1) WO1997001029A1 (en)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8378521B2 (en) 2007-05-09 2013-02-19 Ecole Polytechnique Federale de Lausanna (EPFL) Energy storage systems
CN102797613B (en) * 2011-05-25 2017-03-01 中国科学院工程热物理研究所 A kind of water pumping compressed air energy-storage
CN102619668B (en) * 2012-04-06 2013-12-11 王焕然 Constant-pressure water-gas compatible cabin power energy storage system
CN103277273B (en) * 2013-06-03 2016-08-10 朱剑文 Coriolis vortex fluid pressure boosting conversion new energy generator
WO2015026891A1 (en) 2013-08-21 2015-02-26 Paha Designs, Llc Energy conversion system and method
CN108317104B (en) * 2018-02-22 2024-04-12 蒋祖伦 Artificial regenerated energy gas-liquid circulation water pumping power generation system
CN111692070A (en) * 2020-07-02 2020-09-22 上海发电设备成套设计研究院有限责任公司 Electric energy storage system and electric energy storage method
CN111828842A (en) * 2020-07-30 2020-10-27 贵州航天天马机电科技有限公司 Oil gas field pressure energy recovery power generation facility
JP2023042338A (en) * 2021-09-14 2023-03-27 セントラル・エンジニアリング株式会社 Power generator and power generation method

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3611723A (en) * 1969-11-13 1971-10-12 Hollymatic Corp Hydraulic turbine and method
US3996741A (en) * 1975-06-05 1976-12-14 Herberg George M Energy storage system
US4086765A (en) * 1977-02-11 1978-05-02 James Gillilan Power generating system
WO1985000855A1 (en) * 1983-08-04 1985-02-28 Johnston Barry W Closed loop solar collector system powering a self-starting uniflow steam engine
DE3664227D1 (en) * 1985-02-15 1989-08-10 Shell Int Research Energy storage and recovery
EP0196690B1 (en) * 1985-03-28 1989-10-18 Shell Internationale Researchmaatschappij B.V. Energy storage and recovery
NL8601342A (en) * 1986-05-26 1987-12-16 Ir Arnold Willem Josephus Grup UNDERGROUND ENERGY STORAGE SYSTEM.
DE3807390A1 (en) * 1988-03-07 1989-09-21 Mugioiu Dipl Ing Ioan Energy store and emergency drinking-water supply
GB2251639B (en) * 1991-01-10 1994-07-27 Robert Colin Pearson Remote control apparatus
NL9101618A (en) * 1991-09-25 1993-04-16 Ir Arnold Willem Josephus Grup UNDERGROUND STORAGE OF ENERGY.

Also Published As

Publication number Publication date
AU6326496A (en) 1997-01-22
SK83195A3 (en) 1997-09-10
WO1997001029A1 (en) 1997-01-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Olabi et al. Compressed air energy storage systems: Components and operating parameters–A review
Cetin et al. Cryogenic energy storage powered by geothermal energy
Wang et al. Design and thermodynamic analysis of a multi-level underwater compressed air energy storage system
Arabkoohsar et al. Subcooled compressed air energy storage system for coproduction of heat, cooling and electricity
Zhai et al. Analysis of a solar-aided coal-fired power generation system based on thermo-economic structural theory
US2942411A (en) Apparatus for the utilization of solar energy
Meng et al. Technical performance analysis and economic evaluation of a compressed air energy storage system integrated with an organic Rankine cycle
CN106499612B (en) Compressed air double-energy storage system without external heat source
Mozayeni et al. Thermodynamic and exergy analysis of a combined pumped hydro and compressed air energy storage system
Carriveau et al. Transient thermodynamic modeling of an underwater compressed air energy storage plant: Conventional versus advanced exergy analysis
Karaca et al. A new renewable energy system integrated with compressed air energy storage and multistage desalination
AlShafi et al. Thermodynamic performance comparison of various energy storage systems from source-to-electricity for renewable energy resources
Milewski et al. Compressed air energy storage systems
Dib et al. Thermodynamic investigation of quasi-isothermal air compression/expansion for energy storage
Arabkoohsar Combined steam based high-temperature heat and power storage with an Organic Rankine Cycle, an efficient mechanical electricity storage technology
Kim et al. Feasibility study on the influence of steam injection in the compressed air energy storage system
Rahbari et al. A thorough investigation of the impacts of trigeneration-CAES off-design operation on its thermodynamics, economic and environmental effectiveness
Mazloum et al. Comparative study of various constant-pressure compressed air energy storage systems based on energy and exergy analysis
Salvini Techno-economic analysis of CAES systems integrated into gas-steam combined plants
SK279395B6 (en) Integrated power block
Liu et al. Assessment of a new combined thermal and compressed energy storage coupled with an absorption power cycle: Thermodynamic study
Zhang et al. Dynamic characteristics of a two-stage compression and two-stage expansion Compressed Carbon dioxide energy storage system under sliding pressure operation
Lee et al. A study on steam cycle optimization for integrating energy storage system to nuclear power plant
Rabbani et al. Thermodynamic assessment of a wind turbine based combined cycle
US20070151234A1 (en) Electricity produced by sustained air pressure