МЕТОД И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭФФЕКТИВНОЙ И НИЗКОТОКСИЧНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ, А ТАКЖЕ ДЛЯ АККУМУЛИРОВАНИЯ И ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЭНЕРГИИ

x
1. Метод улучшенного использования теплового потенциала при эксплуатации электростанции при одновременном предотвращении любых выбросов NO, значительном снижении выделяющегося в атмосферу диоксида углерода, хорошей регулируемости при оптимальном использовании имеющихся и изменяющихся температур окружающей среды, минимизации неиспользованного тепла и оптимизации режима работы в сочетании с повышением электрического КПД, а также для эффективного промежуточного аккумулирования электроэнергии и ее более простого использования для повышения КПД в непрерывном режиме работы электростанции при альтернативном одновременном использовании в качестве пиковой электростанции, отличающийся тем, что электрический ток используется из временных избыточных мощностей, чтобы аккумулировать в отдельных подземных накопителях как природный газ, так и сжатый воздух и диоксид углерода под высоким давлением, причем накопитель природного газа служит в качестве накопителя горючего для электростанции, накопитель сжатого воздуха служит в качестве буферного накопителя для бесперебойно работающей установки по разделению воздуха, предпочтительно для производства жидкого кислорода, а накопитель диоксида углерода подготавливает сверхкритический диоксид углерода в качестве среды теплоносителя, которая использует энтальпию горючего газа в качестве источника тепла, разгружается через детандер, соединенный с генератором, охлаждается, сжижается при использовании источника тепла и в жидком виде снова сжимается до рабочего давления и подготавливается во временном аккумуляторе высокого давления.
2. Метод по п.1, отличающийся тем, что рабочая декомпрессия осуществляется до зоны конденсации, при этом происходит частичное сжижение, и смесь, состоящая из газа и жидкости, сжижается дальше при использовании источника холода и в жидком виде снова сжимается до рабочего давления и подвергается промежуточному хранению.
3. Метод по п.1, отличающийся тем, что в качестве промежуточного накопителя используются солевые полости большой глубины.
4. Метод по п.1, отличающийся тем, что в качестве источника холода для отвода теплоты конденсации по крайней мере частично используется тепловой потенциал земли на глубине 5-30 м.
5. Метод по п.1, отличающийся тем, что в качестве источника холода для отвода теплоты конденсации по крайней мере частично используется низкая температура отработанного воздуха установки по разделению воздуха.
6. Метод по п.1, отличающийся тем, что в качестве источника холода для отвода теплоты конденсации по крайней мере частично используется температура окружающей среды или температура других находящихся в непосредственном контакте с температурой окружающей среды сред.
7. Метод по п.1, отличающийся тем, что в качестве источника холода для отвода теплоты конденсации по крайней мере частично используется холодильный потенциал озерной, речной и/или морской воды.
8. Метод по п.1, отличающийся тем, что в качестве источника холода для отвода теплоты конденсации по крайней мере частично используются низкие температуры, возникающие при декомпрессии природного газа.
9. Метод по п.1, отличающийся тем, что в качестве источника холода для отвода теплоты конденсации по крайней мере частично используются низкие температуры, возникающие при декомпрессии сжатого воздуха.
10. Метод по п.1, отличающийся тем, что в качестве источника холода для отвода теплоты конденсации по крайней мере частично используются теплота испарения участвующего в процессе жидкого кислорода и его тепловой потенциал.
11. Метод по п.1, отличающийся тем, что в качестве дополнительного источника тепла используется тепло земли из более глубоких слоев земли.
12. Метод по п.1, отличающийся тем, что солевые полости используются в этом процессе как в качестве накопителя большой емкости для сжатого диоксида углерода в сверхкритическом состоянии, так и в качестве теплообменника, причем они дополнительно снижают потенциал возможного выделения диоксида углерода в атмосферу.
13. Метод по п.1, отличающийся тем, что восстановление аккумулятора диоксида углерода происходит бесперебойно из осушенных отработавших газов электростанции, причем эти газы сначала сжимаются при подаче энергии сжатия до давления, при котором использование имеющегося холодильного потенциала является достаточным для сжижения и затем при помощи сжатия жидкого диоксида углерода подается в подземный аккумулятор.
14. Метод по п.1, отличающийся тем, что при использовании теплового потенциала земли сжижение происходит вблизи поверхности земли на глубине 8-30 м, в то время как подземное аккумулирование из-за высокого давления диоксида углерода как минимум 10 МПа по причинам безопасности происходит на глубине минимум 400 м, причем статическое давление сжиженного диоксида углерода снижает необходимые расходы на сжатие.
15. Метод по п.1, отличающийся тем, что метод в сочетании с пиковой электростанцией, работающей на природном газе в периодическом режиме, подразумевает использование временной избыточной энергии для установки в солевых полостях промежуточных аккумуляторов природного газа, сжатого воздуха и рабочей среды - диоксида углерода, находящихся под давлением 10-20 МПа, и для постоянного забора из аккумулятора сжатого воздуха через установку по разделению воздуха при давлении 0,6-0,8 МПа сжатого воздуха для бесперебойного производства жидкого кислорода, чтобы при необходимости периодически отбирать кислород и природный газ и использовать аккумулятор диоксида углерода как в качестве теплоносителя, так и в качестве буферного накопителя рабочей среды.
16. Метод по п.1, отличающийся тем, что в качестве электростанции используется постоянно работающая электростанция на основе GuD с эксплуатацией на газе, который подразумевает использование временной избыточной энергии для установки в солевых полостях промежуточных аккумуляторов природного газа, сжатого воздуха и рабочей среды - диоксида углерода, находящихся под давлением 10-20 МПа, и для постоянного забора из аккумулятора сжатого воздуха через установку по разделению воздуха при давлении 0,6-0,8 МПа сжатого воздуха для бесперебойного производства и кратковременного хранения жидкого кислорода, чтобы постоянно отбирать его вместе с природным газом и использовать аккумулятор диоксида углерода как в качестве теплоносителя, так и в качестве буферного накопителя рабочей среды, причем аккумулятор жидкого кислорода является буфером и осуществляет таким образом изменения режима работы электростанции без возмущающих воздействий на работу установки по разделению воздуха.
17. Метод по п.1, отличающийся тем, что часть потока отработавшего газа после выхода из теплообменника диоксида углерода после обратного сжатия и охлаждения или же при добавлении диоксида углерода и подземного аккумулятора подается вместе с сжатым кислородом в камеру сгорания, причем давление горючего газа и давление смеси отработавший газ-диоксид углерода-кислород настраивается в соответствии с потребностями турбины.
18. Устройство для использования метода по п.1, состоящее из
по меньшей мере одного подземного аккумулятора природного газа, одного сжатого воздуха и одного диоксида углерода (1, 2, и 3),
установки по разделению воздуха (4) для получения кислорода,
газовой турбины (7),
компрессора с присоединением на выбор к газовой турбине или к турбине с противодавлением,
турбины с противодавлением,
детандеров для редукции давления с получением энергии,
нескольких сцепленных с турбинами и детандерами генераторов (11),
по меньшей мере одного насоса для сжатия жидкого диоксида углерода,
баков жидкого кислорода и жидкого диоксида углерода,
испарителя жидкого кислорода и
теплообменника, регулирующих устройств и клапанов.