СИЛОВАЯ ДЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СТАНЦИЙ УСТАНОВКА С ТЕПЛОВЫМ АККУМУЛЯТОРОМ Советский патент 1936 года по МПК F01K3/00 

Электрическим станциям и иным установкам, имеющим паровой резерв, присущ тот недостаток, что батареи запасных котлов приходится держать постоянно готовыми к работе для покрывания, в случае надобности, например, при повреждениях или случайных перерывах в питании главной сети нормальным путем, всей нагрузки станции. Это неудобство приобретает особое значение при водяных силовых станциях, при которых энергия передается по длинным проводам на электрические станции, расположенные близ городов и снабженные резервной паровой установкой. Даже в том случае, когда в этих установках электрический ток производится паровыми машинами, работающими параллельно с водяной силовой станцией, указанное неудобство сохраняет свою силу, ибо имеющиеся на станции паровые машины, в случае повреждений, не в состоянии покрывать весь расход энергии. Следовательно, и в этом случае имеется надобность в резервной паровой установке, которую приходится непрерывно держать наготове.

Эта необходимость держать всю или по крайней мере весьма значительную часть котлов запасной батареи под парами отражается весьма невыгодно на экономичности работы установки. Уже предлагалось применять батарею электрических аккумуляторов такой мощности, чтобы она, в случае повреждений на силовой станции или в питательной цепи, могла покрывать всю нагрузку в течение, по крайней мере, того времени, которое необходимо для разогревания и пуска в работу котлов парового резерва. Это предложение не получило, однако, применения на практике между прочим, потому, что первоначальное устройство обходится очень дорого, что коэффициент полезного действия аккумуляторной батареи неустойчив и низок и что необходимость трансформирования постоянного тока батареи в переменный ток в свою очередь понижает полезную отдачу такого резерва.

С целью устранения необходимости держать котлы парового резерва постоянно наготове на электрических станциях и тому подобных установках применяются также в связи с паровым резервом надлежаще изолированные приемники - тепловые аккумуляторы, содержащие воду под известным давлением и при отвечающей этому давлению температуре. Эти запасные аккумуляторы пара доставляют пар двигателям в случае каких-либо повреждений на линии или на силовой станции, и емкость их рассчитывается таким образом, чтобы запасенного в них пара хватило на случай кратковременных перерывов для покрывания всей нагрузки сети или, во всяком случае, до тех пор, пока паровые котлы резерва окажутся способными подавать пар нужного давления. Тепловые аккумуляторы нагреваются до требуемой температуры или паром из котлов или электрическим током, или любым иным способом, причем для возмещения потери тепла вследствие излучения через их стенки, предусматриваются специальные небольших размеров нагревательные приспособления.

При таких устройствах необходимость держания котлов парового резерва под парами устраняется с весьма небольшими расходами, а так как при надлежащей изоляций запасного приемника излучение тепла весьма незначительно, то и расходы на возмещение этого тепла остаются ничтожными, а коэфициент полезного действия всей установки - весьма высоким.

В предлагаемой силовой для электрических станций установке с тепловым аккумулятором к паровой турбине приключен электрогенератор, связанный с основной сетью и работающий при нормальных условиях как синхрономотор, вращающий турбину вхолостую, а при аварии, путем впуска пара в турбину из теплового аккумулятора, переключаемый в электрогенератор, работающий на сеть.

Для открывания запорного органа на трубопроводе от аккумулятора к турбине при понижении числа оборотов синхрономотором во время аварий в основной сети применен регулятор.

На чертеже фиг. 1 изображает схему силовой для электрических станций установки с тепловым аккумулятором и фиг. 2 - то же в другой форме осуществления.

Тепловой аккумулятор h, содержащий воду под определенным давлением и при соответствующей этому давлению температуре, включен в установку таким образом, что в случае повреждений в сети паровая турбина с может быть приведена в действие паром аккумулятора h, емкость коего рассчитывается так, чтобы он мог доставлять нужное количество пара в течение некоторого времени, которое, во всяком случае, должно быть не меньше времени, необходимого для разогревания и пуска в ход котлов b парового резерва. Если по обстоятельствам порчи ясно, что восстановление работы главной станции потребует значительного времени, то прибегают немедленно к разогреванию котлов b с тем, чтобы по истощении запаса пара в аккумуляторе h открыть кран е на паропроводе и питать ту же турбину паром из котлов b. Аккумулятор h снабжен небольшим нагревательным прибором, возмещающим теплоту излучивания и удерживающим таким образом давление и температуру в аккумуляторе на определенной высоте. Нагревательный аппарат соразмерен и устроен таким образом, чтобы он был в состоянии после непродолжительного расходования пара из аккумулятора h нагреть воду в нем до прежних нормальных температур и давления. Нагревание содержимого в аккумуляторе h можно производить также электрическим током или же паром из какого-либо котла парового резерва. Если вследствие продолжительности перерыва работы главной станции пришлось прибегнуть к пуску в действие котлов b, то убыль тепла и давления в аккумуляторе h естественнее всего возместить путем введения пара из этих котлов, для чего служит паропровод m с запорным на нем органом n.

Аккумулятор h может служить также для покрывания случайных недохваток в энергии на станции во время ее нормальной работы, причем и в этом случае срок работы аккумулятора в помощь главной станции может быть удлинен путем подогревания воды в нем помощью специального нагревательного приспособления или паром из котла парового резерва.

Электрогенератор ƒ при помощи выключателя g находится в непрерывном соединении с главными питательными проводами основной сети а и обыкновенно работает как синхрономотор, вращающий турбину с вхолостую. Впускной паровой клапан последней может иметь маленький канал или обходную трубу для того, чтобы необходимый для охлаждения турбины пар постоянно присасывался. Насос и, заставляющий циркулировать охлаждающую воду в конденсаторе d, может работать непрерывно, но выгоднее пускать его в ход автоматически каждый раз, когда турбина с получает пар, причем в остальное время будет работать лишь маленький насос, доставляющий то небольшое количество охлаждающей воды, которое необходимо для обеспечивания вакуума при работе турбин вхолостую.

Когда вследствие аварии в сети a синхрономотор ƒ перестает получать ток, вал последнего и турбины с продолжают вращаться вследствие инерции с постепенно уменьшающейся скоростью, что отразится на центробежном регуляторе t, который откроет клапан на паропроводе k, так что в турбину с попадает пар из аккумулятора h и турбина с начнет вращать электрогенератор ƒ, который уже будет работать как динамо и питать провода главной сети а током. Возможно питать турбину с, когда в том окажется надобность, паром непосредственно из пущенных в работу котлов b парового резерва. Пар из этих котлов может быть проведен в аккумулятор h по трубопроводу m, снабженному запорным органом n. Аккумулятор h может служить для работы и помощь главной силовой станции, когда от нее требуется случайно повышенная работа.

Форма осуществления установки, изображенная на фиг. 2, отличается от описанной отсутствием резервных котлов b, причем тепловой аккумулятор h является не только аккумулятором пара, но и силовым резервом. Такое устройство возможно тогда, когда резезвуар аккумулятора h соразмерен для удовлетворения, хотя бы в течение сравнительно непродолжительного времени, всего количества пара, необходимого для работы установки. В этом случае выгодно снабдить резервуар h более сильным подогревательным приспособлением υ, т.е. таким, которое могло было бы доставить этому резервуару значительно больше тепла, чем из него убывает вследствие лучеиспускания.

Тепловой аккумулятор h, являющийся простым аккумулятором силы, который в каждый момент может быть заряжен и разряжен, может служить и для других целей. Так например, при достаточных размерах резервуара аккумулятора h он может служить для выравнивания случайных избытков и нехваток силы. Если, например, в течение ночи энергия, развиваемая станцией, больше расхода, то избыток энергии можно использовать для зарядки аккумулятора h с тем, чтобы расходовать накопленную таким образом энергию во время вечерних часов, когда от станции требуется усиленная работа.

1. Силовая для электрических станций установка с тепловым аккумулятором, отличающаяся применением электрогенератора ƒ (фиг. 1), приключенного к паровой турбине с связанного с основной сетью а и работающего при нормальных условиях как синхрономотор для привода турбины вхолостую, при аварии же переключаемого в работающий на сеть а электрогенератор путем впуска пара в турбину с из аккумулятора h.

2. В силовой установке по п. 1 применение регулятора t (фиг. 1) для открывания при понижении числа оборотов синхрономотора ƒ запорного органа в трубопроводе k от аккумулятора к турбине с.

3. В силовой установке по п. 1 примение резервных котлов b (фиг. 1) для питания паром из них турбины с в случае аварии в сети а.

4. В силовой установке по п. 1 применение между котлами b и аккумулятором h (фиг. 1) трубопровода m с запорным органом n для периодического впуска пара из котла в аккумулятор.