ТЕПЛОВАЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА С УПРУГИМ ПИЛОНОМ

Полезная модель относится к энергомашиностроению, в частности к энергетическим установкам, использующим естественную разность температуры окружающей среды для выработки элекроэнергии. Известна океаническая тепловая электростанция (a.c. CCCPN 1681 031, F 01 К 13/00, F 03 G 7/04. публ. БИ N 36, 1991 г.) Установка содержит последовательно соединенные в замкнутом контуре размещенные над уровнем воды конденсатор, гидравлическую турбину, размещенный под водой испаритель, паровую турбину, при этом конденсатор расположен в аэродинамической трубе, которая выполнена в виде сверхзвукового диффузора. Установка снабжена пароперегревателем для дополнительного подогрева рабочего тела, в качестве которого используют низкокипящую жидкость, например фреон. Пары
рабочего тела после испарителя перегреваются в пароперегревателе и вращают паровую турбину, посте чего они попадают в конденсатор, расположенный внутри аэродинамической трубы. Пары рабочего тела охлаждаются воздухом и конденсируются. После конденсации рабочее тело стекает вниз и за счет напора вращает гидравлическую турбину. С турбинами связаны электрогенераторы, вырабатывающие электроэнергию. Однако работа указанной установки в сильной степени зависит от наличия воздушных потоков над поверхностью океана и силы ветра, что снижает стабильность функционирования установки и усложняет ее конструкцию. Известна океаническая энергетическая установка, использующая естественную разность температур между теплыми поверхностными слоями океана и холодными глубинными слоями (ЕПВ N 01625799, F 03 G 7/04, публ. 1985 г.). Установка содержит систему циркуляции рабочего тела в замкнутом контуре, включающем конденсатор, испаритель, паровую турбину, связанную с
электрогенератором, а также системы циркуляции теплой и холодной воды, отбираемой с помощью насосов с разных глубин океана, соответственно для испарения рабочей жидкости в испарителе и для охлаждения паров рабочей жидкости в конденсаторе. Установка обеспечивает различные режимы работы в дневное и ночное время, что улучшает ее экономичность. Однако наличие циркуляционных контуров теплоносителя требует включения в схему установки дополнительных контуров, которые усложняют установку.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является энергетическая установка (RU 2116465 6 F 01 K 13/00 опубликованный 27.07.98 Бюл. №21), которая выбрана автором в качестве прототипа.
Установка содержит соединенные в замкнутом циркуляционном контуре трубчатый испаритель размещенный под поверхностью воды обеспечивающей кипение фреона в рабочем режиме, конденсатор, коллекторную трубу, возвратную трубу, паровую турбину
связанную с электрогенератором, снабжена также насосом, и объедены в замкнутый циркуляционный контур, конденсатор размещен ниже испарителя в слоях воды обеспечивающих конденсацию фреона в рабочем режиме. Испаритель и конденсатор выполнены в виде трехмерных трубчатых решеток, при этом решетки испарителя и конденсатора образуют единую плавучую конструкцию с помощью стоек и снабжены движителями.
Однако жесткие многометровые стойки длиной около 600м связывающие теплообменные узлы (бойлеры) и поддерживающие коллекторную трубу имеет большую массу и габариты, что требует больших расходов и затрудняет строительство маломощных энергетических установок.
Задачей полезной модели (Фиг.1) является снижение массы и габаритов узла (фермы) соединяющего бойлеры и поддерживающие коллекторную трубу сохраняя при этом способность вращаться вокруг горизонтальной оси, что необходимо для борьбы с обрастанием бойлеров живыми организмами.
Новым, по сравнению с прототипом, в полезной модели является то, что испаритель 1, конденсатор 2 и коллекторная труба 3 крепятся на конструкцию состоящую из верхней емкости 4 обладающей переменной плавучести троса 6 и нижней емкостью обладающей переменной плавучести 5. с помощью зажимов (бандажей) 8
Кроме того, верхняя емкость 4 и нижняя емкость 6 снабжены движителями 7 способными создавать реактивную тягу как в противоположную сторону по линии троса, так и согласованно по линии перпендикулярной тросу 6.
Кроме того, емкость 3 и емкость 5 снабжены баллонами для хранения сжатого воздуха 9, компрессорами высокого давления 10, аккумуляторами 11 и блоком управления 12. Сущность предлагаемого технического решения заключается в том, что тепловая энергетическая установка, содержащая соединенные в замкнутом циркуляционном контуре испаритель, конденсатор, коллекторную трубу, внутри которой смонтированы турбина с электрогенератором,
насос и возвратная трубка, крепятся к натянутому тросу верхний конец которого крепится к верхней емкости обладающего положительной плавучестью, а нижний конец к нижней емкости обладающего отрицательной плавучестью.
Кроме того, емкости имеют переменную плавучесть, одинаковую конструкцию, каждый снабжен баллоном для сжатого воздуха, компрессором высокого давления, движителем и аккумулятором.
Кроме того, вся конструкция способна переворачиваться вокруг горизонтальной оси.
Использование выталкивающей силы воды для создания длинной упругой конструкции к которой можно закрепиться позволяет снять требования по жесткости к силовому блоку, что значительно снизит расходы на строительство энергетических установок.
Схема работает следующим образом:
Верхняя емкость 4, обладающая положительной плавучестью через соединительный трос 6, имеющий необходимую длину для работы энергетической установки,
поддерживает нижнюю емкость 5 имеющую отрицательную плавучесть, натягивая при этом соединительный трос 6. В результате с поверхности воды на необходимую глубину протягивается упругая конструкция, на которую вдоль троса крепится энергетическая установка. При необходимости разворота на 180° отключается энергетическая установка. Движители 7 переводятся в режим создания тяги в противоположные стороны по линии троса. Изначально емкость 4 наполнена воздухом, баллоны сжатого воздуха 9 заправлены сжатым воздухом, емкость 5 заполнена водой, аккумуляторы 11 заряжены. Когда возникает необходимость развернуть установку на 180° вокруг горизонтальной оси отключается энергетическая установка, движители 7, используя энергию аккумуляторов 11, создают тягу направленную в разные стороны по линии троса 6. В это время верхняя емкость 4 заполняется водой, а в нижнюю емкость 5 подается воздух из баллонов со сжатым воздухом. В результате обе емкости постепенно меняют знак плавучести на противоположное значение. При этом движители 7
поддерживают заданное натяжение троса 6 до полного разворота установки. После того как емкости придут в новое рабочее состояние движители отключаются, и включается энергетическая установка с учетом реверса необходимых узлов, которая приводит в исходное состояние аккумуляторы 11 и баллоны 9 со сжатым воздухом подготовив их для следующего разворота. Движители 7 переводятся в режим согласованной тяги перпендикулярно тросу 9 для обеспечения возможного маневрирования энергетической установки.