Гидроаккумулирующая электростанция Советский патент 1982 года по МПК E02B9/00 

(54) ГИДРОАККУМУЛИРУЩАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ

1

Изобретение относится к гидротехническому строительству, а именно к конструкции гидроаккумулирующих электростанций.

Известна гидроаккумулирующая электростанция (ГАЭС), предназначенная для выравнивания графиков нагрузки энергетических систем и состоящая из верхнего бассейна, нижнего бассейна и связанного с бассейнами водоводами гидроагрегатного блока.

Гидроагрегатный блок расположен в здании ГАЭС и состоит из обратимой электрической машины (мотора-генератора) и обратимой гидромашины (насоса-турбины) .

В качестве верхнего и нижнего бассейнов используются естественные или искусственные открытые водоегвл, расположенные на различной высоте tl.

Недостатком такой электростанции является зависимость напора, а следовательно, и мощности, от рельефа местности. В равнинных условиях ее эффективность уменьшается.

Известна гидроаккумулируюцая электростанция, включающая заполненный газом верхний герметичный резервуар, нижний резервуар, сообщенный с.атмосферой, и гидроагрегатный блок.

соединенный трубопроводами с ве1Й4Ним и нижним резервуарами 2.

Недостаток этой электростанции состоит в изменении рабочего напора в процессе зарядки и разрядки вследствие изменения давления воздуха в верхнем резервуаре что отрицательно влияет на КПД электростанции.

Цель изобретения - повышение эф10фективности работы путем повышения коэффициента полезного действия гидроагрегатного блока.

Цель достигается тем, что электростанция снабжена дополнительными

15 нижним герметичным резервуаром и верхним резервуаром, соединенным между собой в нижней части трубопроводом, причем верхняя часть верхнего резервуара соединена трубопроводом с

20 верхней частью дополнительного ниж- . него резервуара.

На чертеже изображена схема гидроаккумулирующей электростанции.

Основными .частями ГАЭС явл яются

25 верхний резервуар 1,гидроагрегатный блок 2, нижний резервуар 3, дополнительный верхний резервуар 4 и дополнительный нижний резервуар 5. Верхний резервуар 1 трубопроводом б сое-

30 динен с гидроагрегатным блоком 2,

оторый в свою очередь трубопроводом с затвором 8 соединен с нижним езервуаром 3, а последний трубопроодом 9 соединен с атмосферой. Доолнительные резерсуарл 4 и 5 в свох нижних частях соединены трубороводом 10. Верхний резервуар 1 в воей верхней части соединен труопроводом 11 с верхней частью нижнео дополнительного резервуара 5.

ГАЭС быть подземной, а может располагаться на поверхности , земли в горной местности. Принципиальным является наличие закрытого герметичного верхнего резервуара 1, заполненного сжатыгл газом, герметичного закрытого дополнительного нижнего резервуара 5, также заполненного сжатым газом, соединение их газов ах объемов и наличие разности вы-, сот расположения нижних и верхних резервуаров.

Работа предложенной ГАЭС происходит следующим образом.

В исходном положении нижний резервуар 3, дополнительный нижний резервуар 5, трубопроводы б, 7 и 10 заполнены водой. Затвор 8 закрыт. Верхний резервуар 1 заполнен сжатым газом, например воздухом, дополнительный верхний резервуар 4 пуст.

Для зарядки ГАЭС подают электроэнергию на гидроагрегатный блок 2 и открывают затвор В. Электрическая машина, работающая в режиме мотора, начинает вращать обратимую гидромашину, работающую в насосном режиме. Вода из нижнего резервуара 3 по трубопроводам 7 и б начинает поступать в верхний резервуар 1, вытесняя из него газ, находящийся под давлением столба воды между дополнительными резервуарами 4 и 5. Сжатый газ из резервуара 1 по трубопроводу 11 поступает в нижний дополнительный резервуар 5, вытесняя воду из него по трубопроводу 10 в дополнительный резервуар 4, После полного опорожнения нижнего резервуара 3 процесс зарядки прекращается, снимают подачу электроэнергии на гидроагрегатный блок 2 и затвор 8 закрывают.

Процесс разрядки ГАЭС начинают с открытия затвора 8. Под действием гидростатического давлен1 я столба воды между верхним 1 и нижним 3 резервуарами и давления газа в газовом объеме резервуара 1 вода по трубопроводу б устремляется в гидроагрегатный блок 2 и далее по трубопроводу 7 в нижний резервуар 3. Обратимая гидромашина начинает работать в режиме турбины, а электрическая машина - в режиме генератора. Происходит подача энергии в электросеть .

По мере слива воды из верхнего резервуара 1 газового в нем увеличивается, причем заполнение этого объема происходит газом, поступающим по трубопроводу 11 из дополнительного нижнего резервуара 5. Расход газа из последнего.

восполняется притоком воды по трубопроводу 10 из верхнего дополнительного резервуара 4. Давление в соединенных между собой трубопроводом 11 газовых объемах верхнего резервуара 1

и дополнительного нижнего резервуара 5, определяемое массой столба воды между резервуарами 4 и 5, остается постоянным в течение всей работы ГАЭС в режиме разрядки, обеспечивая постоянный наддув резервуара 1 и постоянную мощность ГАЭС. После опорожнения верхнего резервуара 1 ГАЭС находится в исходном положении.

По сравнению с известной в предложенной ГАЭС расширения газа в верхнем резервуаре, и следовательно, падения давления, не происходит, поскольку суммарный газовый объем в резервуаре 1 и в резервуаре 5 не меняется. Не происходит также падения мощности ГАЭС в процессе ее разрядки.

В результате этого результирующая мощность предложенной ГАЭС по

сравнению с известной увеличивается, так как КПД гидроагрегатного блока не меняется.

В целом значительно повышается эффективность работы гидроаккумулирующей электростанции.

Формула изобретения

0 Гидроаккумулирующая электростанция, включающая заполненный газом верхний герметичный, резервуар, нижний резервуар, сообщенный с атмосферой, и гидроагрегатный блок, соединенный трубопроводами с верхним и нижним резервуарами, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности работы путем повышения коэффициента полезного действия гидроагрегатного блока, она снабжена дополнительными нижним герметичным резервуаром и верхним резервуаром, соединенными между собой в нижней части трубопроводом, причем верхняя часть верхнего резервуара соединена трубопроводом с верхней частью дополнительного нижнего резервуара.

Источники информации, 60 принятые во внимание при экспертизе

1.Аргунов П.П. Гидроэлектростанции, Киев, I960, с. 415-419.

2.Авторское свидетельство СССР № 746028, кл. Е 02 В 9/00, 1979

65 (прототип).

uii