UA144166U - MULTIFUNCTIONAL POWER PLANT - Google Patents
MULTIFUNCTIONAL POWER PLANT Download PDFInfo
- Publication number
- UA144166U UA144166U UAU202001783U UAU202001783U UA144166U UA 144166 U UA144166 U UA 144166U UA U202001783 U UAU202001783 U UA U202001783U UA U202001783 U UAU202001783 U UA U202001783U UA 144166 U UA144166 U UA 144166U
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- load
- generator
- drive
- engine
- connection
- Prior art date
Links
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims abstract description 47
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims abstract description 14
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 63
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 28
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 28
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 28
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 12
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 6
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- 230000001364 causal effect Effects 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000009365 direct transmission Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000007726 management method Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D15/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of engines with devices driven thereby
- F01D15/10—Adaptations for driving, or combinations with, electric generators
-
- 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
- F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
- F02C7/36—Power transmission arrangements between the different shafts of the gas turbine plant, or between the gas-turbine plant and the power user
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
- H02K7/18—Structural association of electric generators with mechanical driving motors, e.g. with turbines
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
Abstract
Мультифункціональна енергетична установка, яка включає привод, електричний генератор/двигун, виконаний із можливістю підключення до мережі розподілення електричної енергії, модуль управління, згідно з корисною моделлю привод вибраний з ряду газопоршневий, дизельний, газотурбінний, газодизельний, двигун Стірлінга, вихідний вал приводу з'єднаний з вхідним валом електричного генератора/двигуна, виконаного із вихідним валом для підключення навантаження, при цьому установка та модуль управління виконані щонайменше із можливістю регулювання співвідношення механічних енергій, які передаються від приводу та генератора/двигуна на навантаження, та видачі електроенергії в мережу розподілення електричної енергії.Multifunctional power plant, which includes a drive, an electric generator / motor made with the possibility of connection to the electricity distribution network, a control module, according to the utility model the drive is selected from a number of gas piston, diesel, gas turbine, gas diesel, Stirling engine, output connected to the input shaft of the electric generator / motor made with the output shaft for load connection, the installation and the control module are made at least with the possibility of adjusting the ratio of mechanical energy transmitted from the drive and the generator / motor to load and power supply to the electricity distribution network energy.
Description
Корисна модель належить до галузі машинобудування та енергетики, і може бути застосована в усіх галузях промисловості і комунального господарства, де необхідна електрична та механічна енергія для технологічних процесів та приведення в дію машин і механізмів, а також для вироблення та постачання електричної енергії.The utility model belongs to the field of mechanical engineering and energy, and can be applied in all industries and utilities, where electrical and mechanical energy is required for technological processes and the actuation of machines and mechanisms, as well as for the generation and supply of electrical energy.
З рівня техніки відомі генератори на основі теплових (газопоршневих, дизельних) та інших двигунів (перз/ги.мікіредіа.ого/лмікі/т6ро 9593 9500 9680 9500 9587 9500 958Е9500 9589500 958Е9501 958 о 5601 9688 у500 95в0еьро 9585 9500 9582 9500 9580 9501 9568 9501 У568095600 96889500 9585 9о ро 95вАЗЬОЇ 9582 95601 9580 9500 958Е9501 9581 9501 9582 500 9580 9600 У6врогот 686 9500 9оFrom the level of technology known generators on the basis of thermal (gas, diesel) and other engines (perz/g. Mikidia. 9502
В8 9501 9081; пЕрз /Лимли.м-р-К.ти/бгапаз/де |епраспе"; пере //ги.мікіредіа.огд/мікі/дороО 9594 У500 588 9500 9587 9500 9585 55600 95889501 95809500 958 ряро во дерті ве 9501 95809500 95889500 9585 9500 95вАЗеОТ 9082 9501 9580 9500 958Е950 1 9581 9601 95682 600 95во 55600 95809501 9586 95600 9588 9501 95815).B8 9501 9081; pErz /Lymly.m-r-K.ty/bgapaz/de |epraspe"; per //hy.mikiredia.ogd/miki/doroO 9594 U500 588 9500 9587 9500 9585 55600 95889501 95809500 958 9500 95vaZeOT 9082 9501 9580 9500 958E950 1 9581 9601 95682 600 95vo 55600 95809501 9586 95600 9588 9501 95815).
Відомі генератори на основі теплових та інших двигунів в основному використовують для забезпечення електроенергією об'єктів паралельно з електричними мережами як основні, резервні і аварійні джерела енергії, а також маневрові для забезпечення пікових навантажень при значних змінах навантаження на енергетичні мережі протягом доби.Known generators based on thermal and other engines are mainly used to provide electricity to facilities in parallel with electrical networks as main, reserve and emergency energy sources, as well as shunting to provide peak loads in case of significant changes in the load on power networks during the day.
Недоліками аналогів є невелике значення коефіцієнта використання виробничих потужностей генераторів через невеликий час їх експлуатації, наприклад: - у разі, коли генератор використовують як резервне або аварійне джерело енергії, дороге устаткування практично не працює; - в разі, коли генератор слугує для надання додаткових послуг енергоринку, за умовами енергоринку генератор може генерувати за домовленістю з енергоринком потужність тільки по команді оператора енергоринку для забезпечення пікових навантажень протягом доби, а решту часу доби дороге устаткування вимушене або простоювати, або працювати в недовантаженому режимі.Disadvantages of analogues are the small value of the coefficient of utilization of production capacities of generators due to the short time of their operation, for example: - in the case when the generator is used as a reserve or emergency source of energy, the expensive equipment practically does not work; - in the event that the generator serves to provide additional services to the energy market, under the terms of the energy market, the generator can generate power by agreement with the energy market only at the command of the energy market operator to ensure peak loads during the day, and the rest of the day the expensive equipment is forced to either stand still or work under load mode
З рівня техніки відома вибрана найближчим аналогом приводна установка для приведення в дію навантаження (патент РФ на винахід 2703189, МПК РО2С 7/36, опубл. 16.10.2019, бюл. Мо 29), що містить газотурбінний двигун, розташований і виконаний з можливістю приведення в діюFrom the state of the art, a drive unit selected by the nearest analogue for actuating the load is known (patent of the Russian Federation for the invention 2703189, IPC RO2S 7/36, publ. 16.10.2019, bull. Mo 29), which contains a gas turbine engine, located and made with the possibility of driving in action
Зо навантаження, причому газотурбінний двигун містить газогенератор з ротором і силову турбіну з ротором, при цьому ротор силової турбіни механічно відокремлений від ротора газогенератора або не пов'язаний з ним по крутному моменту, електричний двигун/генератор, електрично з'єднаний з мережею розподілу електроенергії першу навантажувальну муфту, яка з'єднує газотурбінний двигун з навантаженням, другу навантажувальну муфту, яка з'єднує навантаження з зазначеним електродвигуном/генератором, і перетворювач частоти, приєднаний між електродвигуном/генератором і мережею розподілу електроенергії, причому вказаний перетворювач частоти виконаний і управляється з можливістю регулювання електричної частоти від мережі розподілу електроенергії до електродвигуна/генератора і від електродвигуна/ленератора до мережі розподілу електроенергії причому вказаний електродвигун/генератор виконаний з можливістю роботи як генератор для перетворення надлишкової механічної потужності газотурбінного двигуна в електричну потужність і доставки зазначеної електричної потужності до мережі розподілу електроенергії, і як двигун для додавання рушійної сили до навантаження, при цьому зазначена приводна установка містить від'єднувальний пристрій для оборотного від'єднання навантаження від газотурбінного двигуна із забезпеченням можливості приведення в дію навантаження тільки за допомогою вказаного електродвигуна.From the load, and the gas turbine engine includes a gas generator with a rotor and a power turbine with a rotor, the power turbine rotor being mechanically separated from the gas generator rotor or not torque-coupled to it, an electric motor/generator electrically connected to the power distribution network a first load coupling that connects the gas turbine engine to the load, a second load coupling that connects the load to said electric motor/generator, and a frequency converter connected between the electric motor/generator and the power distribution network, said frequency converter being made and controlled with with the possibility of adjusting the electric frequency from the power distribution network to the electric motor/generator and from the electric motor/generator to the power distribution network, and the specified electric motor/generator is made with the possibility of working as a generator for converting the excess mechanical power of the gas turbine engine into electricity critical power and delivery of the specified electric power to the power distribution network, and as an engine for adding motive power to the load, while the specified drive unit includes a disconnecting device for reversibly disconnecting the load from the gas turbine engine, ensuring the possibility of activating the load only by using the indicated electric motor.
Від'єднання або з'єднання, здійснюване за допомогою вказаного від'єднувального пристрою, управляється вручну оператором або автоматично за допомогою електроприводу.Disconnection or connection, carried out using the specified disconnection device, is controlled manually by the operator or automatically by means of an electric drive.
Вказаний від'єднувальний пристрій містить зчеплення між навантаженням і газотурбінним двигуном.The specified disconnecting device contains the coupling between the load and the gas turbine engine.
Зчеплення між навантаженням і газотурбінним двигуном є самосинхронізуючим зчепленням.The clutch between the load and the gas turbine engine is a self-synchronizing clutch.
Вказаний від'єднувальний пристрій містить знімну муфту або гідротрансформатор.The specified disconnecting device contains a removable clutch or torque converter.
Зазначена друга муфта встановлена з протилежного боку від зазначеної першої муфти по відношенню до навантаження, так що навантаження розташоване між зазначеним газотурбінним двигуном і зазначеним електродвигуном/генератором.Said second clutch is installed on the opposite side of said first clutch with respect to the load so that the load is located between said gas turbine engine and said electric motor/generator.
Навантаження містить щонайменше один компресор.A load contains at least one compressor.
Приводна установка містить муфту прямої передачі, виконану між зазначеним щонайменше одним компресором і зазначеним електродвигуном/генератором, при цьому зазначений щонайменше один компресор і вказаний електродвигун/генератор мають загальний вал.The drive unit includes a direct transmission clutch made between said at least one compressor and said electric motor/generator, while said at least one compressor and said electric motor/generator have a common shaft.
Приводна установка містить муфту, яка містить зчеплення, виконане між зазначеним щонайменше одним компресором і зазначеним електродвигуном/генератором.The drive unit includes a clutch that includes a coupling between said at least one compressor and said electric motor/generator.
Газогенератор містить зазначений компресор газогенератора, камеру згоряння і турбіну високого тиску, причому вказаний ротор газогенератора містить перший ротор зазначеного газогенератора компресора і другий ротор зазначеної турбіни високого тиску, при цьому зазначений перший ротор компресора газогенератора і вказаний другий ротор турбіни високого тиску встановлені на загальному валу. Силова турбіна містить рухливі соплові напрямні лопатки, які можуть використовуватися для зміни характеристик потоку газоподібних продуктів згоряння, що надходять в силову турбіну з газогенератора. Газотурбінний двигун містить компресор газогенератора, що містить рухомі впускні напрямні лопатки і призначений для прийому повітря, при цьому рухомі впускні напрямні лопатки виконані з можливістю управління ними для зміни швидкості потоку повітря, що випускається, в залежності від умов роботи газотурбінного двигуна і навантаження.The gas generator includes the specified gas generator compressor, combustion chamber and high pressure turbine, and the specified gas generator rotor contains the first rotor of the specified gas generator compressor and the second rotor of the specified high pressure turbine, while the specified first rotor of the gas generator compressor and the specified second rotor of the high pressure turbine are mounted on a common shaft. The power turbine contains movable nozzle guide vanes that can be used to change the characteristics of the flow of gaseous combustion products entering the power turbine from the gas generator. The gas turbine engine contains a gas generator compressor containing movable intake guide vanes and is designed for air intake, while the movable intake guide vanes are made with the possibility of controlling them to change the speed of the air flow that is released, depending on the operating conditions of the gas turbine engine and the load.
Електродвигун/генератор являє собою електродвигун/генератор з частотно-регульованим приводом.The electric motor/generator is an electric motor/generator with a frequency-regulated drive.
До недоліків відомої установки слід віднести обмеженість режимів роботи, недостатню функціональність, обмеженість сфери застосування, неможливість використання як закінченого створеного на виробництві багатофункціонального виробу, та висока вартість збирання (монтажу) відомої установки.The disadvantages of the known installation should include limited operating modes, insufficient functionality, limited scope of application, impossibility of use as a finished multi-functional product created in production, and high cost of assembly (installation) of the known installation.
Недоліком відомої установки є те, що відсутня можливість вибору типу приводу в залежності від вихідних умов - наявного палива, потужності, режимів роботи та навантаження, що робить систему негнучкою, не забезпечує її універсальність та обмежує область застосування.The disadvantage of the known installation is that there is no possibility to choose the type of drive depending on the initial conditions - the available fuel, power, operating modes and load, which makes the system inflexible, does not ensure its universality and limits the scope of application.
Використання у відомій установці газотурбінного двигуна як приводу виключає можливість використання відомої установки при наявності різних вихідних умов та параметрів.The use of a gas turbine engine as a drive in a known installation excludes the possibility of using the known installation in the presence of different initial conditions and parameters.
Також одним з недоліків відомої установки є виконання електродвигуна/генератора з можливістю роботи як генератора для перетворення лише надлишкової механічної потужності газотурбінного двигуна в електричну потужність і доставки зазначеної електричної потужності до мережі розподілу електроенергії що обумовлено виконанням та з'єднанням складових установки та не дозволяє використовувати установку у режимі перетворення повної механічноїAlso, one of the disadvantages of the known installation is the execution of an electric motor/generator with the possibility of working as a generator for converting only the excess mechanical power of the gas turbine engine into electrical power and delivering the specified electrical power to the electricity distribution network, which is due to the execution and connection of the components of the installation and does not allow the use of the installation in full mechanical conversion mode
Зо потужності приводу в електричну потужність і доставки зазначеної електричної потужності до мережі розподілу електроенергії.From drive power to electric power and delivery of the specified electric power to the electricity distribution network.
Отже не забезпечується можливість роботи в режимі чистої генерації, оскільки навантаження знаходиться між газотурбінним двигуном та електродвигуном/генератором.Therefore, the possibility of operation in pure generation mode is not ensured, since the load is between the gas turbine engine and the electric motor/generator.
З'єднання вихідного вала електродвигуна/генератора та приводу лише із навантаженням, та виконання електродвигуна/генератора без вхідного вала для можливості прямого з'єднання із приводом не дозволяє використовувати відому установку у режимі перетворення повної механічної потужності приводу в електричну потужність і доставки зазначеної електричної потужності до мережі розподілу електроенергії, що б дозволило використовувати установку для навантаження, яке повинно працювати періодично, що може бути обумовлено технологічним процесом або іншим, та забезпечувати перетворення максимальної механічної потужності установки в електричну потужність з отриманням максимальної електричної потужності і доставки зазначеної електричної потужності до мережі розподілу електроенергії у час, коли навантаження не повинно працювати.Connecting the output shaft of the electric motor/generator and the drive only with a load, and making the electric motor/generator without the input shaft for the possibility of direct connection with the drive does not allow the use of the known installation in the mode of converting the full mechanical power of the drive into electrical power and delivering said electrical power to the electricity distribution network, which would allow the installation to be used for a load that must work periodically, which may be due to a technological process or another, and to ensure the conversion of the maximum mechanical power of the installation into electrical power with the receipt of the maximum electrical power and the delivery of the indicated electrical power to the distribution network of electricity at a time when the load should not work.
При цьому відома установка виконана із цільовим навантаженням, а саме компресором, може монтуватись лише на місці встановлення і не може бути готовим окремим виробом багатоцільового призначення.At the same time, the known installation is made with a target load, namely a compressor, it can be mounted only at the installation site and cannot be a ready-made separate multipurpose product.
Відома установка не може бути виготовлена на підприємстві як закінчений виріб (загального призначення), а повинна збиратись із окремих блоків на місці спеціального застосування, що значно здорожує вартість відомої установки.The known installation cannot be manufactured at the enterprise as a finished product (general purpose), but must be assembled from separate blocks at the place of special application, which significantly increases the cost of the known installation.
В основу корисної моделі поставлена задача створити нову ефективну, гнучку та універсальну мультифункціональну енергетичну установку, яка за рахунок нових зв'язків між складовими установки, нових конструктивних рішень та зміни складових може бути виготовлена на виробництві як окремий закінчений виріб із урахуванням різних вихідних даних її використання із вибором та використанням відповідного вихідним даним приводу, із урахуванням різного навантаження та різних режимів його роботи, дозволить розширити режими роботи із можливістю роботи у режимі чистої генерації електричної енергії, підвищити технологічність та знизити вартість виробництва та монтажу, що у свою чергу дозволить розширити функціональність, сфери застосування та коло користувачів.The basis of the useful model is the task of creating a new efficient, flexible and universal multifunctional power plant, which, due to new connections between the plant components, new design solutions and component changes, can be manufactured at the factory as a separate finished product, taking into account the various initial data of its use with the selection and use of a drive corresponding to the output data, taking into account different loads and different modes of its operation, it will allow to expand the operating modes with the possibility of working in the mode of clean generation of electrical energy, increase manufacturability and reduce the cost of production and installation, which in turn will allow to expand functionality, areas of application and circle of users.
Поставлена задача вирішується тим, що у мультифункціональній енергетичній установці, 60 яка включає привод, електричний генератор/двигун, виконаний із можливістю підключення до мережі розподілення електричної енергії, модуль управління, згідно із корисною моделлю, привод вибраний з ряду газопоршневий, дизельний, газотурбінний, газодизельний, двигунThe task is solved by the fact that in a multifunctional power plant 60, which includes a drive, an electric generator/engine, made with the possibility of connecting to an electric power distribution network, a control module, according to a useful model, the drive is selected from a number of gas piston, diesel, gas turbine, gas diesel , the engine
Стірлінга, вихідний вал приводу з'єднаний з вхідним валом електричного генератора/двигуна, виконаного із вихідним валом для підключення навантаження, при цьому установка та модуль управління виконані щонайменше із можливістю регулювання співвідношення механічних енергій, які передаються від приводу та генератора/двигуна на навантаження, та видачі електроенергії в мережу розподілення електричної енергії.Stirling, the output shaft of the drive is connected to the input shaft of the electric generator/motor, made with the output shaft for connecting the load, while the installation and the control module are made at least with the possibility of adjusting the ratio of mechanical energies transmitted from the drive and the generator/motor to the load, and delivery of electricity to the electricity distribution network.
Також, згідно із корисною моделлю, вихідний вал генератора/двигуна виконаний з можливістю підключення до навантаження через муфту з функцією з'єднання-роз'єднання, у тому числі за сигналом від модуля управління.Also, according to the useful model, the output shaft of the generator/motor is made with the possibility of connecting to the load through a coupling with a connection-disconnection function, including by a signal from the control module.
Також, згідно із корисною моделлю, вихідний вал приводу з'єднаний з вхідним валом генератора/удвигуна через муфту з функцією з'єднання-роз'єднання, та вихідний вал генератора/двигуна виконаний з можливістю підключення до навантаження через муфту з функцією з'єднання-роз'єднання, у тому числі за сигналом від модуля управління.Also, according to a useful model, the output shaft of the drive is connected to the input shaft of the generator/motor through a coupling with the function of connection-disconnection, and the output shaft of the generator/motor is made with the possibility of connection to the load through the coupling with the function of connection - disconnection, including by a signal from the control module.
Також, згідно із корисною моделлю, вихідний вал приводу з'єднаний з вхідним валом генератора/двигуна через проміжний вал приєднання навантаження, який виконаний з модулем з функцією з'єднання-роз'єднання з навантаженням, у тому числі за сигналом від модуля управління.Also, according to the useful model, the output shaft of the drive is connected to the input shaft of the generator/motor through the intermediate shaft of the connection of the load, which is made with a module with the function of connection-disconnection with the load, including by a signal from the control module.
Також, згідно із корисною моделлю, вихідний вал приводу з'єднаний з вхідним валом генератора/двигуна через проміжний вал приєднання навантаження, при цьому вихідний вал приводу з'єднаний з проміжним валом приєднання навантаження через муфту з функцією з'єднання-роз'єднання, у тому числі за сигналом від модуля управління.Also, according to a useful model, the output shaft of the drive is connected to the input shaft of the generator/engine through the intermediate shaft of the load connection, while the output shaft of the drive is connected to the intermediate shaft of the connection of the load through a coupling with the function of connection-disconnection, including by a signal from the control module.
Також, згідно із корисною моделлю, вихідний вал приводу з'єднаний з вхідним валом генератора/двигуна через проміжний вал приєднання навантаження, при цьому вали з'єднані через муфти з функцією з'єднання-роз'єднання, у тому числі за сигналом від модуля управління.Also, according to a useful model, the output shaft of the drive is connected to the input shaft of the generator/motor through the intermediate shaft of the connection of the load, while the shafts are connected through couplings with the function of connection-disconnection, including by the signal from the module management.
Також, згідно із корисною моделлю, мультифункціональна енергетична установка оснащена утилізатором теплової енергії вихлопних газів і охолоджуючої рідини.Also, according to the utility model, the multifunctional power plant is equipped with a thermal energy utilizer of exhaust gases and coolant.
Перераховані ознаки запропонованого технічного рішення є суттєвими ознаками корисноїThe listed features of the proposed technical solution are essential features of a useful one
Зо моделі, що заявляється, а їх сукупність дозволяє отримати очікуваний технічний результат - розширення режимів роботи установки із забезпеченням можливості роботи у режимі чистої генерації електричної енергії із використанням повної механічної енергії приводу, забезпечення можливості використання для різних видів та режимів роботи навантаження, підвищення технологічності та зниження вартості виробництва і монтажу із забезпеченням можливості виготовлення, монтажу заявленої установки на підприємстві як окремого закінченого виробу у потрібному виконанні з урахуванням різних вихідних даних її використання, що у свою чергу дозволяє розширити функціональність, сфери застосування та значно розширити коло користувачів.From the proposed model, and their combination makes it possible to obtain the expected technical result - expansion of the operation modes of the installation with the provision of the possibility of operation in the mode of clean generation of electric energy using the full mechanical energy of the drive, provision of the possibility of use for various types and modes of operation of the load, improvement of manufacturability and reducing the cost of production and installation while ensuring the possibility of manufacturing and installing the declared installation at the enterprise as a separate finished product in the required performance taking into account the various initial data of its use, which in turn allows to expand the functionality, areas of application and significantly expand the circle of users.
Також додатково забезпечується технічний результат - можливість використання заявленої установки для модернізації при існуючому навантаженні із розширенням режимів роботи та підвищенням продуктивності установок.Also, a technical result is additionally provided - the possibility of using the declared installation for modernization at the existing load with the expansion of operating modes and increasing the productivity of the installations.
Причинно-наслідковий зв'язок суттєвих ознак запропонованого рішення з технічним результатом, що досягається, полягає в наступному.The causal relationship between the essential features of the proposed solution and the achieved technical result is as follows.
Завдяки тому, що у заявленій мультифункціональній енергетичній установці привод вибраний з ряду газопоршневий, дизельний, газотурбінний, газодизельний, двигун Стірлінга, вихідний вал приводу з'єднаний з вхідним валом електричного генератора/двигуна, виконаного із вихідним валом для підключення навантаження, при цьому установка та модуль управління виконані щонайменше із можливістю регулювання співвідношення механічних енергій, які передаються від приводу та генератора/двигуна на навантаження, та видачі електроенергії в мережу розподілення електричної енергії у сукупності ознак забезпечується можливість при періодичній роботі навантаження повністю використовувати механічну енергію від приводу для генерації електричної енергії, що дозволяє виключити марне простоювання обладнання та підвищити її ефективність. Також забезпечується можливість створювати різні модифікації установок, випускати готовий виріб із заданими характеристиками і у потрібній комплектації, розрахований на різні навантаження та різні умови експлуатації.Due to the fact that in the claimed multifunctional power plant, the drive is selected from a number of gas piston, diesel, gas turbine, gas diesel, Stirling engine, the output shaft of the drive is connected to the input shaft of the electric generator/motor, made with the output shaft for connecting the load, while the installation and the control module is made at least with the ability to adjust the ratio of mechanical energy transmitted from the drive and the generator/engine to the load, and the output of electricity to the electrical energy distribution network, in a combination of features, it is possible to fully use the mechanical energy from the drive to generate electrical energy during periodic operation of the load, which makes it possible to eliminate useless downtime of the equipment and increase its efficiency. It also provides an opportunity to create various modifications of installations, to produce a finished product with specified characteristics and in the required configuration, designed for different loads and different operating conditions.
При цьому також забезпечується безперебійність роботи навантаження із можливістю використання у разі необхідності (ремонту, профілактики, браку палива та інше) як приводу навантаження електричного генератора/двигуна.At the same time, uninterrupted operation of the load is also ensured with the possibility of use in case of need (repair, prevention, lack of fuel, etc.) as a drive for the load of the electric generator/engine.
Отже, мультифункціональна енергетична установка набуває нових додаткових функцій, а бо саме можливість перекладу навантаження на роботу від одного або іншого енергоносія і можливість генерувати електричну енергію на інше навантаження або в мережу, забезпечується підвищення коефіцієнта використання виробничих потужностей приводу/генератора за рахунок підключення приводу (на основі турбінного, або поршневого, або іншого двигуна) до електричного генератора/двигуна з двома приєднувальними кінцями (двома валами (силовими передачами)).Therefore, the multifunctional power plant acquires new additional functions, namely the ability to transfer the load to work from one or another energy carrier and the ability to generate electrical energy to another load or to the network, an increase in the utilization factor of the production capacities of the drive/generator is ensured due to the connection of the drive (on based on a turbine, or piston, or other engine) to an electric generator/engine with two connecting ends (two shafts (power transmissions)).
Виконання модуля управління із можливістю регулювання співвідношення механічних енергій, які передаються від приводу та генератора/двигуна на навантаження, забезпечує можливість комплектування установки модулем управління, що не потребує додаткового налаштування установки на місці встановлення, забезпечення режимів роботи установки та управління режимами, з'єднанням - роз'єднанням складових установки, що дозволяє також підвищити надійність, швидкодію заявленої установки. 1. Розглянемо можливі варіанти роботи мультифункціональної енергетичної установки (Фіг. 1) з не роз'єднаними в процесі роботи установки муфтами 6 і 7, відповідно, між приводом З і електричним генератором/двигуном 5, і електричним генератором/двигуном 5 і навантаженням 4. У цьому випадку, модуль управління 2 спроектований таким чином, що він може забезпечити такі варіанти роботи мультифункціональної енергетичної установки: 1.11 При потужності приводу З, наприклад газопоршневого двигуна, рівній потужності навантаження 4: 1.1.1 при команді від модуля управління 2 приводу З (газопоршневому двигуну у варіанті виконання) працювати на всю потужність (АСУ ТП газопоршневого двигуна відпрацьовує команду модуля управління таким чином, що на вхід газопоршневого двигуна З подаються відповідні обсяги газу і повітря) і вся механічна енергія газопоршневого двигуна З передається через ротор електричного генератора/двигуна 5 навантаженню 4 (зокрема відповідає випадку (часу), коли вартість механічної енергії від газопоршневого двигуна менше вартості механічної енергії від електричного двигуна), при цьому модуль управління стежить за режимом роботи навантаження і активна електрична енергія в мережу не генерується, а генерується реактивна електрична енергія, яка може бути реалізована; 1.1.2 при команді від модуля управління 2 газопоршневому двигуну З працювати на мінімальну потужність (зокрема, мінімально допустиму для вибраного приводу 3, зокремаThe execution of the control module with the ability to adjust the ratio of mechanical energies transmitted from the drive and the generator/motor to the load provides the possibility of equipping the installation with a control module that does not require additional installation adjustment at the installation site, ensuring the operating modes of the installation and mode control, connection - disconnection of the components of the installation, which also allows to increase the reliability and speed of operation of the declared installation. 1. Consider the possible options for the operation of a multifunctional power plant (Fig. 1) with couplings 6 and 7 not disconnected during the operation of the plant, respectively, between drive Z and electric generator/motor 5, and electric generator/motor 5 and load 4. In this case, the control module 2 is designed in such a way that it can provide the following options for the operation of the multifunctional power plant: 1.11 When the power of drive Z, for example, a gas piston engine, is equal to the load power 4: 1.1.1 at the command from the control module 2 of drive Z (gas piston engine in the execution version) to work at full power (the ACS of the gas piston engine executes the command of the control module in such a way that the corresponding volumes of gas and air are supplied to the input of the gas piston engine Z) and all the mechanical energy of the gas piston engine Z is transmitted through the rotor of the electric generator/engine 5 to the load 4 (in particular, it corresponds to the case (time) when the cost of mechanical energy energy from a gas-piston engine is less than the cost of mechanical energy from an electric engine), while the control module monitors the operating mode of the load and active electrical energy is not generated in the network, but reactive electrical energy is generated, which can be realized; 1.1.2 at the command from the control module 2, the gas piston engine Z to operate at the minimum power (in particular, the minimum permissible for the selected drive 3, in particular
Зо газопоршневого двигуна або іншого двигуна) і команді від модуля управління 2 електричному генератору/двигуну 5 працювати в режимі двигуна (при цьому модуль управління 2 стежить за режимом роботи навантаження і систему збудження генератора/двигуна 5 переводить на режим роботи двигуна) механічна енергія газопоршневого двигуна З передається через ротор електричного генератора/двигуна 5 навантаженню, а енергія, що відповідає різниці між потужністю навантаження 4 і мінімальною потужністю газопоршневого двигуна 3, надходить на навантаження 4 з мережі через електричний генератор/двигун 5, який переходить в режим двигуна (зокрема це відповідає випадку (часу), коли вартість механічної енергії від газопоршневого двигуна більше вартості механічної енергії від електричного двигуна), при цьому активна електрична енергія в мережу не генерується; 1.2 Потужності газопоршневого двигуна З і електричного генератора/двигуна 5 рівні між собою, але менше потужності навантаження 4 до двох разів, зокрема в момент запуску навантаження 4, - тоді механічна енергія газопоршневого двигуна З передається через ротор електричного генератора/двигуна 5 навантаженню, а енергія, що відповідає різниці між потужністю навантаження 4 і потужністю газопоршневого двигуна 3, надходить на навантаження 4 з мережі через електричний генератор/двигун 5, який переключено в режим двигуна. Це дає можливість збільшення виробничої потужності до двох разів (при необхідності) без зміни складу обладнання мультифункціональної енергетичної установки; 1.3 Потужності газопоршневого двигуна З і електричного генератора/двигуна 5 рівні між собою і більше потужності навантаження 4 - тоді частина механічної енергії газопоршневого двигуна З передається через ротор електричного генератора/двигуна 5 навантаженню, а частина механічної енергії йде на генерацію активної електричної енергії електричним генератором/двигуном 5 в мережу розподілення електричної енергії. Це відповідає можливості зниження виробничої потужності в разі доцільності генерації електричної енергії.From a gas piston engine or another engine) and a command from the control module 2 to the electric generator/engine 5 to operate in the engine mode (at the same time, the control module 2 monitors the load operation mode and switches the excitation system of the generator/engine 5 to the engine operation mode) mechanical energy of the gas piston engine C is transmitted through the rotor of the electric generator/motor 5 to the load, and the energy corresponding to the difference between the power of the load 4 and the minimum power of the gas piston engine 3 is supplied to the load 4 from the network through the electric generator/motor 5, which switches to the motor mode (in particular, it corresponds to case (time) when the cost of mechanical energy from a gas piston engine is greater than the cost of mechanical energy from an electric motor), while active electrical energy is not generated in the network; 1.2 The power of the gas piston engine Z and the electric generator/motor 5 are equal to each other, but less than the power of the load 4 up to two times, in particular at the moment of starting the load 4, - then the mechanical energy of the gas piston engine Z is transmitted through the rotor of the electric generator/motor 5 to the load, and the energy , which corresponds to the difference between the power of the load 4 and the power of the gas piston engine 3, is supplied to the load 4 from the network through the electric generator/engine 5, which is switched to engine mode. This makes it possible to increase the production capacity up to two times (if necessary) without changing the composition of the equipment of the multifunctional power plant; 1.3 Powers of gas piston engine Z and electric generator/motor 5 are equal to each other and greater than the power of load 4 - then part of the mechanical energy of gas piston engine Z is transmitted through the rotor of electric generator/motor 5 to the load, and part of the mechanical energy goes to the generation of active electrical energy by the electric generator/ engine 5 to the electrical energy distribution network. This corresponds to the possibility of reducing the production capacity in the case of feasibility of electric energy generation.
Таким чином система управління 2 виконує регулювання співвідношення механічних енергій, які передаються від приводу та електричного генератора/двигуна на навантаження.In this way, the control system 2 regulates the ratio of mechanical energies that are transmitted from the drive and the electric generator/motor to the load.
При цьому основне завдання модуля управління - оптимізація роботи мультифункціональної енергетичної установки в умовах значних змін вартості енергоресурсів (електроенергії і палива) як сезонних, так і добових, і погодинних. Для цього модуль управління:At the same time, the main task of the control module is to optimize the operation of a multifunctional power plant in conditions of significant changes in the cost of energy resources (electricity and fuel) both seasonally, daily and hourly. For this, the control module:
1. В залежності від співвідношення цін на енергоресурси регулює співвідношення потужностей механічних енергій, переданих на навантаження від приводу і від електродвигуна як описано вище. 2. У тих випадках, коли виробництво простоює або недовантажено, регулює співвідношення потужностей механічної енергії, що передається на навантаження і електричної енергії, що передається в мережу або іншим споживачам, як описано вище. 3. У разі роботи мультифункціональної енергетичної установки по наданню додаткових послуг енергоринку та участі в балансуванні електромережі, приймає команди від оператора енергоринку, передає відповідні команди (сигнали) управління виконавчим механізмам мультифункціональної енергетичної установки, збирає і передає оператору енергоринку інформацію про роботу мультифункціональної енергетичної установки.1. Depending on the ratio of prices for energy resources, it regulates the ratio of the power of mechanical energy transferred to the load from the drive and from the electric motor as described above. 2. In cases where production is idle or underloaded, regulates the power ratio of mechanical energy transmitted to the load and electrical energy transmitted to the network or other consumers, as described above. 3. In the case of operation of a multifunctional power plant to provide additional services to the energy market and participate in balancing the power grid, receives commands from the energy market operator, transmits relevant commands (signals) to control executive mechanisms of the multifunctional power plant, collects and transmits information about the operation of the multifunctional power plant to the energy market operator.
Виконання вихідного вала генератора/двигуна з можливістю підключення до навантаження через муфту з функцією з'єднання-роз'єднання, у тому числі за сигналом від модуля управління забезпечує можливість додати до можливих варіантів роботи мультифункціональної енергетичної установки можливість її роботи в режимі генерації тільки електричної енергії в разі від'єднання навантаження, у тому числі за сигналом від модуля управління.The execution of the output shaft of the generator/engine with the possibility of connecting to the load through a coupling with the function of connection-disconnection, including by a signal from the control module, provides the possibility to add to the possible options for the operation of the multifunctional power plant the possibility of its operation in the mode of generating only electric energy in case of load disconnection, including by a signal from the control module.
З'єднання вихідного вала приводу з вхідним валом генератора/двигуна через муфту з функцією з'єднання-роз'єднання та виконання вихідного вала генератора/двигуна з можливістю підключення до навантаження через муфту з функцією з'єднання-роз'єднання, у тому числі за сигналом від модуля управління, дозволяє додати до можливих варіантів роботи можливість роботи навантаження як від газопоршневого двигуна, так і від електричного генератора/двигуна, що переключений в режим двигуна в разі з'єднання чи роз'єднання муфти між приводом та генератором/двигуном, у тому числі за сигналом від модуля управління.Connection of the output shaft of the drive with the input shaft of the generator/motor through a coupling with the function of connection-disconnection and the execution of the output shaft of the generator/engine with the possibility of connection to the load through the coupling with the function of connection-disconnection, including according to a signal from the control module, allows you to add to the possible options of operation the possibility of operation of the load both from the gas piston engine and from the electric generator/engine, which is switched to the engine mode in the event of connecting or disconnecting the clutch between the drive and the generator/engine, including by a signal from the control module.
З'єднання вихідного вала приводу з вхідним валом генератора/двигуна через проміжний вал приєднання навантаження з модулем, який виконаний з функцією з'єднання-роз'єднання проміжного вала з навантаженням, у тому числі за сигналом від модуля управління дозволяє до можливих варіантів роботи мультифункціональної енергетичної установки за п.1 додати можливість роботи мультифункціональної енергетичної установки в режимі генерації тільки електричної енергії в разі роз'єднання проміжного вала з навантаженням.The connection of the output shaft of the drive with the input shaft of the generator/engine through the intermediate shaft connecting the load with the module, which is made with the function of connecting and disconnecting the intermediate shaft with the load, including by a signal from the control module, allows for possible options for the operation of a multifunctional of the power plant according to clause 1, add the possibility of operation of the multifunctional power plant in the mode of generating only electric energy in case of disconnection of the intermediate shaft from the load.
Зо З'єднання вихідного вала приводу з вхідним валом генератора/двигуна через проміжний вал приєднання навантаження, при цьому вихідний вал приводу з'єднаний з проміжним валом приєднання навантаження через муфту з функцією з'єднання-роз'єднання, у тому числі за сигналом від модуля управління дозволяє до можливих варіантів роботи мультифункціональної енергетичної установки додати можливість роботи навантаження як від приводу (наприклад газопоршневого двигуна), так і від електричного генератора/двигуна, що переключений в режим двигуна в разі з'єднання або роз'єднання муфти між приводом та проміжним валом приєднання навантаження, у тому числі за сигналом від модуля управління.З Connection of the output shaft of the drive with the input shaft of the generator/engine through the intermediate shaft of the load connection, while the output shaft of the drive is connected to the intermediate shaft of the load connection through a coupling with the function of connection-disconnection, including by a signal from of the control module allows you to add to the possible options for the operation of the multifunctional power plant the possibility of operating the load both from the drive (for example, a gas piston engine) and from the electric generator/engine, which is switched to the engine mode in the event of connecting or disconnecting the coupling between the drive and the intermediate by the load connection shaft, including by a signal from the control module.
З'єднання вихідного вала приводу з вхідним валом генератора/двигуна через проміжний вал приєднання навантаження, при цьому вали з'єднані через муфти з функцією з'єднання- роз'єднання, у тому числі за сигналом від модуля управління, дозволяє до можливих варіантів додати можливість відключення ротора генератора/двигуна при роботі навантаження від приводу, в разі з'єднання або роз'єднання муфти між генератором/двигуном та навантаженням, у тому числі за сигналом від модуля управління.The connection of the output shaft of the drive with the input shaft of the generator/engine through the intermediate shaft of the load connection, while the shafts are connected through couplings with the connection-disconnection function, including by a signal from the control module, allows to add to the possible options the possibility of disconnecting the rotor of the generator/engine during operation of the load from the drive, in case of connection or disconnection of the clutch between the generator/engine and the load, including by a signal from the control module.
Оснащення мультифункціональної енергетичної установки утилізатором теплової енергії вихлопних газів і охолоджуючої рідини дозволяє збільшити коефіцієнт використання палива за рахунок вироблення корисної теплової енергії, що забезпечує підвищення ефективності заявленої установки.Equipping the multi-functional power plant with a heat energy utilizer of exhaust gases and coolant allows you to increase the fuel utilization rate due to the production of useful heat energy, which ensures an increase in the efficiency of the stated plant.
Суть корисної моделі пояснюють креслення, де: фіг. 1 - Схематичне зображення запропонованої установки, підключеної до навантаження та до мережі розподілення електричної енергії, які не входять до складу заявленої установки; фіг. 2 - Схематичне зображення варіанту виконання запропонованої установки із проміжним валом.The essence of the useful model is explained by the drawings, where: fig. 1 - Schematic representation of the proposed installation connected to the load and to the electrical energy distribution network, which are not part of the declared installation; fig. 2 - Schematic representation of the version of the proposed installation with an intermediate shaft.
Запропонована установка у варіанті виконання, що не є єдино можливим та не обмежує варіанти її здійснення, включає блок підключення до мереж 1, модуль управління 2, привод 3, виконаний у одному з варіантів здійснення як газопоршневий двигун, з вихідним валом 8 (силовою передачею), електричний генератор/двигун 5 з двома валами (силовими передачами) - вхідним валом 9 та вихідним валом 10, який вхідним валом 9 приєднаний через муфту 6 до вихідного вала 8 привода 3, а вихідним валом 10 може бути приєднаний через муфту 7 до механічного навантаження 4, що надає приводу З нових додаткових функцій, а саме можливості перевести навантаження на роботу від одного або другого енергоносія з можливістю генерувати електричну енергію.The proposed installation in an embodiment, which is not the only possible and does not limit the variants of its implementation, includes a unit for connecting to networks 1, a control module 2, a drive 3, made in one of the variants of implementation as a gas piston engine, with an output shaft 8 (power transmission) , electric generator/engine 5 with two shafts (power transmissions) - input shaft 9 and output shaft 10, which input shaft 9 is connected through coupling 6 to output shaft 8 of drive 3, and output shaft 10 can be connected through coupling 7 to a mechanical load 4, which provides the Z drive with new additional functions, namely the ability to transfer the load to work from one or the other energy carrier with the ability to generate electrical energy.
Привод може бути виконаний як газопоршневий, дизельний, газотурбінний, газодизельний, двигун Стірлінга або інший.The drive can be made as a gas piston, diesel, gas turbine, gas diesel, Stirling engine or another.
Установка та модуль управління виконані із можливістю регулювання співвідношення механічних енергій, які передаються від приводу та генератора/двигуна на навантаження, та видачі електроенергії в мережу розподілення електричної енергії.The installation and the control module are made with the ability to adjust the ratio of mechanical energies transmitted from the drive and generator/engine to the load, and the output of electricity to the electrical energy distribution network.
Модуль управління 2 виконаний програмованим на різні режими роботи навантажень.Control module 2 is made programmable for different operating modes of loads.
Муфти 6, 7 виконані з функцією з'єднання-роз'єднання, у тому числі за сигналом від модуля управління 2.Couplings 6, 7 are made with a connection-disconnection function, including by a signal from the control module 2.
Установка включає систему збудження електричного генератора/двигуна 5, яка доповнена функцією переводу генератора/двигуна 5 з режиму електричного генератора в режим двигуна та навпаки.The installation includes the excitation system of the electric generator/motor 5, which is supplemented with the function of transferring the generator/motor 5 from the mode of the electric generator to the mode of the motor and vice versa.
Мультифункціональна енергетична установка у варіанті виконання може бути укомплектована проміжним валом приєднання навантаження (фіг. 2). В цьому варіанті виконання вихідний вал 8 приводу З з'єднаний з вхідним валом 9 генератора/двигуна через проміжний вал приєднання навантаження 11, який може бути виконаний з модулем 12, який виконаний з функцією з'єднання-роз'єднання проміжного вала з навантаженням, у тому числі за сигналом від модуля управління. Модуль 12 може бути виконаний у вигляді пристрою, наприклад, різних видів муфт, або у вигляді окремих елементів зчеплення, встановлюваних на відповідних з'єднуваних-роз'єднуваних складових системи. При цьому в разі роз'єднання проміжного вала з навантаженням за допомогою модуля 12 проміжний вал обертається усередині навантаження на підшипниках 13.The multifunctional power plant can be equipped with an intermediate load connection shaft (Fig. 2). In this embodiment, the output shaft 8 of the C drive is connected to the input shaft 9 of the generator/engine through the intermediate shaft connecting the load 11, which can be made with the module 12, which is made with the function of connecting and disconnecting the intermediate shaft with the load, including by a signal from the control module. Module 12 can be made in the form of a device, for example, various types of clutches, or in the form of separate coupling elements installed on the corresponding connecting-disconnecting components of the system. At the same time, if the intermediate shaft is disconnected from the load using module 12, the intermediate shaft rotates inside the load on bearings 13.
Також, у варіанті виконання, вихідний вал 8 приводу З з'єднаний з вхідним валом 9 генератора/двигуна 5 через проміжний вал 11 приєднання навантаження, при цьому вихідний вал 8 приводу з'єднаний з проміжним валом приєднання навантаження 11 через муфту 6 з функцією з'єднання-роз'єднання, у тому числі за сигналом від модуля управління.Also, in the embodiment, the output shaft 8 of the drive C is connected to the input shaft 9 of the generator/motor 5 through the intermediate shaft 11 of the load connection, while the output shaft 8 of the drive is connected to the intermediate shaft of the load connection 11 through the coupling 6 with the function of connection-disconnection, including by a signal from the control module.
Також, у варіанті виконання, вихідний вал 8 приводу З з'єднаний з вхідним валом 9 генератора/двигуна 5 через проміжний вал приєднання навантаження 11, при цьому валиAlso, in the embodiment, the output shaft 8 of the drive C is connected to the input shaft 9 of the generator/motor 5 through the intermediate shaft of the load connection 11, while the shafts
Зо з'єднані через муфти 6 і 7 з функцією з'єднання-роз'єднання, у тому числі за сигналом від модуля управління.They are connected through couplings 6 and 7 with a connection-disconnection function, including by a signal from the control module.
Мультифункціональна енергетична установка може бути оснащена утилізатором теплової енергії вихлопних газів і охолоджуючої рідини.A multifunctional power plant can be equipped with a thermal energy utilizer of exhaust gases and coolant.
Нижче приводяться варіанти виконання заявленої мультифункціональної енергетичної установки, а саме: - варіант 1, коли потужності приводу З (на основі турбінного або поршневого, або іншого двигуна) і електричного генератора/двигуна 5 рівні і рівні потужності навантаження; - варіант 2, коли потужності приводу (на основі паротурбінного, газотурбінного або газопоршневого двигуна) і електричного генератора/двигуна рівні і перевищують потужність навантаження.Below are the options for implementing the claimed multifunctional power plant, namely: - option 1, when the power of drive Z (based on a turbine or piston or other engine) and electric generator/engine 5 are equal to and equal to the load power; - option 2, when the power of the drive (based on a steam turbine, gas turbine or gas piston engine) and the electric generator/engine are equal to and exceed the load power.
Працює заявлена установка наступним чином.The declared installation works as follows.
У першому вказаному вище варіанті генератор/двигун 5 працює в наступних режимах: 1. При включених муфтах б і 7 на обох кінцях електричного генератора/двигуна 5 і виключеною системою збудження мультифункціональна установка працює в базовому режимі, тобто навантаження працює від приводу (на основі турбінного або поршневого, або іншого двигуна), а механічна енергія від приводу (на основі турбінного, або поршневого, або іншого двигуна) передається до навантаження через ротор генератора/двигуна 5. 2. При вимкненій муфті 7 з боку навантаження (наприклад, при ремонті навантаження), включеній муфті 6 з боку приводу (на основі турбінного або поршневого, або іншого двигуна) і включеній системи збудження електричного генератора-двигуна 5, мультифункціональна установка працює в режимі генерації електричної енергії в мережу або подачі на інше навантаження, наприклад, на інший насос (режим генератора). 3. При вимкненій муфті 6 з боку приводу (на основі турбінного або поршневого, або іншого двигуна) 3, включеній муфті 7 з боку навантаження 4 і подачі електричної енергії від мережі 1 до електричного генератора-двигуна 5, навантаження 4 працює від електричного генератора- двигуна 5, включеного як електродвигун (режим двигуна).In the first variant indicated above, the generator/motor 5 operates in the following modes: 1. With the couplings b and 7 on both ends of the electric generator/motor 5 turned on and the excitation system turned off, the multifunctional installation works in the basic mode, that is, the load works from the drive (based on the turbine or piston or other engine), and the mechanical energy from the drive (based on a turbine, or piston, or other engine) is transmitted to the load through the rotor of the generator / engine 5. 2. When the clutch 7 on the load side is turned off (for example, when repairing the load ), the included clutch 6 on the drive side (based on a turbine or piston, or another engine) and the included excitation system of the electric generator-motor 5, the multifunctional installation works in the mode of generating electrical energy into the network or supplying it to another load, for example, to another pump (generator mode). 3. When the clutch 6 on the drive side (based on a turbine or piston or other engine) 3 is turned off, the clutch 7 on the side of the load 4 is turned on and the supply of electrical energy from the network 1 to the electric generator-motor 5, the load 4 works from the electric generator- of motor 5, included as an electric motor (motor mode).
У другому варіанті генератор/двигун 5 працює в наступних режимах: 1. При включених муфтах 6 і 7 на обох валах 9, 10 генератора-двигуна 5 і включеній системі збудження мультифункціональна енергетична установка працює в комбінованому режимі, а бо саме частина механічної енергії приводу З передається через ротор електричного генератора-In the second variant, the generator/motor 5 operates in the following modes: 1. When the clutches 6 and 7 on both shafts 9, 10 of the generator-motor 5 are turned on and the excitation system is turned on, the multifunctional power plant works in the combined mode, because part of the mechanical energy of the drive C transmitted through the rotor of the electric generator-
двигуна 5 навантаженню, інша частина механічної енергії приводу З виробляє електричну енергію, в цьому випадку навантаження може підключатися або відключатися за потребою без зупинки генерації. 2. При вимкненій муфті 7 з боку навантаження 4 (наприклад, при ремонті навантаження), включеній муфті 6 з боку приводу З (на основі турбінного або поршневого, або іншого двигуна) і включеній системи збудження електричного генератора-двигуна 5, мультифункціональна установка працює в режимі генерації електричної енергії в мережу розподілення електричної енергії або на подачу електричної енергії на інші навантаження, зокрема, на групу насосів у варіанті виконання, вся механічна енергія приводу З використовується для вироблення електричної енергії (режим генератора)engine 5 to the load, the other part of the mechanical energy of the drive C produces electrical energy, in this case the load can be connected or disconnected as needed without stopping the generation. 2. When the clutch 7 on the load side 4 is turned off (for example, when repairing the load), the clutch 6 on the side of the drive C (based on a turbine or piston or other engine) is turned on, and the excitation system of the electric generator-motor 5 is turned on, the multifunctional installation works in in the mode of generating electric energy to the electric energy distribution network or to supply electric energy to other loads, in particular, to a group of pumps in the execution version, all the mechanical energy of drive C is used to generate electric energy (generator mode)
Розглянуті можливі варіанти роботи заявленої мультифункціональної установки дозволять брати участь в наданні додаткових послуг енергоринку: - без зупинки технологічного процесу виробництва зміною електричної потужності, споживаної з мережі шляхом перемикання навантаження від приводу З на основі газопоршневого, дизельного, газотурбінного, газодизельного двигуна, двигуна Стірлінга або іншого двигуна на привід на основі електричного генератора/двигуна 5 або навпаки, в цьому випадку надання послуг енергоринку дорівнює потужності мультифункціональної установки; - або якщо технологічний процес виробництва дозволяє відключення навантаження, то переходом від режиму роботи навантаження від електричного генератора-двигуна 5 до режиму генерації електричної енергії в мережу при відключеному навантаженні можна подвоїти потужність по наданню послуг енергоринку.The considered possible options for the operation of the declared multifunctional installation will allow to participate in the provision of additional services to the energy market: - without stopping the technological process of production by changing the electric power consumed from the network by switching the load from drive C based on a gas piston, diesel, gas turbine, gas diesel engine, Stirling engine or other engine driven on the basis of an electric generator/engine 5 or vice versa, in this case the provision of energy market services is equal to the capacity of the multifunctional installation; - or if the technological process of production allows disconnection of the load, then by switching from the mode of operation of the load from the electric generator-motor 5 to the mode of generation of electric energy to the network when the load is disconnected, it is possible to double the capacity for providing energy market services.
Із використанням проміжного вала приєднання навантаження 11 заявлена установка може працювати для кількох навантажень (навантаження на проміжному валу 11 та на вихідному валу 10 електричного генератора-двигуна 5), разом або із переключенням навантажень.With the use of the intermediate shaft of the connection of the load 11, the claimed installation can work for several loads (the load on the intermediate shaft 11 and on the output shaft 10 of the electric generator-motor 5), together or with the switching of loads.
У відомих джерелах патентної та іншої науково-технічної інформації не виявлено мультифункціональних енергетичних установок із вказаною в пропозиції сукупністю суттєвих ознак, тому запропоноване технічне рішення вважається таким, що відповідає критерію "новизна".In the known sources of patent and other scientific and technical information, no multifunctional power plants with the set of essential features specified in the proposal were found, therefore the proposed technical solution is considered to meet the "novelty" criterion.
Крім того, запропонована мультифункціональна енергетична установка є придатною для промислового застосування, оскільки не містить у своєму складі жодних конструктивнихIn addition, the proposed multifunctional power plant is suitable for industrial use, as it does not contain any constructive
Зо елементів або матеріалів, які неможливо було б відтворити на сучасному етапі розвитку науки і техніки, зокрема, у галузі електроенергетики, а отже дане технічне рішення вважається таким, що відповідає критерію "промислова придатність".From elements or materials that would be impossible to reproduce at the current stage of development of science and technology, in particular, in the field of electric power, and therefore this technical solution is considered to meet the criterion of "industrial suitability".
Claims (7)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAU202001783U UA144166U (en) | 2020-03-13 | 2020-03-13 | MULTIFUNCTIONAL POWER PLANT |
| PCT/UA2020/000040 WO2021183089A1 (en) | 2020-03-13 | 2020-04-03 | Multifunctional power plant |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAU202001783U UA144166U (en) | 2020-03-13 | 2020-03-13 | MULTIFUNCTIONAL POWER PLANT |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA144166U true UA144166U (en) | 2020-09-10 |
Family
ID=73717633
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UAU202001783U UA144166U (en) | 2020-03-13 | 2020-03-13 | MULTIFUNCTIONAL POWER PLANT |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| UA (1) | UA144166U (en) |
| WO (1) | WO2021183089A1 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114961885B (en) * | 2022-05-07 | 2023-08-08 | 中国船舶重工集团公司第七0三研究所 | Power switching method of double-power driving unit |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2529296C2 (en) * | 2012-03-27 | 2014-09-27 | Общество с ограниченной ответственностью "ТурбоЗАР" | Two-rotor air compressor for combined-cycle plants |
| ITFI20120245A1 (en) * | 2012-11-08 | 2014-05-09 | Nuovo Pignone Srl | "GAS TURBINE IN MECHANICAL DRIVE APPLICATIONS AND OPERATING METHODS" |
| ITFI20120292A1 (en) * | 2012-12-24 | 2014-06-25 | Nuovo Pignone Srl | "GAS TURBINES IN MECHANICAL DRIVE APPLICATIONS AND OPERATING METHODS" |
| RU2555609C2 (en) * | 2013-08-15 | 2015-07-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный технический университет | Combined cycle cooling unit operating method and device for its implementation |
-
2020
- 2020-03-13 UA UAU202001783U patent/UA144166U/en unknown
- 2020-04-03 WO PCT/UA2020/000040 patent/WO2021183089A1/en active Application Filing
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2021183089A1 (en) | 2021-09-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU2007295187B2 (en) | Method and system for start and operation of an electrically driven load | |
| US4441028A (en) | Apparatus and method for multiplying the output of a generating unit | |
| US6107693A (en) | Self-contained energy center for producing mechanical, electrical, and heat energy | |
| EP0121392A2 (en) | Method and means for peaking or peak power shaving | |
| US8373295B2 (en) | Method for operating a power plant | |
| US20130318965A1 (en) | Supercharged Combined Cycle System With Air Flow Bypass To HRSG And Hydraulically Coupled Fan | |
| US8987931B2 (en) | Flexible energy balancing system | |
| JP2010161921A (en) | System and method for fixed-frequency power generation | |
| JP2018115655A (en) | System and method for synchronous condenser clutch | |
| WO2008082388A1 (en) | A power split device for a combined heat and power (chp) system | |
| KR20170086408A (en) | Method for operating a power plant, and power plant | |
| UA144166U (en) | MULTIFUNCTIONAL POWER PLANT | |
| JP2013057318A (en) | Operation method of electric power plant | |
| US11009013B2 (en) | Energy conversion device | |
| CN110735677A (en) | natural gas compressor station gas turbine-steam turbine combined cycle control system | |
| JP2023538530A (en) | Method for operating train systems for mechanical drive equipment | |
| JP7226951B2 (en) | Reactive power supply device, power generation system, and reactive power supply method | |
| KR102377181B1 (en) | Variable speed transmission with auxiliary drive and system using same | |
| US7110865B2 (en) | Method for power adaptation in an electricity network | |
| RU2338907C1 (en) | Gas turbine unit for producing electric power, compressed air and for driving various equipment | |
| RU2726450C2 (en) | Operating method of oil transfer station of main oil pipelines and installation for its implementation | |
| AU2009100156A4 (en) | Thermo-chemical solid fuel gasification plant with integrated internal combustion engine and integrated energy storage device | |
| CN115234327B (en) | Unit set cooperative operation method and system | |
| RU2740726C1 (en) | Universal power module | |
| JP2017180350A (en) | Composite power generation facility |