Энергоаккумулирующая установка

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 11 11 63 67 Союз Советских Социалистических Республикав олнительное д-ву 7 (21) 2491491/29 1) М. Кл.-Г 02 В 9/00 122) Заявлен заявкис при инение Государствеииый комитетликовано 30 крыти 30.11,7 та опубликования апис 172) Авторы изобретениВ. С. Шарыгин, Ю, С, Васильев и В, А. Кукушкинверо-Западное отделение ордена Октябрьской РеволюцииВсесоюзного государственного проектно-изыскательскогонаучно-исследовательского института энергетическйх системэлектрических сетей Энергосетьпроект и Ленинградскийена Ленина политехнический институт им, М. И. Калинина УСТАНОВК ГОАККУМУЛ И РУЮ 154 Изобретение относится к гидротехническим сооружениям, в частности к сооружениям для гидросиловых установок, и может быть использовано в энергосистемах для покрытия пиковых нагрузок и выравнивания суточных графиков электронагрузки энергосистем, а также для выполнения резервных функций.Широко известны гидроаккумулирующие электростанции (ГАЭС), как наземного типа (все сооружения располагаются на поверхности земли), так и подземного типа, когда здание ГАЭС и нижний бассейн возводятся под землей 1.Известна также комбинированная подземная энергоустановка, которая может быть изготовлена в двух вариантах. По первому из них установка включает в себя расположенную под землей гидроэлектростанцию с обратимыми гидротурбинами, либо турбинами и насосами, и наземную ВГТЭС, В качестве последней может быть использована электростанция, работающая на сжатом воздухе 121.По второму варианту исполнеении комбинированная энергоаккумулирующая установка включает, наземное водохранилище, соединенное напорным трубопроводом с подземной ГЭС, имеющей генератор,и туроину, а также подземное водохранилище, соединенное с наземной электростанцией,Недостаток существующих установок состоит в том, что на подземной ГЭС установлены обратимые гидротурбины, либо обычные турбины с насосами при них (в обоих случаях при турбинах установлены обратимые электромоторы-генераторы). Обратимые гидротурбины имеют большие габариты, чем обычные, что особенно неблагоприятно в условиях подаемной ГЭС, так как существенно унеличивает стоимость ее строительной части. Сами обратимые турбины также примерно на 20 - 25% дороже обычных необратимых турбин. Кроме того, они имеют и более низкий (на 3 - 5%) КПД. Еще больших затрат требует выполнение подземной ГЭС (ГАЭС) по трехмашинной схеме, когда на,ней устанавливаются как гидротурбины, так и наоосы и к ним обратимые мотор-генераторы.Цель изобретения - упрощение конструкции установкиЭто достигается тем, что,в предлагаемой установке генератор выполнен необратимым, напорный трубопровод соединен с турбиной, а подземное и наземное водохранилища соединены отдельным водоводом,На чертеже изображена предлагаемая энергоаккумулирующая установка, общий вид.Энергоаккумулирующая установка содержит наземное водохранилище 1, соединенное напорным трубопроводом 2 с подземной гидростанцией 3, которая посредством отводящего трубопровода 4 соединяется с подземным хранилищем 5 воды, с помощью воздуховода 6, связанным с наземйой электростанцией 7, использующей энергию сжатого воздуха. Отводящий трубопровод 4 через соединительный трубопровод 8 связан с трубопроводом 2. Кроме того, установка снабжена затворами 9 - 12.Энергоаккумулирующая установка работает следующим образом.Перед началом ее работы в режиме генерирования электроэнергии подземное хранилище заполнено сжатым воздухом. Первомай вступает в работу наземная электростанция 7. Сжатый воздух по воздуховоду 6 через открытый затзор 12 подается в газовые или воздушные турбины этой электростанции. По мере сработки запасенного в подземном хранилище воздуха и падения давления начинает работать гидростанция 3. Вода из наземного водохранилища 1 через открытые затворы 9 и 10 поступает на гидротурбины ГЭС и далее по отводящему трубопроводу 4 поступает в подземное водохранилище 5, заполняя объем, освобождающийся от сжатого воздуха. После окончания цикла генерирования электроэнергии на подземной и наземной электростанциях (соответственно 3 и 7) подзеиное хранилище 5 полностью заполняется водой,В периоды провалов нагрузочки в энергосистеме (ночыю) компрессоры электростанции 7 приводятся в действие обратимыми электромоторами генератора и закачивают под давлением воздух в подземное хранилище, Вода из него по отводящему трубопроводу 4 и далее по напорному трубопроводу 2 при открытых затворах 11 и 9 поступает, минуя подземную гидростанцию 3, в наземное водохранилище 1. После этого начинается очередной рабочий цикл.Таким образом, компрессоры наземной электростанции 7, помимо закачки сжатого воздуха в подземное хранилище 5, выполняют роль насосов, поскольку давлением воздуха вода подземного хранилища отжимается на поверхность в водохранилище 1, В результате этого на, гидростанции 3 устанавливаются взамен двух машин - турбин и насосов (иди обратимых гидротурбин) - только обычные необратимые гид ротурбины. При этосом вода с помощью напорного трубопровода 2 подводится к ним лишь в одном направлении со стороны наземного водохранилища 1. На подземной гидроэлектростанции в этом случае нет необходимости устанавливать и обратимые мотор-генераторы.В отличие от известной в предлагаемойэнергоустановке из подземного хранилища отжимается не воздух водой, а в обратной последователыности - вода воздухом. Это позволяет упростить оборудование подземной гидростанции, снизить ее стоимость на 15 - 20%, а также перейти к строительству в СССР высокоэкономических подземных ГАЭС с напорами свыше 500 - 600 м, не создавая сложных обратимых гидротурбин на такие напоры.Формула изобретенияЭнергоаккумулирующая установка, включающая наземное водохранилище, соединенное напорным трубопроводом с подземной гидроэлектростанцией, имеющей генератор и турбину, подземное водохранилиЗ ще, соединенное с наземной электростанцией, отличающаяся тем, что, с цельюупрощения конструкции, генератор выполнен необратимым, напорный трубопроводсоединен с турбиной, а подземное и назем 40 ное водохранилища соединены отдельнымводоводом.Источники информациипринятые во внимание при экспертизе1. Губин Ф, Ф. Гидроаккумулирующие45 гидроэлектростанции, проблемы их,проектирования и строительства в СССР. Сборник трудов по гидротехнике и гидростроительству. Наука, 1970,2. Патент США3939356, кл, Р 03 В50 13/105, 1974.. Сапунова,Изд.740 Тираж 666 Подписноосударственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5