ГАЗОТУРБИННЫЙ СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ И ГАЗОТУРБИННАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ

ГАЗОТУРБИННЫЙ СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ И ГАЗОТУРБИННАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ


RU (11) 2125662 (13) C1

(51) 6 F03B13/00, F03G7/04, H02K7/18 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 27.03.2008 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 97107453/06 
(22) Дата подачи заявки: 1997.05.20 
(45) Опубликовано: 1999.01.27 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: 1. Теплотехника. Учебник для вузов. - М.: Энергоиздат, 1982, с.197. 2. Политехнический словарь. - М.: Советская энциклопедия, 1976, с.101. 3. Промышленная теплоэнергетика и теплотехника. Справочник. - М.: Энергоиздат, 1983, с.315. 4. RU 94028501 A1, 1996. 5. US 4295333 A, 1981. 
(71) Заявитель(и): Акционерное общество закрытого типа "Центр ускорительных технологий "Каскад" 
(72) Автор(ы): Кушин В.В.; Недопекин В.Г.; Громов Е.В.; Зарубин Б.Т.; Плотников С.В.; Рогов В.И. 
(73) Патентообладатель(и): Акционерное общество закрытого типа "Центр ускорительных технологий "Каскад" 
Адрес для переписки: 113149 Москва, ул.Сивашская 6-1-191, Петрову И.И. 

(54) ГАЗОТУРБИННЫЙ СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ И ГАЗОТУРБИННАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ 

Способ и электростанция могут быть использованы в энергетике при получении электроэнергии. Воздух из атмосферы с помощью компрессора подают в камеру взаимодействия, туда же вводят энергоноситель, полученную смесь пропускают через турбину, соединенную с электрогенератором. Причем на вход компрессора подают воздух с температурой от -10°С до -70°С, а в камеру взаимодействия вводят посредством устройства для распыления воды воду в виде мелкодисперсной аэрозоли с размером капель не более 0,2 мм. Электростанция снабжена системами подачи воды и герметизации и/или теплоизоляции. Изобретение позволяет предотвратить загрязнение окружающей среды и повысить экономичность получения электроэнергии. 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 2 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к области энергетики, в частности к системам получения электроэнергии, может быть использовано в качестве резервного источника энергии.

Газотурбинный способ получения электроэнергии известен: (см. Политехнический словарь, издательство "Советская энциклопедия", М. 1976, с. 101). Известный способ заключается в том, что воздух из атмосферы с помощью компрессора подают в камеру сгорания, куда вводят природный газ в качестве энергоносителя, образовавшуюся смесь продуктов сгорания пропускают через турбину, соединенную с электрогенератором.

Недостатком данного способа является большой выброс продуктов сгорания в атмосферу.

Известен газотурбинный способ превращения теплоты в электроэнергию, при котором воздух из атмосферы с помощью компрессора подают в камеру взаимодействия (сгорания), туда же вводят энергоноситель (природный газ или жидкое топливо), образовавшуюся смесь сгоревших газов и воздуха пропускают через турбину, соединенную с электрогенератором, а затем выбрасывают отработанную смесь в атмосферу (см. Теплотехника, Учебник для вузов, М. Энергоиздат, 1982, с. 197, прототип).

Недостатком прототипа является загрязнение атмосферы отработанными газами.

Данное изобретение устраняет недостатки аналога и прототипа за счет замены нефти, газа или угля на воду.

Техническим результатом изобретения является устранение загрязнения атмосферы и высокая экономичность.

Технический результат достигается тем, что в газотурбинном способе получения электроэнергии, при котором воздух из атмосферы с помощью компрессора подают в камеру взаимодействия, туда же вводят энергоноситель, а образовавшуюся смесь продуктов взаимодействия пропускают через турбину, соединенную с электрогенератором, на вход компрессора подают воздух с температурой в диапазоне от -10oC до -70oC, а в камеру взаимодействия вводят воду в виде мелкодисперсной аэрозоли с размером капель не более 0,2 мм.

Сущность способа заключается в том, что распыленная вода из естественных водоемов (которая в глубине водоемов даже в самые сильные морозы имеет температуру не ниже +4oC) в виде мелкодисперсной аэрозоли переходит из жидкого состояния в лед (снег). Распыленная вода, замерзая, выделяет теплоту фазового перехода вода-лед и нагревает воздух от внешней температуры (-10oC - 70oC) до нуля градусов. Воздух, который первоначально имел более низкую температуру, расширяется, турбина совершает работу, вращая генератор. В качестве выбросов образуются безвредная смесь воздуха, снега и ледяной пыли.

Использование водной аэрозоли размером более 0,2 мм проблематично, т.к. вода не успевает совершить фазовый переход, что приведет к обледенению как камеры взаимодействия, так и турбины.

Данное изобретение найдет широкое применение в ряде регионов России не только как резервный источник электроэнергии, но и как основной, т.к. Россия является одной из самых холодных стран мира. На фиг.1 в качестве иллюстрации приведена карта распределения температуры в различных регионах России ( см. Промышленная теплоэнергетика и теплотехника, Справочник, М., Энергоиздат, 1983, с. 315).

Широко известны из тех же источников информации и газотурбинные электростанции. Аналог и прототип имеют одинаковые структурные схемы. Они содержат компрессор с приводом, турбину с электрогенератором, камеру взаимодействия энергоносителя с воздухом, входной и выходной тракты, выполненные в виде труб. При этом и аналог и прототип имеют общие недостатки: в зимнее время, особенно в сильные морозы, когда энергопотребление возрастает, увеличивается расход дорогостоящего топлива, увеличивается загрязнение атмосферы отработанными газами.

Данное изобретение устраняет указанные недостатки.

Техническим результатом изобретения является полное устранение загрязнения атмосферы и повышение экономичности при получении электроэнергии.

Разработана универсальная малогабаритная газотурбинная электростанция, которая может быть использована как резервная для зимних условий, как стационарная в холодных регионах, как подводная, наземная, подземная и передвижная.

Технический результат достигается тем, что газотурбинной электростанции, содержащей компрессор с приводом, турбину с электрогенератором, камеру взаимодействия энергоносителя с воздухом, входной и выходной тракты, выполненные в виде труб, в камере взаимодействия расположено устройство для распыления воды в мелкодисперсную аэрозоль, это устройство снабжено системой подачи воды.

При выполнении электростанции погружного типа, расположенной либо на дне реки, либо под землей, она снабжена системой герметизации и теплоизоляции.

Сущность изобретения поясняется на фиг. 2.

На фиг. 2 приведена в разрезе газотурбинная электростанция в случае стационарного использования на дне реки.

На дне реки под ее ледяным покровом размещена камера взаимодействия в виде трубы 1. Внутри трубы размещены компрессор 2 с приводом 3 и турбина 4, к которой присоединен электрогенератор 5. К входному фланцу трубы 6 присоединена труба 7 для забора воздуха из атмосферы, а к выходному фланцу 8 присоединена выхлопная труба 9. Между компрессором и турбиной размещены форсунки 10, снабженные устройством для распыления воды в мелкодисперсную аэрозоль.

Устройство работает следующим образом. После включения привода 3, компрессор 2 засасывает по трубопроводу 7 наружный холодный воздух (при температуре от -10oC до -70oC). Одновременно в камеру взаимодействия 1 через форсунки 10 впрыскивается водяная пыль, которая остывает и замерзает за время, пока смесь воды и воздуха проходит камеру взаимодействия 1, отдавая теплоту холодному воздуху. В результате температура воздуха в камере взаимодействия 1 повышается до нуля градусов. При нагреве воздух расширяется изобарически и, проходя турбину 4, совершает полезную работу и выбрасывается наружу по выхлопной трубе 9.

Около 95% теплоты выделяется при переходе воды в лед, этот переход происходит при температуре 0oC. Выше этого значения температура в камере практически не поднимается.

Приведем данные газотурбинной установки с мощностью 100 кВт для района Якутска для случая, когда температура -50oC, степень сжатия 1,4, полезная работа А = 2,5 кДж/(кгсек). Для создания энергоустановки с мощностью 100 кВт расход холодного воздуха составит 40 кг/с, что составляет приблизительно 25 куб.м, расход воды - 3 кг/с.

Конструкция установки имеет следующие параметры. Камера взаимодействия 1 имеет диаметр 2 м и длину 3 м. Указанный расход воздуха осуществляется при скорости 15 м/с, поэтому время прохождения камеры составляет 0,2 с. Если диаметр капель принять 0,1 мм, то время их замерзания составляет менее 0,1 с. Для избежания потерь на приводы к компрессору и турбине их целесообразно разместить на одной общей оси.

При выполнении системы герметизации и/или теплоизоляции необходимо учесть возможность оледенения.

Основное условие отсутствия оледенения состоит в том, что температура стенок камеры должна быть равна 3-4oC. Если установка размещена в воде, то это условие выполняется автоматически. Эти проблемы в целом относятся к области оптимальной настройки установки и всегда решаются при эксплуатации опытного образца. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. Газотурбинный способ получения электроэнергии, при котором воздух из атмосферы с помощью компрессора подают в камеру взаимодействия, туда же вводят энергоноситель, а образовавшуюся смесь продуктов взаимодействия пропускают через турбину, соединенную с электрогенератором, отличающийся тем, что на вход компрессора подают воздух с температурой от -10 до -70oС, а в камеру взаимодействия вводят воду в виде мелкодисперсной аэрозоли с размером капель не более 0,2 мм.

2. Газотурбинная электростанция, содержащая компрессор с приводом, турбину с электрогенератором, камеру взаимодействия энергоносителя с воздухом, входной и выходной тракты, выполненные в виде труб, отличающаяся тем, что в камере взаимодействия расположено устройство для распыления воды в мелкодисперсную аэрозоль, снабженное системой подачи воды.

3. Электростанция по п.2, отличающаяся тем, что она снабжена системой герметизации и/или теплоизоляции.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКЕ:
Гелиоэнергетика - Солнечные электростанции, Солнечные батареи. Солнечные коллекторы;
Ветроэнергетика - Ветроэнергетические установки. Ветродвигатели;
Волновые электростанции. Гидроэлектростанции;
Термоэлектрические источники тока;
Химические источники тока;
Нетрадиционные устройства и способы получения, преобразования и передачи ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ;
Устройства и способы экономии и сохранения электроэнергии;
Генераторы постоянного электрического тока. Электрические машины.



Устройства и способы получения, преобразования, передачи, экономии и сохранения электрической энергии




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+электрический -генератор".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "генератор" будут найдены слова "генераторы", "ренераторов" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("генератор!").


Солнечные электростанции. Гелиоэнергетика | Ветроэнергетические установки. Ветродвигатели. Ветрогенераторы | Волновые, геотермальные и гидроэлектростанции | Термоэлектрические источники тока | Химические источники тока. Накопители электроэнергии. Батареи и аккумуляторы | Нетрадиционные устройства и способы получения, преобразования и передачи электрической энергии | Устройства и способы экономии и сохранения электроэнергии | Генераторы постоянного и переменного электрического тока. Электрические машины


Рейтинг@Mail.ru