ТРУБОПРОВОДНАЯ ТЕПЛОАККУМУЛИРУЮЩАЯ СИСТЕМА

Заявленная полезная модель относится к теплоэнергетике и может быть использована на ТЭЦ и котельных для аккумулирования тепла.
Известно, что работа теплоисточников характеризуется неравномерным графиком отпуска тепловой энергии, что во многих случаях вызывает необходимость включения в период пика нагрузок дополнительных котлоагрегатов и их отключение - при провалах нагрузок (как правило, в ночное время).
Это ведет к увеличению затрат на выработку энергии за счет дополнительного расхода топлива, электричества, трудовых и материальных ресурсов, к существенному износу котлоагрегатов и тепломеханического оборудования. Особенно это характерно для межотопительного периода.
Традиционно выравнивание графика тепловой нагрузки оборудования теплоисточника предусматривается осуществлять за счет установки и использования в теплоэнергетической системе баков-аккумуляторов значительной емкости (дорогостоящее оборудование).
Имеются иные схемы аккумуляции тепла, например, теплоэнергетическая система ТЭЦ, схема которой описана в патенте RU 2027027, опубликован 20.01.1995 г., содержит основную теплофикационную турбину, подключенную паровпуском при помощи трубопровода свежего пара к парогенератору и теплофикационньм отбором при помощи трубопроводов к основным сетевым подогревателям, и тепловой аккумулятор секционного типа, в котором происходит аккумулирование теплоты посредством ступенчатого подвода свежего пара и изменения фазового состояния теплоаккумулирующих веществ. В результате увеличивается регулировочный диапазон электрической мощности.
Тепловой аккумулятор указанной системы представляет собой сложную дорогостоящую конструкцию.
Сложные аккумулирующие системы используют на маневренных ТЭЦ с повышенной расчетной загрузкой теплофикационных отборов турбин.
№2011108809 Заменяющий лист 2
При отсутствии в теплоэнергетической системе специально оборудованных тепловых аккумуляторов аккумулирование тепла, при необходимости, производят в действующей сети за счет перегрева обратного трубопровода, что ведет к большим
теплопотерям, увеличению отпуска электроэнергии на транспортировку теплоносителя и не позволяет регулировать загрузку источника тепловой энергии в течение суток.
В качестве прототипа может быть выбрана любая классическая теплоэнергетическая система, описанная, например, в справочном пособии под редакцией Н.К.Громова и Е.П.Шубиной «Водяные тепловые сети», Энергоатомиздат, 1988 г., существенными признаками которой являются: теплоисточник, магистральный трубопровод для подачи тепла потребителю, резервируемые в межотопительном периоде трубопроводы, насосы, запорная арматура.
Задача выравнивания графиков тепловой нагрузки генерирующих мощностей в теплоэнергетических системах ТЭЦ и котельных, для решения которой разработана предложенная полезная модель, остается актуальной.
Трубопроводная теплоаккумулирующая система, включает теплоисточник, магистральный трубопровод для подачи тепла потребителю, резервные трубопроводы, насосы, запорную арматуру, а также устройство аккумулирования тепла, причем указанное устройство содержит узел обвязки магистрального и, резервного (в межотопительный период) трубопроводов для аккумулирования тепла в резервном трубопроводе, при этом узел обвязки снабжен насосом, на байпасе которого и в трубопроводах обвязки установлена запорная арматура.
Предложенная полезная модель схематично показана на чертежах.
На фиг.1 - принципиальная схема;
На фиг.2 - схема зарядки аккумулятора;
На фиг.3 - схема разрядки аккумулятора.
Теплоэнергетическая система содержит теплоисточник I (ТЭЦ, котельная), напорный II и обратный III коллектора сетевой воды, магистральные трубопроводы IV для подачи тепла потребителю, потребитель тепла IX, резервные трубопроводы V, узел VI обвязки магистрального трубопровода IV с резервньм трубопроводом V для аккумулирования в нем тепла. Узел VI обвязки снабжен насосом VII, в байпасе которого и в трубопроводе обвязки установлены задвижки 7, 8, 9. В работе системы использованы также задвижки 1, 2, 4, 5, 6, 10, запорная арматура на перемычке VIII.
ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
Исходное состояние - задвижки 2, 4, 5, 6 - закрыты. Задвижки 7, 8, 9, 10 - закрыты. Запорная арматура на перемычке VIII по тепломагистрали V открыта. Тепловой аккумулятор не работает
В период ночного провала тепловых нагрузок, для обеспечения бесперебойной       работы электро- и теплогенерирующего оборудования излишки тепла направляются в аккумулятор. Происходит его зарядка. Выполняется это следующим образом (схема №2). Стрелками указано направление движения сетевой воды:
- открывается задвижка 7 на байпасном узле насоса VII.
- открываются задвижки 8 и 10.
- создаваемый сетевыми насосами напор заставляет двигаться теплоноситель с температурой 56-70°С по тепломагистрали IV из подающего трубопровода в обратный через перемычку VIII, вытесняя сетевую воду с температурой 35-40°С на теплоисточник. Расход регулируется задвижкой 10 или регулятором расхода на необходимую для работы теплогенерирующего оборудования в период провала нагрузок циркуляции.
- об окончании зарядки аккумулятора свидетельствует достижение возвращаемой сетевой воды температуры подачи.
- после зарядки аккумулятора задвижка 7 и 10 закрываются.
По окончании зарядки аккумулятор содержит теплоноситель с температурой 65-70°С. Циркуляция по нему отсутствует.
Разрядка аккумулятора в период пика нагрузок происходит следующим образом. Стрелками указано направление движения сетевой воды:
- открывается задвижка 10.
- запускается насос VII (параметры работы по создаваемому напору должны совпадать с основным сетевым насосом теплоисточника.
- открывается задвижка 9.
- с помощью задвижки 10 или регулятора расхода устанавливается требуемая циркуляция через аккумулятор.
- об окончании разрядки аккумулятора свидетельствует снижение температуры возвращаемого теплоносителя до температуры обратной сетевой воды.
- после полной разрядки аккумулятора насос VII выключается, закрывается задвижка 10.
Заявленная полезная модель представляет собой систему трубопроводов и насосного оборудования, не эксплуатируемого в межотопительный период, в часы провала нагрузок с целью снижения расхода топлива, повышения выработки электроэнергии турбогенераторов, отказа от пуска дополнительных котлов в часы пика нагрузки за счет разрядки аккумулятора, увеличения срока службы котлоагрегата. Отсутствует необходимость строительства типового дорогостоящего бака-аккумулятора, а его функции выполняет система трубопроводов, то есть разнесенный в пространстве накопитель энергии.