УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТБОРА ЭНЕРГИИ ИЗ ПОТОКА СЖАТОГО ГАЗА

Настоящая полезная модель относится к устройству, предназначенному для отбора энергии от сжатого газа, причем такое устройство размещается в участке трубы, обычно образующем часть трубопровода.
Уровень техники
Конечно, хорошо известна практика пропуска газа по трубопроводу под высоким давлением, предназначенная для пропуска газа от точки сбора или производства до распределительной сети. Современные трубопроводы, предназначенные для транспортировки природного газа, могут тянуться на сотни или тысячи миль. Обычная система распределения природного газа содержит участок трубопровода, работающий под давлением от 50 до 100 бар, и участок трубопровода, работающий под гораздо более низким давлением, обычно от 5 до 10 бар, причем последний сообщается с локальной распределительной сетью, работающей под давлением несколько выше 1 бара. Поэтому требуется создание станций, на которых давление может быть понижено с высокого до более низкого уровня.
Понижение давления может быть достигнуто просто путем пропуска сжатого газа через подходящую систему клапанов понижения давления. При понижении давления газа происходит его расширение и понижение температуры. В случае если газ содержит водяной пар, падение температуры может привести к образованию гидратов и углеводородных жидкостей, которые могут повредить клапаны. По этой причине практикуется предварительный нагрев сжатого газа до его расширения.
Значительным недостатком клапанов понижения давления (или расширительных) является то, что практически теряется работа, выполненная при повышении давления газа до высокого уровня. Хорошо известна альтернативная форма станции понижения давления, лишенной этого недостатка. На станции альтернативной формы понижения давления для понижения давления применяется турбодетандер. Вращение турбодетандера применяется для выполнения полезной работы. Один пример такого решения описан в канадской патентной заявке №2461086 А (СА-А-2461086). Согласно СА-А-2461086 природный газ, поступающий в станцию контроля давления, направляется в турбину, которая приводится в действие природным газом при понижении давления природного газа. Энергия, которая вырабатывается турбиной, используется для полезных целей, обычно для осуществления привода электрического генератора.
Известны устройства, в которых турбодетандер сочетается с электрическим генератором. Пример такого устройства описан в патенте РФ №2472946, F01D 15/10, F25B 11/00, опубл. 20.01.2013.
Устройство отбора энергии из потока сжатого газа содержит, турбодетандер, имеющий рабочее колесо турбодетандера, в которое поступает радиальный входной поток, и генератор, имеющий ротор и статор, где ротор приводится во вращение рабочим колесом турбодетандера, а наружная поверхность статора имеет охлаждающие ребра, причем турбодетандер и ротор размещены в участке трубы.
Недостатком известного устройства является то, что в момент отсутствия подачи газа в трубопроводе (или понижения давления газа в трубопроводе) отключается генератор и подача электроэнергии потребителю прекращается, в связи с этим снижается надежность эксплуатации устройства для отбора энергии из потока сжатого газа.
Задача, на решение которой направлена данная полезная модель состоит в повышении надежности работы устройства для отбора энергии из потока сжатого газа.
Технический результат, достигаемый при реализации заявляемой полезной модели, состоит в создании условия для бесперебойной подачи электроэнергии потребителю.
Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для отбора энергии из потока сжатого газа содержащем турбодетандер, имеющий рабочее колесо турбодетандера, в которое поступает радиальный входной поток, и генератор, имеющий ротор и статор, где ротор приводится во вращение рабочим колесом турбодетандера, а наружная поверхность статора имеет охлаждающие ребра, причем турбодетандер и ротор размещены в участке трубы, согласно полезной модели, генератор дополнительно оборудован промышленным накопителем электроэнергии.
Сущность полезной модели отражена на чертеже, где представлена схема устройства.
Как показано па чертеже, устройство отбора энергии из потока сжатого газа содержит, турбодетандер 1, имеющий рабочее колесо 2 турбодетандера 1, в которое поступает радиальный входной поток, и электрический генератор 3, имеющий ротор 4 и статор 5. Ротор 4 приводится во вращение рабочим колесом 2 турбодетандера 1, а наружная поверхность статора 5 имеет охлаждающие ребра, причем турбодетандер 1 и ротор 4 размещены в участке трубы 6. Электрический генератор 3 дополнительно оборудован промышленным накопителем 7 электроэнергии.
Устройство работает следующим образом.
В процессе работы вращение рабочего колеса 2 турбодетандера 1 посредством расширенного газа осуществляет привод ротора 4 и обеспечивает в результате генерирование электрической энергии электрическим генератором 3, который дополнительно оборудован промышленным накопителем 7 электроэнергии. Полученная электроэнергия подается потребителю.
В случае прекращения подачи сжатого газа по трубе 6 происходит подключение к потребителю электроэнергии, предварительно накопленной в промышленном накопителе 7 электроэнергии. При возобновлении подачи сжатого газа по трубе 6, происходит автоматическое отключение промышленного накопителя 7 электроэнергии и подача электроэнергии потребителю осуществляется вновь от электрического генератора 3. Срабатывание промышленного накопителя 7 осуществляется известным способом.
В отличие от аналогов, предлагаемое устройство облагает большей надежностью в связи с бесперебойной подачей полученной в нем электроэнергии потребителю.