ТЕПЛОВАЯ СТАНЦИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКИ ЧИСТАЯ И БЕЗОПАСНАЯ ДЛЯ ЧЕЛОВЕКА Российский патент 2011 года по МПК F22B27/00 

Тепловая станция относится к области энергетики для создания пара и использования его в паровых турбинах с целью вращения турбины и ротора электрического генератора и получения электрической энергии, а также отпуска тепла для нужд промышленного производства и отопления зданий.

Известны тепловые электростанции, в которых пар для их работы получают в парогенераторах за счет химической энергии сжигаемого топлива (угля, нефти, газа и т.д.) и кислорода, содержащегося в воздухе, а также за счет использования энергии расщепления ядерного топлива и разогрева ядерного сердечника до нескольких миллионов градусов.

Известные тепловые станции содержат общие с заявленной тепловой станцией существенные признаки: парогенератор, паротурбина, электрический генератор, трансформатор, электросети и тепловые сети (см. Трухний А.Д., Ломакин Б.В. Теплофикационные паровые турбины и турбоустановки. - М.: Издательство МЭИ, 2002. - 540 с., рис.1.1 с.11-15).

Известна ветровая электростанция, которая содержит турбину, вал, редуктор, электрогенератор и механизм поворота указанной электростанции с электрическим приводом и с автоматической системой управления (см. Ветроэнергетика./Под ред. Д. Де Рензо. - М: Энергоатомиздат, 1982. - 272 с.).

Известно турбинное оборудование гидроэлектростанции, которая содержит турбину, вал, редуктор, электрогенератор, трансформатор и электрические сети (см. Турбинное оборудование гидроэлектростанций./Под ред. А.А.Морозова. - М.Л.: ГЭИ, 1958. - 519 с.).

Известны приливные электростанции, которые содержат турбину, вал, редуктор, электрогенератор, трансформатор и электрические сети (см. Приливные электростанции в современной энергетике./Под ред. Л.Б.Бернштейна. - М.Л.: ГЭИ, 1961. - 270 с.).

Известны солнечные батареи, которые содержат кремниевые солнечные элементы, указанные фоторезисторы соединены последовательно или параллельно с целью увеличения выходных характеристик (см. Байерс Т. 20 конструкций с солнечными элементами. - М.: Мир, 1988-197 с.; Глиберман А.Я., Зайцева А.К. Кремниевые солнечные батареи. - М.-Л.: Госэнергоиздат, 1961. - 72 с.).

Недостатками известных тепловых электростанций являются:

- при сгорании на планете Земля около трех миллиардов тон топлива (угля, нефти, природного газа, торфа, дров и альтернативных видов топлива на основе кукурузы и т.д.) сгорает около трех миллиардов тонн кислорода в год, содержащегося в воздухе, образуя при этом большие скопления углекислого газа в атмосфере (по данным независимых экспертов РФ по экологии за 10 лет в атмосфере углекислый газ увеличился на 30%), что приводит к кислородному голоданию людей и животных, потребляющих ежедневно около 10 кг кислорода каждым человеком;

- при сгорании топлива выбрасываются в атмосферу сотни миллионов тонн пыли с вредными химическими веществами, в результате чего возникают болезни людей и сокращается их жизнь.

- при расщеплении ядерного топлива в замкнутом объеме кислород не горит, но в атмосфере распространяется радиоактивность, от которой возникают неизлечимые болезни людей.

- при длительной работе парогенератора с рабочей температурой 700°-1200°С происходит выгорание и разрушение стальных стенок, что приводит к увеличению материальных затрат на изготовление и замену его на новые.

Техническим результатом является создание тепловой станции экологически чистой и безопасной для человека.

Тепловая станция содержит парогенератор, трансформатор, электрические и тепловые сети, отличающаяся тем, что она снабжена парогенератором, расположенным в полости герметичной оболочки с теплоизоляционным материалом слоем 50-500 мм, расположенным по внутреннему периметру наружной оболочки, например керамзитом, в полости оболочки парогенератора установлены трубы в количестве 1-50 змеевидной или прямолинейной или спиралеобразной формы, для предотвращения выгорания стальных листов внутренней оболочки парогенератора при температуре 700°-1200°С и подогрева холодной воды до температуры 60°С на каждой стальной стенке указанного парогенератора установлены радиаторы, заполненные водой, указанные стенки соединены болтами или указанный парогенератор выполнен с двойными стенками в виде двух герметичных сварных оболочек, заполненных холодной водой, с наружной стороны на дне верхней оболочки приварены ребра для образования полости для воды, а на крышке установлен радиатор, для охлаждения обмоток трансформаторов, которые установлены на крышке и боковых стенках, на каждом их кожухе установлен радиатор, каждый из которых соединен между собой трубами, и с указанными радиаторами парогенератора, с подводящим трубопроводом, с насосом с электродвигателем постоянного или переменного тока низкого давления, равного 0,1-0,5 МПа, с фильтром и водопроводной сетью и с отводящим трубопроводом, с фильтром, с емкостью, заполненной водой с атмосферным давлением, с насосом, с электродвигателем постоянного или переменного тока, развиваемым давлением воды 0,5-24,5 МПа, в подводящем трубопроводе, в трубах парогенератора, в отводящем трубопроводе и в тепловой сети, для поддержания температуры воды в емкости до 60°С на внешней ее поверхности установлен датчик температуры с автоматической системой управления вентелем, снабженным электродвигателем и редуктором для его открывания и подачи холодной воды из водопроводной сети насосом низкого давления в указанную емкость и его закрывание при снижении температуры воды до указанного предела, на крышке и боковых стенках в полостях труб установлены керамические катушки с проводами накаливания, соединенными со вторичными и первичными обмотками трансформаторов, электрической сетью и пятиконтактным переключателем, 1-15 ветровых электростанций, или с электрической сетью гидроэлектростанции, или с электрической сетью приливной электростанции, или с электрической сетью атомной электростанции, или с электрической сетью солнечных батарей, которых не менее 20, или аккумуляторами, провода накаливания расположены в промежутке между трубами под углом 90°-180° относительно горизонтальной линии, а трансформаторы, которые установлены на указанной крышке парогенератора, расположены по одной горизонтальной линии или в шахматном порядке, в количестве 1-15 в одном ряду, или на крышке и боковых стенках в полостях трубпарогенератора установлены керамические катушки с проводами накаливания, соединенными со вторичными и первичными обмотками трансформаторов, а с левой стороны труб парогенератора установлены газовые горелки и трубопроводы для подачи природного газа и воздуха под давлением 0,1-0,5 МПа, или на крышке и боковых стенках полостях труб парогенератора установлены только газовые горелки и трубопроводы для подачи природного газа и воздуха, для создания вакуума в полости парогенератора в крышке установлен трубопровод с вентелем, который соединен с вакуумным насосом, а для отвода отработанного природного газа в атмосферу из полости парогенератора в крышке установлен трубопровод с вентелем, для предотвращения окисления и появления ржавчины при контакте воды с поверхностью нержавеющей стали при температуре 700°-1200°С оболочки и радиаторы парогенератора и водопроводные трубы покрыты высококачественной олифой, которая высушивается при температуре 500°-600°С до появления твердой пленки олифы, парогенераторы выполнены в виде 1-10 отдельных секций.

На чертеже показана тепловая станция экологически чистая и безопасная для человека.

Тепловая станция снабжена парогенератором 1, расположенным в полости герметичной оболочки 2 с теплоизоляционным материалом 3, слоем 50-500 мм, расположенным по внутреннему периметру наружной оболочки, например керамзитом, в полости оболочки парогенератора установлены трубы 4 в количестве 1-50 змеевидной или прямолинейной или спиралеобразной формы, для предотвращения выгорания стальных листов внутренней оболочки парогенератора при температуре 700°-1200°С и подогрева холодной воды до температуры 60°С на каждой стальной стенке указанного парогенератора установлены радиаторы 5, заполненные водой, указанные стенки соединены болтами или указанный парогенератор выполнен с двойными стенками в виде двух герметичных сварных оболочек, заполненных холодной водой, с наружной стороны на дне верхней оболочки приварены ребра для образования полости для воды, а на крышке установлен радиатор 5, для охлаждения обмоток трансформаторов 6, которые установлены на крышке и боковых стенках, на каждом их кожухе 7 установлен радиатор 8, каждый из которых соединен между собой трубами 9 и с указанными радиаторами парогенератора 1, с подводящим трубопроводом 10, с насосом 11 с электродвигателем 12 постоянного тока или переменного низкого давления, равного 0,1-0,5 МПа, с фильтром 13 и водопроводной сетью 14 и с отводящим трубопроводом 15, с фильтром 16, с емкостью 17 заполненной водой с атмосферным давлением, с насосом 18, с электродвигателем 19 постоянного или переменного тока, развиваемым давлением воды 0,5-24,5 МПа, в подводящем трубопроводе 20, в трубах 4 парогенератора 1, в отводящем трубопроводе 21 и в тепловой сети 22, для поддержания температуры воды в емкости до 60°С на внешней ее поверхности установлен датчик температуры 23 с автоматической системой управления вентелем 24, снабженным электродвигателем и редуктором для его открывания и подачи холодной воды из водопроводной сети насосом 11 низкого давления в указанную емкость и его закрыванием при снижении температуры воды до указанного предела, на крышке и боковых стенках в полостях труб установлены керамические катушки 25 с проводами накаливания 26, соединенными со вторичными и первичными обмотками трансформаторов 6 и пятиконтактным переключателем 27, который соединен с электрической сетью, 1-15 ветровых электростанций, или с электрической сетью гидроэлектростанции, или с электрической сетью приливной электростанции, или с электрической сетью атомной электростанции, или с электрической сетью солнечных батарей, которых не менее 20, или с аккумуляторами (на чертеже указанные электростанции не показаны), провода накаливания 26 расположены в промежутке между трубами 4 под углом 90°-180° относительно горизонтальной линии, а трансформаторы, которые установлены на указанной крышке парогенератора, расположены по одной горизонтальной линии или в шахматном порядке, в количестве 1-15 в одном ряду, или накрышке и боковых стенках 5 полостях труб установлены керамические катушки 25 с проводами накаливания 26, соединенными со вторичными и первичными обмотками трансформаторов 6, а с левой стороны труб 4 парагенератора 1 установлены газовые горелки 28 и трубопроводы 29 для подачи природного газа и воздуха под давлением 0,1-0,5 МПа, или на крышке и боковых стенках 5 в полостях труб парогенератора установлены только газовые горелки и трубопроводы для подачи природного газа и воздуха, для создания вакуума в полости парогенератора 1 в крышке 5 установлен трубопровод 30 с вентелем 31, который соединен с вакуумным насосом (на чертеже вакуумный насос не показан), а для отвода отработанного газа природного в атмосферу из полости парогенератора 1 в крышке 5 установлен трубопровод с вентелем (на чертеже трубопровод и вентиль не показаны) для предотвращения окисления и появления ржавчины при контакте воды с поверхностью нержавеющей стали при температуре 700°-1200°С оболочки и радиаторы парогенератора и водопроводные трубы покрыты высококачественной олифой, которая высушивается при температуре 500°-600°С до появления твердой пленки олифы, парогенераторы выполнены в виде 1-10 отдельных секций.

Тепловая станция работает следующим образом.

Рассмотрим работу тепловой станции при использовании электрической энергии.

Перед началом работы парогенератора 1 вакуумным насосом (на чертеже вакуумный насос не показан) откачивается воздух из полости указанного парогенератора через трубопровод 30 и перекрывается вентелем 31. Трубопровод для отвода отработанного природного газа перекрыт вентелем (на чертеже трубопровод и вентель не показаны).

От электрической сети ветровой электростанции, или гидроэлектростанции, или приливной электростанции, или атомной электростанции, или солнечных батарей, или аккумуляторов подается электрический ток через пятиконтактный преключатель 27, на трансформатор 6 и провода накаливания 26. Стенки внутренних и наружных труб парогенераторов разогреваются до температуры 700°-1200°С. Включаются электродвигатель 12 и насос низкого давления 11. Вода из водопроводной сети 14 очищается фильтром 13, указанным насосом подается в трубопровод 10, в радиаторы 8 для охлаждения трансформаторов 6 и в радиаторы 5 каждой стенки парогенератора 1 или полость оболочки с двойными стенками указанного парогенератора (на чертеже оболочка с двойными стенками не показана), в отводящий трубопровод 15, в фильтр 16 для очистки воды и в емкость 17. При температуре воды в емкости выше 60°С датчик температуры 23 автоматически включает электродвигатель, который приводит во вращение редуктор (на чертеже электродвигатель и редуктор не показаны) и вентиль 24. Холодная вода от насоса низкого давления по трубопроводу через указанный вентель и распылитель (на чертеже распылитель не показан) подается в емкость 17, при достижении температуры воды 60°С включаются электродвигатель 19 и насос 18 высокого давления. Нагретая вода из емкости подается в подводящий трубопровод 20 и в трубы 4 парогенератора 1. В конце труб 4 вода превращается в перегретый пар с температурой 550°С и давлением пара 0,5-24,5 МПа, который через отводящий трубопровод 21 подается напрямую в замкнутую тепловую сеть жилых домов и производственных зданий. В данном случае не требуются городские тепловые сети. Тепловая станция работает в автоматическом режиме. При достижении температуры 60°-100°С в радиаторах жилых домов и производственных зданиях тепловая станция отключается, что приводит к экономии электроэнергии.

Будущее за тепловыми станциями на электрической энергии с использованием ветровых, гидроэлектростанций, приливных электростанций, атомных электростанций, электростанций на солнечных батареях и даже на энергии аккумуляторов (зарядка аккумуляторов осуществляется от ветровых и солнечных батарей).

Разработанная тепловая станция бесценна. Поскольку в безвоздушном замкнутом пространстве парогенератора не сгорает кислород, а следовательно, гарантировано человеку самое дорогое, жизнь и здоровье на планете Земля.

В данной конструкции в исключительных случаях можно использовать природный газ для разогрева труб и воды газовыми горелками, и получения пара в трубах парогенератора, и подачи его в тепловые сети жилых домов и производственных зданий. При сгорании 1 кг природного газа сгорает 1,5 кг кислорода, что приводит к кислородному голоданию людей.

Признаки кислородного голодания при большом скоплении углекислого газа в атмосфере, стелющегося по земле: человеку трудно дышать, наблюдаются головокружения, обильно начинает выделяться пот при высокой температуре и влажности воздуха, возникает слабость, вялость, снижается работоспособность и сокращается срок жизни.

Американцы кислородное голодание людей при большом скоплении углекислого газа в атмосфере назвали парниковым эффектом, который, по их мнению, оказывает влияние на изменение климата на Земле.

По нашему мнению климат на Земле зависит от расположения оси вращения земли относительно солнца, а она в данный момент повернулась на несколько градусов на Юго-Запад, а следовательно, произошло перераспределение тепловой энергии солнца на Земле.

Тепловая электростанция относится к области энергетики. Тепловая станция содержит парогенератор, трансформатор, электрические и тепловые сети, парогенератор, трансформатор, она снабжена парогенератором, расположенным в полости герметичной оболочки с теплоизоляционным материалом, в полости оболочки парогенератора установлены трубы в количестве 1-50 змеевидной, или прямолинейной, или спиралеобразной формы для предотвращения выгорания стальных листов внутренней оболочки парогенератора при температуре 700°-1200°С и подогрева холодной воды до температуры 60°С, на каждой стальной стенке указанного парогенератора установлены радиаторы, заполненные водой, в трубах парогенератора, в отводящем трубопроводе и в тепловой сети, для поддержания температуры воды в емкости до 60°С на внешней ее поверхности установлен датчик температуры с автоматической системой управления вентилем, снабженным электродвигателем и редуктором для его открывания и подачи холодной воды из водопроводной сети насосом низкого давления в указанную емкость и его закрывания при снижении температуры воды до указанного предела, на крышке и боковых стенках в полостях труб установлены керамические катушки с проводами накаливания, соединенные с обмотками трансформаторов, электрической сетью и пятиконтактным переключателем, 1-15 ветровых электростанций или с электрической сетью гидроэлектростанции, или с электрической сетью приливной электростанции, или с электрической сетью атомной электростанции, или с электрической сетью солнечных батарей, которых не менее 20, или аккумуляторами. Изобретение позволяет исключить выгорание кислорода, обеспечить безопасную работу для человека и окружающей среды. 1 ил.

Тепловая станция содержит парогенератор, трансформатор, электрические и тепловые сети, отличающаяся тем, что она снабжена парогенератором, расположенным в полости герметичной оболочки с теплоизоляционным материалом, слоем 50-300 мм, расположенным по внутреннему периметру наружной оболочки, например керамзитом, в полости оболочки парогенератора установлены трубы в количестве 1-50 змеевидной или прямолинейной или спиралеобразной формы, для предотвращения выгорания стальных листов внутренней оболочки парогенератора при температуре 700-1200°С и подогрева холодной воды до температуры 60°С на каждой стальной стенке указанного парогенератора установлены радиаторы заполненные водой, указанные стенки соединены болтами или указанный парогенератор выполнен с двойными стенками в виде двух герметичных сварных оболочек заполненными холодной водой, с наружной стороны на дне верхней оболочки приварены ребра для образования полости для воды, а на крышке установлен радиатор для охлаждения обмоток трансформаторов, которые установлены на крышке и боковых стенках, на каждом их кожухе установлен радиатор, каждый из которых соединен между собой трубами и с указанными радиаторами парогенератора, с подводящим трубопроводом, с насосом с электродвигателем постоянного или переменного тока низкого давления, равного 0,1-0,5 МПа, с фильтром и водопроводной сетью и с отводящим трубопроводом, с фильтром, с емкостью, заполненной водой с атмосферным давлением, с насосом, с электродвигателем постоянного или переменного тока, развиваемым давлением воды 0,5-24,5 МПа, в подводящем трубопроводе, в трубах парогенератора, в отводящем трубопроводе и в тепловой сети, для поддержания температуры воды в емкости до 60°С на внешней ее поверхности установлен датчик температуры с автоматической системой управления вентилем, снабженного электродвигателем и редуктором для его открывания и подачи холодной воды из водопроводной сети насосом низкого давления в указанную емкость и его закрывания при снижении температуры воды до указанного предела, на крышке и боковых стенках в полостях труб установлены керамические катушки с проводами накаливания, соединенными со вторичными и первичными обмотками трансформаторов, электрической сетью и пятиконтактным переключателем, 1-15 ветровых электростанций, или с электрической сетью гидроэлектростанции, или с электрической сетью приливной электростанции, или с электрической сетью атомной электростанции, или с электрической сетью солнечных батарей, которых не менее 20, или аккумуляторами, провода накаливания расположены в промежутке между трубами под углом 90-180° относительно горизонтальной линии, а трансформаторы, которые установлены на указанной крышке парогенератора расположены по одной горизонтальной линии или в шахматном порядке, в количестве 1-15 в одном ряду, или на крышке и боковых стенках в полостях труб парогенератора установлены керамические катушки с проводами накаливания, соединенными со вторичными и первичными обмотками трансформаторов, а с левой стороны труб парогенератора установлены газовые горелки и трубопроводы для подачи природного газа и воздуха под давлением 0,1-0,5 МПа, или на крышке и боковых стенках в полостях труб парогенератора установлены только газовые горелки и трубопроводы для подачи природного газа и воздуха, для создания вакуума в полости парогенератора в крышке установлен трубопровод с вентилем, который соединен с вакуумным насосом, а для отвода отработанного природного газа в атмосферу из полости парогенератора в крышке установлен трубопровод с вентилем, для предотвращения окисления и появления ржавчины при контакте воды с поверхностью нержавеющей стали при температуре 700-1200°С оболочки и радиаторы парогенератора и водопроводные трубы покрыты высококачественной олифой, которая высушивается при температуре 500-600°С до появления твердой пленки олифы, парогенераторы выполнены в виде 1-10 отдельных секций.