Воздухоаккумулирующая установка

 

Использование: в энергетике. Сущность изобретения: воздухоаккумулирующая установка содержит воздушный компрессор, газовую трубку, подключенные к аккумулятору сжатого воздуха, аккумулятор тепла, выполненный со встроенным ветрогенератором, установленным с возможностью подключения к ветрогенератору. 1 з. п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к аккумуляторам энергии.

Известна воздухоаккумулирующая установка, содержащая воздушный компрессор и газовую турбину, подключенные магистралями к аккумулятору сжатого воздуха и кинематически связанные соответственно с электродвигателем и электрогенератором, а также аккумулятор тепла, установленный в магистрали, соединяющей аккумулятор сжатого воздуха и газовую турбину.

Предлагается установку, содержащую воздушный компрессор и газовую турбину, подключенные магистралями к аккумулятору сжатого воздуха и кинематически связанные соответственно с электродвигателем и электрогенератором, аккумулятор тепла, установленный в магистрали, соединяющей аккумулятор сжатого воздуха и газовую турбину, снабдить ветрогенератором, а аккумулятор тепла выполнить со встроенным электронагревателем, причем электронагреватель и электродвигатель выполнить с возможностью подключения к ветрогенератору.

Такое выполнение установки дает возможность регулирования частоты вращения ветроколеса наиболее эффективным и дешевым способом-изменением нагрузки его электрогенератора с использованием встроенного в аккумулятор тепла электронагревателя как балластного сопротивления. При этом электроэнергия ветрогенератора практически полностью используется для производства стабилизированной электроэнергии, что снижает стоимость последней.

С целью снижения удельной материалоемкости установки возможно осуществление гидрокомпенсации объема при срабатывании воздуха из аккумулятора путем нагнетания туда воды насосом, а при заполнении аккумулятора воздухом срабатывание вытесняемой воды в гидротурбине.

На чертеже приведена схема станции, на которой используется предлагаемая установка.

Станция содержит электродвигатель 1, кинематически связанный с двухступенчатым компрессором воздуха 2 и гидротурбиной 3, охладители 4, аккумулятор сжатого воздуха 5, насос 6 и бак-аккумулятор воды 7, аккумулятор тепла 8 со встроенным электронагревателем 9, камеру сгорания топлива 10, газовую турбину 11 и генератор 12, а также ветроагрегат 13 с генератором 14, электрические переключатели 15, 16 и 17.

Станция работает следующим образом.

При достаточной силе ветра ветроэлектрический агрегат постоянно подключен к электродвигателю 1 с помощью переключателя 15. Электронагреватель 9 аккумулятора тепла 8 используется в это время с помощью переключателя 17 как балластная нагрузка при регулировании частоты вращения ветроколеса 13 путем изменения нагрузки его электрогенератора 14.

Электродвигатель 1 приводит во вращение компрессор 2, нагнетающий воздух в аккумулятор 5, при этом воздух после ступеней компрессора охлаждается в устройствах 4.

В период высоких электрических нагрузок воздух из аккумулятора 5 подается через аккумулятор тепла 8, где подогревается, и камеру сгорания 10 на турбину 11. Причем сжиганием соответствующего количества топлива в камере 10 поддерживается постоянная температура газа на входе в турбину 11. Таким образом, сбросная электроэнергия, запасенная в виде тепла в аккумуляторе 8, используется для подогрева воздуха, поступающего в турбину, благодаря чему снижается расход топлива, сжигаемого в камере 10.

Турбина 11 приводит во вращение генератор 12, который через переключатель 16 выдает электроэнергию в электроэнергетическую систему уже в стабилизированном виде.

При этом требования по качеству электроэнергии, производимой ветрогенератором 14, определяются лишь условиями работы компрессора 2 и электродвигателя 1.

В период провала графика электрических нагрузок, если аккумулятор 5 заряжен неполностью, электродвигатель 1 подключается с помощью переключателей 15 и 16 к ЭЭС для дозарядки аккумулятора 5 (это позволяет использовать в качестве резервирующих полупиковые станции энергосистемы, которые в период низких электрических нагрузок имеют свободную мощность). Одновременно замыкается переключатель 17 так, что вся электроэнергия, вырабатываемая ветроагрегатом, подается на нагреватель 9 аккумулятора 8.

Нагреватель потребляет всю электроэнергию, вырабатываемую ветроагрегатом, еще в двух случаях: при недостаточной силе ветра, когда электроэнергии, вырабатываемой ветроагрегатом, не хватает даже для привода компрессора 1; когда аккумулятор воздуха 5 заряжен полностью.

Во всех режимах работы установки в аккумуляторе 5 поддерживается постоянное давление путем гидрокомпенсации объема с помощью насоса 6 и гидротурбины 3, при работе газовой турбины 11 насос 6 потребляет часть ее мощности на нагнетание соответствующего количества вода в аккумулятор 5, при работе компрессора 2 гидротурбина 3 срабатывает соответствующий объем воды из аккумулятора 3 и передает свою мощность компрессору 2.

Аккумулятор тепла может быть выполнен на керамической засыпке расплавах солей, металлов и т.д.

Формула изобретения

1. ВОЗДУХОАККУМУЛИРУЮЩАЯ УСТАНОВКА, содержащая воздушный компрессор и газовую турбину, подключенные магистралями к аккумулятору сжатого воздуха и кинематически связанные соответственно с электродвигателем и электрогенератором, аккумулятор тепла, установленный в магистрали, соединяющей аккумулятор сжатого воздуха и газовую турбину, отличающаяся тем, что она снабжена ветрогенератором, аккумулятор тепла выполнен со встроенным электронагревателем, причем электронагреватель и электродвигатель выполнены с возможностью подключения к ветрогенератору.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена гидронасосом и гидротурбиной, подключенными магистралями к аккумулятору сжатого воздуха и кинематически связанным соответственно с газовой турбиной и воздушным компрессором.

РИСУНКИ

Рисунок 1



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к энергомашиностроению и м.б

Изобретение относится к энергетике. Система аккумулирования термоэлектрической энергии содержит рабочую жидкость, которая циркулирует через первый и второй теплообменники, и термоаккумулирующую среду, которая циркулирует через первый теплообменник. Второй теплообменник соединен с первой тепловой ванной в ходе цикла зарядки и со второй тепловой ванной в ходе цикла разрядки. Таким образом, увеличивается эффективность полного цикла зарядка-разрядка за счет минимизации разности температур между первой тепловой ванной и горячим резервуаром-накопителем в процессе зарядки и достижения максимальной разности температур между второй тепловой ванной и горячим резервуаром-накопителем в ходе разрядки. Изобретение позволяет повысить эффективность цикла. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 6 ил.

Способ использования избыточных мощностей электрической сети заключается в том, что в случае превышения предложения над спросом на энергию ее отводят через нагревательный элемент непосредственно в тепловой аккумулятор и в случае разрядки этого теплового аккумулятора от него отбирают тепло и посредством теплообменного процесса вводят опосредственно в термодинамический круговой процесс. При этом генерируется электрическая энергия. Тепло теплового аккумулятора направляют в энергетическую установку и используют для подогрева воздуха в воздухопроводе камеры сгорания энергетической установки или теплом теплового аккумулятора газовой турбины подогревают топливо для камеры сгорания энергетической установки. Изобретение направлено на снижение расхода топлива и повышение общего кпд энергетической установки. 2 н.п. ф-лы, 5 ил.

Способ работы компрессорной станции магистральных газопроводов, газоперекачивающие агрегаты которой оснащены комбинированным типом привода - электроприводным и газотурбинным, характеризуется тем, что при падении электрической нагрузки общей энергосистемы для газоперекачивающих агрегатов в качестве привода используют обратимый двигатель-генератор, оснащенный преобразователем частоты для работы в режиме двигателя и генератором - для работы в режиме выработки электроэнергии, соединенного с газовым компрессором через автоматическую центробежную расцепную муфту с силовым валом и валом отбора мощности. При значительном увеличении электрической нагрузки общей энергосистемы используют газотурбинный привод. Газотурбинный привод имеет воздушный компрессор, на вход которого подают воздух, направляемый затем в камеру сгорания, в которой при сжигании газовоздушной смеси преобразуют образовавшийся высокоэнергетический тепловой поток в механическую работу за счет вращения струями газовоздушной смеси лопаток газовой турбины. Отработанные газы направляют через газоход в котел-утилизатор для дальнейшей утилизации с целью получения тепловой энергии. Останов газотурбинного привода и пуск обратимого двигателя-генератора осуществляют синхронизированно. Способ позволяет снизить потребление электроэнергии из внешней электрической сети при повышении надежности энергоснабжения и ресурса газоперекачивающих агрегатов компрессорной станции. 2 ил.

Воздухоаккумулирующая установка, аккумулятор для электрогенератора

Наверх