КАРЬЕРНАЯ УГОЛЬНАЯ ТЕПЛОВАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ

Техническое решение относится к энергетике и горному делу и может быть использовано для снабжения электроэнергией и теплом угледобывающих предприятий при открытой разработке обводненных угольных месторождений.
Заявителю известна только тепловая электростанция (ТЭС), работающая на угольном топливе, сведения о которой приведены в книге В.Д.Бурова, Е.В.Дорохова, Д.П.Елизарова и др. Тепловые электрические станции, учебник для вузов. М: Издательский дом МЭИ, 2009 г., стр.13. Она и выбрана в качестве прототипа. Угольная ТЭС включает: топливный участок, где уголь перерабатывается в пыль, либо в водо-угольную суспензию (ВУС), паровой котел с системой трубок, наполненных водой, паровую турбину, электрический генератор, конденсатор, где происходит конденсация отработавшего в турбине пара, трансформатор тока.
Для превращения тепловой энергии топлива в электричество требуется большое количество угля и воды, поэтому угольные ТЭС строятся ближе к воде и угольному месторождению, они занимают, как правило, большие площади, необходимые для складирования угля и размещения золоотвалов. Большие затраты на разветвленные транспортные сети, обеспечивающие угольную ТЭС углем и водными ресурсами, а также доставку электроэнергии через линии электрических передач потребителю, во многом определяют ее большую себестоимость. Транспортные издержки являются самыми значительными и достигают, например, при перевозке угля из Кузбасса на Урал и в Европейскую часть России 45÷60% от его себестоимости.
Техническая задача предлагаемого решения заключается в снижении себестоимости производимой электроэнергии за счет сокращения транспортных расходов путем максимального приближения ее к источникам топливных и водных ресурсов, а также за счет сокращения земельных площадей, необходимых для складирования золошлаковых отходов, путем использования для этих целей выработанного пространства угольного разреза.
Задача эта решается тем, что карьерная угольная тепловая электростанция (КУТЭС), включающая энергоблок с оборудованием для производства продуктов теплоэнергоснабжения, согласно техническому решению размещена на плавсредстве, приспособленном перемещаться в пределах водоема, образованного дренажной водой угольного разреза.
Плавучесть КУТЭС позволяет приблизить большого потребителя топлива к угольному забою, значительно сократить потери угля, расходы на транспортировку угля, воды, золы и шлака, сократить земельные площади под строительство КУТЭС и золоотвалов, улучшить экологическую обстановку в окружающем угольное месторождение районе, используя при этом выработанное пространство угольного разреза. Дренажная вода обводненных угольных месторождений, которая создает дополнительные трудности при извлечении угля и ее необходимо постоянно удалять из забоя, неся при этом существенные энергетические потери, используется как среда для передвижения КУТЭС в угольном разрезе. Таким образом, предлагаемое техническое решение позволит снизить себестоимость электроэнергии, а вместе с этим и стоимость угля, добываемого в обводненном разрезе.
Целесообразно зольное отделение снабдить системой гидроудаления золы и шлака в выработанное пространство угольного разреза. Это позволяет высвободить большие земельные площади, необходимые для золошлакоотвала, и использовать их для различных хозяйственных нужд, в том числе и в качестве сельхозугодий.
Целесообразно также КУТЭС снабдить средством подачи дренажной воды в энергоблок с оборудованием для производства продуктов теплоэнергоснабжения. Это позволяет использовать ее для технических нужд КУТЭС: производства и охлаждения пара, транспортировки угля, золы и шлака, производства ВУС.
Сущность технического решения иллюстрируется примером конкретного исполнения и чертежами фиг.1, 2, где на фиг.1 изображен общий вид КУТЭС, вид сбоку; на фиг.2 - то же, вид сверху.
КУТЭС содержит плавсредство 1 (фиг.1, 2) - несамоходное судно с палубной надстройкой, вмещающей энергоблок 2 с оборудованием для производства продуктов теплоэнергоснабжения (паровой котел, турбину, конденсатор, электрический генератор, трансформатор тока и др.), зольное отделение 3 с системой гидроудаления золы и шлака в выработанное пространство угольного разреза и трубопроводом 4, якоря 5 и опорные домкраты 6 для удержания КУТЭС в заданном месте водоема, бортовые лебедки 7 для перемещения плавсредства 1. Система снабжения КУТЭС предусматривает обеспечение углем от добычного угольного цепного экскаватора 8 (далее - экскаватор 8), перемещающегося по борту разреза 9, на котором установлен забойный конвейер 10 для транспортировки угля сначала в перегрузочный угольный пункт 11, затем на участок 12 с оборудованием для производства ВУС. Трубопровод 13 служит для транспортировки ВУС в котельную КУТЭС.
КУТЭС используют следующим образом.
Плавсредство 1, включающее энергоблок 2 с оборудованием для производства продуктов теплоэнергоснабжения (далее - энергоблок 2), с помощью якорей 5, опорных домкратов 6 и бортовых лебедок 7 устанавливается на поверхности водоема угольного разреза в максимально возможной близости от участка 12 приготовления ВУС. В качестве топлива используется уголь, добываемый с помощью экскаватора 8 (фиг.1, 2). Отбитый рабочим органом экскаватора 8 уголь поступает на забойный конвейер 10, далее через перегрузочный пункт 11 доставляется в участок 12 приготовления ВУС, которая по трубопроводу 13 подается на КУТЭС для производства электроэнергии. Электроэнергия через трансформатор тока и кабель поступает к потребителю. Продукты сгорания - зола и шлаки - подаются в зольное отделение 3, где в системе гидроудаления золы и шлака (на чертеже не показана) смешиваются с водой и в виде пульпы по трубопроводу 4 поступают в выработанное пространство угольного разреза. Дренажная вода из водоема поступает в энергоблок 2 с помощью средства подачи дренажной воды (на чертеже не показано) и используется для технических нужд станции: производства и охлаждения пара, транспортировки угля, золы и шлака, производства ВУС, а также служит средой, в которой перемещается КУТЭС.