Энергокомплекс

(51)5 Е 02 В 9 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ 2 (5 Й) ЭНЕРГОКОИПЛЕКС (57) Изобретение отн тике и может быть и энергокомплексах с в гидроаккумулирующей с нижним подземным б торому имеется прито тепла. Цель изобрет энергоотдачи и повыш ти выработки электро пользования геотерма энергии, В часы пров грузки энергосистемь термальным теплом во союзнаучГидроский Ю ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТпО изОБРетениям и ОтнРцтиямПРИ ГКНТ СССР ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1(71) Ленинградское отделение Всеного проектно-изыскательского ино-исследовательского институтапроект им. С.Я. Жука и Ленинградполитехнический институтим. И.И. Калинина(56) Авторское свидетельство ССИф 1193225, кл. Е 02 В 9/00, 198 осится к энергеспользовано в ысоконапорной электростанцией ассейном, к кок геотермального ения - увеличение ение стабильносэнергии путем исльной и солнечной ала графика нанагретая геода из подземного1562400 бассейна 10 обратимыми агрегатамиподземного блока 9 по водоводу 12 подается в водохранилище 2. Водохранилище 2 снабжено теплозащитным экраном15 с радиаторами 16, позволяющими использовать солнечную энергию для нагрева воды. Из водохранилища 2 потурбинному водоводу 5 вода подаетсяна гидроагрегаты 4 и отводится в водохранилище 3. При этом вырабатывается электроэнергия гидроагрегатом 4 Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в энергокомплексах с высоконапорной гидроаккумулирующей электростанцией с нижним подземным бассейном к которому имеется приток геотермального тепЛа.Целью изобретения является увелиЧение энергоотдаци и повышение стабильности выработки электроэнергии Путем использования геотермальной и аолнецной энергии.ЗОНа фиг. 1 изображен энергокомплекс, послан; на фиг 2 - разрез А-А на Фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - теплозащитный экран наземного водохранилища верхнего бьефа при низких температурах, разрез; на фиг. 5 - то же, при солнечной теплой погоде; на фиг. 6 - конденсатор при высокой температуре воздуха и воды больше 4 С, разрез; на фиг.7- то же, при отрицательной температуре воздуха; на фиг, 8 - то же, при температуре воздуха больше 0 С и температуре воды от +4 до О С; на .фиг.9- теплоотражающий экран в наземном во дохранилище нижнего бьефа при высокой дневной температуре воздуха и солнечной активности, разрез; на Фиг., 10- то же, в ночной период при низких температурах воздуха.Энергокомплекс содержит подпорное сооружение 1, наземные водохранилища верхнего 2 и нижнего 3 бьефов, гидро- агрегаты 4 здания гидроэлектростанции с турбинными водоводами 5. теплоеые машины 6, включающие в себя парогенераторы 7 на напорных турбинных водоводах 5 и конденсаторы 8, расположенные в наземном водохранилище и тепловой машиной 6, использующейперепад температур между парогенератором 7, установленным на водоводе5, и конденсатором 8, размещенным вводохранилище 3, снабженным теплоотражающим экраном 20, препятствующимнагреву воды в водохранилище 3. Впериод пика нагрузки в энергосистемеподземный агрегатный блок 9 работаетв турбинном режиме и вырабатывает.электроэнергию. 2 з.п, ф-лы, 10 ил. нижнего 3 бьефа. Энергокомплекс также содержит подземный блок 9 с обратимыми гидроагрегатами, подземный бассейн 10, расположенный под наземными водохранилищами и соединенный с ними через подземный блок 9 дополнительными водоводами 11 и 12 с затворами 13 и 14. Наземное водохранилище 2 верхнего бьефа снабжено плавучим теплозащитным секционным экраном 15, например, из пенопласта, поворотные секции которого имеют радиаторы 16. Конденсаторы 8 установлены на дне наземного водохранилища 3 нижнего бьефа. Наземное водохранилище 3 нижнего бьефа может быть снабжено подъемными платформами 17 с отсеками 18 регулируемой плавучести, на которых размещаются конденсаторы 8, В водохранилище 3 расположены струенаправляющие дамбы 19 и теплоотражающий перфорированный экран 20 с отсеками 21 регулируемой плавучести 21.Турбинные водоводы 5 снабжены затво-рами 22.Энергокомплекс работает следующим образом. В ночной провал нагрузки, когда в энергосистеме избыточная энергия, она потребляется обратимыми агрегатами подземного блока 9, работающими в насосном режиме и закачивающими нагретую геотермальным теплом воду из подземного бассейна 1 О через водоводы 11 и 12 в наземное водохранилище 2 при открытом 14 и закрытом 13 затворах. Теплая вода, поступая в водо-. хранилище 2, аккумулирует в нем геотермальную энергию недр и потенциальную энергию поднятого из подземного бассейна 10 объема воды. Для предотвращения потерь тепловой энергиичерез поверхность воды в воздух притемпературе воздуха ниже температурыводы на поверхности водохранилища 2размещен теплозащитный секционный экран 15, поднимающийся одновременнос подъемом уровня воды в водохранилище 2 при насосном режиме работы подземного блока 9.В период утреннего пика нагрузок вэнергосистеме, когда блок 9 не работает, а затвор 1 ч водовыпуска водохранилища 2 и затвор 13 водоприемникаводохранилища 3, оба принадлежащиенапорному водоводу 12, закрыты, теплая вода водохранилища 2 перетекаетпо напорному водоводу 5, проходя парогенератор 7 тепловой машины 6 вводохранилище 3. При этом напор используется установленным на выходенапорного водовода 5 в водохранилище3 гидроагрегатом ч, который регулирует и расход теплой воды из водохранилища 2 в зависимости от потребностейв энергии, а главным образом для оптимизации расхода, исходя из разноститемператур воды на парогенераторе 7и конденсаторе 8,В течение дня при увеличений интенсивности солнечного излучения привосходе солнца, когда энергия излуцения, падающая на поверхность водохранилища 2. превышает возможные потери тепловой энергии. воды через этуповерхность, поворотные секции теплозащитного экрана 15 поворачивают наопределенный угол для частичного погружения .радиатора 16 в воду (фиг.5).Падающее на радиатор 16 солнечное излучение нагревает его и тепловаяэнергий через погруженную в водучасть радиатора 16 передается водохранилищу 2, дополняя накопленную внем геотермальную энергию. Для увеличения интенсивности приема солнечной энергии поверхность радиатора 16может быть окрашена в темный цвет,а для увеличения интенсивности теплопередачи воде его поверхность напогруженном в воду участке можетбыть выполнена ребристойПри заходесолнца или при превышении потерь энергии из водохранилища 2 над притокомсолнечной энергии теплозащитный экран 15 перекрывает потери энергиичерез поверхность воды в воздух, например, при низких температурахтор 7 и отдает тепло жидкости, кипящей при низкой температуре (например, аммиак и т.д.). Пары рабоцего тела совершают работу в тепловой машине 6, которая и вырабатывает электроэнергию. Отработанный пар поступает в конденсатор 8, который установлен на дне водохранилища 3.Отдавшая часть накопленного подземного тепла вода после парогенера 25 30 тора 7 может иметь еце достаточнобольшой запас низкопотенциальноготепла, который в холодный период года может быть использован, например, 35для обогрева теплиц. Площадь водохранилица 3 выбирается исходя изтребуемого режима охлаждения применительно к климату данной местности.Для предотвращения влияния вытекающей 40 обработанной теплой воды на конденсатор 8 выход из гидроагрегата 1 отде- лен струенаправляюцей дамбой 19.Поступающая теплая вода растекается по поверхности водохранилища 3;45 отдавая остаточное тепло воздуху, когда его температура ниже температурыводы. Охладившаяся вода опускаетсявниз, скапливаясь у дна водохранилища 3. и при заборе воды подземнымблоком 9 омывает конденсатор 8, находящийся перед его водоприемником.Когда забора воды нет, теплоотдачаот конделя.,",гора 8 происход г за счетконвекции воды, В случае высокихтемператур воздуха, например, в жаркий солнечный летний день для предотвращения нагрева воды в водохранилище3 на поверхность воды поднимается спомощью отсеков 21 регулируемой пла 5101520 В течение суток теплая вода из водохранилища 2 равномерно поступает в водохранилище 3. т.е. тепловая машина 6 и гидроагрегат М вырабатывают энергию в базисном режиме. Объем перетекающей через тепловую машину 6 из водохранилища 2 в водохранилище 3 воды в течение суток равен объ= ему воды, поднятому из подземного бассейна 10 при работе гидроагрегатного подземного блока 9 в насосном режиме.Водохранилища 2 и 3 расположены в высотном положении так, чтобы при всех колебаниях уровня воды в течение суток переток воды происходил самотеком.По турбинному водоводу 5 вода из водохранилища 2 проходит парогенера"вучест, теплоотражающий экран 20, например, из синтетической пленки с алюминиевым покрытием. Для обеспеченя возможности затопления и подъе;.з такого теплоотражающего экрана 205 на нем должна быть предусмотрена перфорация для перетока воды. установлены.:й на промежуточной отметке в водохранилище 3 экран 20 обеспечивает .,п.авшие теплопередачи от более наг .,того верхнего слоя воды холодным, ним слоям и отражение теплового .;лучения в сторону воздуха.Вцполнение конденсатора 8 на подь л эй платформе 17 с отсеками 18 регу иоуемой плавучести позволяет повц-ить,-.ффективность охлаждения в конденсаторе 8 отработанного пара за "ат увеличения оазности температур :а арогенераторе 7 и конденсаторе 8.1 а с пои температуре воздуха при тем. еатуры воды у дна водохранилища 3, например.зимой или ночью конденсатор 8 эффективнее охлаждать воздухом. 25При охлаждении зимой поверхност- : 1: слоев воды до температуры (О)( ч) С и подъема в результате оттепели температуры воздуха более эффекти" в .; - может быть промежуточное нахож дание конденсатора 8 в поверхностных слоях, где температура воды может быть ниже, чем у дна.В период пика нагрузки во внешней энергосистеме подземный агрегатный блок 9 начинает работу в турбинном35 рвжиме, вырабатывая энергию. При этом открывается затвор 13 и вода из водохранилища 3 по напорному водоводу 12 гидромашины агрегатного блока 9 через водовод 11 сбрасывается в подземный бассейн 10, где перемешивается с находящейся там нагретой водой мертвого объема.В период нахождения сброшенного объема водц в подземном бассейне 10 она прогревается теплом, излучаемым недрами земли до расчетной температуры, которая зависит от временного интервала между режимами, температурой поступающей воды и средней тем 50 пературой недр земли на отметке размещения подземного бассейна 10, а также обеспечивается формой и конструкцией его галерей. Перепад температур между конденсатором 8 ипарогенератором 7 в течение года будет колебаться незначительно, так как дополнительный приток тепла к водохранилищу 2 летом компенсирует умень" шение интенсивности теплоотдачи водохранилища 3 в это время.Зимой приток тепла в водохранилище 2 главным образом обеспечивается геотермальной энергией и снижение температуры на парогенераторе 7 компенсировано снижением на конденсаторе 8, Этим обеспечивается относительно стабильная выработка энергии теп- ловой машиной 6 независимо от време-ни года.При необходимости выработки пиковой мощности тепловой машиной 6 она и гидроагрегат 4 могут включаться только в период работы подземного блока 9 в турбинном режиме. До этого момента тепловая энергия в виде закачанного в водохранилище 2 из подземного бассейна 10 объема воды либо сохраняется под прикрытием те- ,лозащитного экрана 15 или с помощью радиатора 16 на экране 15 восполняется дополнительной солнечной энергией.Формула изобретения1. Энергокомплекс, содержащий подпорное сооружение, наземные водохранилища верхнего и нижнего бьефов и гидроагрегаты здания гидроэлектро:танции с турбинными водоводами, тепловые машины с парогенераторами, установленными на турбинных водоводах, и конденсаторами, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью увеличения энергоотдачи и повышения стабильности выработки электроэнергии путем использования геотермальной и солнечной энергии, энергокомплекс снабжен подземным блоком с обратимыми гидроагрегатами, подземным бассейном, размещенным под наземными водохранилищами и соединенным с ними через подземный блок посредством дополнительных водоводов с затворами, плавучим теплозащитным секционным экраном, выполненным с пово; ейными секциями с прикрепленными к ним радиаторами и размещенным на поверхности наземного водохранилища верхнего бьефа и теплоотражающим перфорированным экраном, выполненным с отсеками регулируемой плавучести и размещенным в наземном водохранилище нижнего бьефа, при этом конденсаторц установлены в наземном водохранилище нижнего бьеФа.2. Знергокомплекс по и. 1. о т л и ч а ю щ и й с я тем, что конденсаторы установлены на дне наземного водохранилища нижнего бьефа,3. Энергокомплекс по и. 1, о тл и ч а ю ш и й с я тем. что наземное водохранилище нижнего бьефаснабжено подъемными платформами, вы-,полненными с отсеками регулируемойплавучести, а конденсаторы установлены на подъемных платформах.1562400 дФГ Составитель В. КудреватыхТехред Л.ОлийныкКорректор ле Редактор Иоты Подписно КНТ СС о о-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул изводстве Вказ 1040 Тираж НИИПИ Государственного комитет113035, Москва,бретениям и открытия аушская наб., д. 4/5