+

RU2667207C1 - Arctic hydro-power plant - Google Patents

Arctic hydro-power plant Download PDF

Info

Publication number
RU2667207C1
RU2667207C1 RU2017139648A RU2017139648A RU2667207C1 RU 2667207 C1 RU2667207 C1 RU 2667207C1 RU 2017139648 A RU2017139648 A RU 2017139648A RU 2017139648 A RU2017139648 A RU 2017139648A RU 2667207 C1 RU2667207 C1 RU 2667207C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
bellows
radiator
valve
refrigerant
evaporator
Prior art date
Application number
RU2017139648A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Борисович Тимонин
Екатерина Сергеевна Власова
Анна Сергеевна Тимонина
Ирина Александровна Никифорова
Александр Алексеевич Босомыкин
Василий Леонидович Самарин
Original Assignee
Сергей Борисович Тимонин
Екатерина Сергеевна Власова
Анна Сергеевна Тимонина
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Сергей Борисович Тимонин, Екатерина Сергеевна Власова, Анна Сергеевна Тимонина filed Critical Сергей Борисович Тимонин
Priority to RU2017139648A priority Critical patent/RU2667207C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2667207C1 publication Critical patent/RU2667207C1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03BMACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B13/00Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03GSPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G7/00Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for
    • F03G7/04Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for using pressure differences or thermal differences occurring in nature

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)

Abstract

FIELD: hydroelectric power stations.
SUBSTANCE: invention relates to a hydroelectric power plant for arctic latitudes. Hydroelectric power plant contains cooler-radiator 1 with refrigerant 2, communicating with evaporator-radiator 3 by pipelines 4 and 5. On pipeline 4, filling-pumping device 8 is sequentially placed through branch pipe 7, slide valve 9, drain valve 10, and through branch pipe 11 – filling-starting device 12. On pipeline 5 there is plug valve 13. On evaporator-radiator 3 with built-in bellows 6 the body of hydraulic multiplier 14 with non-freezing liquid 15 and built-in bellows 17 is installed. Thermal locking device 16 is fixed to the body of hydraulic multiplier 14. Movable side of bellows 17 is fitted with control lever 18 alternately in contact with plug valve 13, slide valve 9 and drain valve 10, and if the temperature of the external medium exceeds the boiling point of the refrigerant-with the device 16. Movable side of bellows 17 is in contact with the generator.
EFFECT: invention is aimed at obtaining a simple, reliable hydroelectric power plant that uses as a source of energy ice water and natural cold air masses of arctic latitudes.
1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к гидроэнергетике и может быть использовано для выработки электроэнергии за счет использования разности температур подледной воды и атмосферного воздуха окружающей среды.The invention relates to hydropower and can be used to generate electricity by using the temperature difference between ice water and ambient air.

Известна силовая установка, использующая разность температур воды подо льдом и атмосферного воздуха, которая содержит котел с легкоиспаряющейся жидкостью, два рабочих цилиндра с поршнями, соединенными гармоникой, две гидротурбины и два конденсатора (SU 39486, МПК F03G 7/04, опубл. 31.10.1934).A known power plant that uses the temperature difference between the water under ice and atmospheric air, which contains a boiler with easily volatile liquid, two working cylinders with pistons connected by harmonics, two hydraulic turbines and two condensers (SU 39486, IPC F03G 7/04, published on 10.31.1934 )

Недостатками известной силовой установки являются: отсутствие системы автоматического управления, что обуславливает необходимость в операторе; проблематичность обслуживания практически полностью размещенной в подледной воде многокомпонентной конструкции и использование поршневых пар в газово-водяной среде.The disadvantages of the known power plant are: the lack of an automatic control system, which necessitates an operator; the difficulty of servicing a multicomponent structure almost completely located in ice water and the use of piston pairs in a gas-water medium.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому решению является установка для преобразования тепловой энергии в механическую, содержащая смонтированную на льду платформу с опорой, на которой шарнирно установлено коромысло. На ее противоположных концах установлены рабочие камеры с нормативными объемами хладагента, сочлененные через гибкие трубопроводы с гидроцилиндрами. Цикличная смена агрегатного состояния хладагента при попеременном погружении камер в воду и подъема в холодную внешнюю воздушную среду обеспечивает возвратно-поступательный ход гидроцилиндров, приводящих в движение гидродвигатель, который вращает вал электрогенератора (SU 1343096, F03G 7/04, опубл. 07.10.1987).The closest in technical essence to the proposed solution is the installation for converting thermal energy into mechanical energy, containing a platform mounted on ice with a support on which the beam is articulated. At its opposite ends, working chambers with standard refrigerant volumes are installed, coupled through flexible pipelines with hydraulic cylinders. A cyclic change in the state of aggregation of the refrigerant during alternate immersion of the chambers in water and rise in cold external air provides a reciprocating stroke of the hydraulic cylinders that drive the hydraulic motor that rotates the shaft of the electric generator (SU 1343096, F03G 7/04, publ. 07.10.1987).

Недостатками известной установки являются: проблематичность обслуживания практически полностью размещенной в подледной воде многокомпонентной конструкции; большие габаритные размеры и сложность конструкции; большие массы нормативных объемов хладагентов и отсутствие перспектив ее использования в промышленных масштабах.The disadvantages of the known installation are: the problematic maintenance almost completely placed in the ice water of a multicomponent design; large overall dimensions and design complexity; large masses of standard volumes of refrigerants and the lack of prospects for its use on an industrial scale.

Технический результат заключается в создании технологически простой в изготовлении, надежной в эксплуатации автономной автоматической гидроэлектростанции с использованием в качестве энергоносителей только подледную воду и естественный холод воздушных масс арктических широт.The technical result consists in creating a technologically simple to manufacture, reliable in operation, autonomous automatic hydroelectric power station using only ice water and natural cold air masses of the Arctic latitudes as energy carriers.

Сущность изобретения заключается в том, что гидроэлектростанция для арктических широт содержит охладитель-радиатор, заполненный нормативным объемом хладагента, сообщающийся с испарителем-радиатором трубопроводами. На первом трубопроводе последовательно размещены заправочно-откачивающее устройство через первый патрубок, золотник-отсекатель, золотник слива, а через второй патрубок - заправочно-пусковое устройство. На втором трубопроводе размещен клапан-золотник. На испарителе-радиаторе с встроенным первым сильфоном установлен корпус гидромультипликатора, заполненный незамерзающей жидкостью, с встроенным вторым сильфоном, при этом на корпусе гидромультипликатора закреплено термозапорное устройство. В подвижную сторону второго сильфона вмонтирован рычаг управления, находящийся попеременно в скользящем контакте с клапаном-золотником, золотником-отсекателем и золотником слива, а при превышении температуры внешней среды над температурой кипения хладагента - с термозапорным устройством. Также подвижная сторона второго сильфона находится в контакте с поджимаемым пружиной рычагом электромеханического генератора с аккумулятором, обеспечивающим стабилизацию поступления вырабатываемой электроэнергии в сеть потребления через коммутационно-силовой пульт. В подледном пространстве расположены только испаритель-радиатор с встроенным первым сильфоном и нижние части корпуса гидромультипликатора и трубопроводов, с возможностью их установки в единой погружной трубе.The essence of the invention lies in the fact that the hydroelectric power station for the Arctic latitudes contains a cooler-radiator, filled with a standard amount of refrigerant, in communication with the evaporator-radiator pipelines. On the first pipeline, a filling and pumping device is sequentially placed through the first pipe, a spool-cutter, a drain valve, and through a second pipe - a filling and starting device. On the second pipeline there is a valve valve. On the evaporator-radiator with a built-in first bellows, a multiplier housing is installed, filled with non-freezing liquid, with an integrated second bellows, while a thermal shut-off device is mounted on the multiplier case. A control lever is mounted on the movable side of the second bellows, which is alternately in sliding contact with the spool valve, spool shutoff valve and drain spool, and when the ambient temperature exceeds the refrigerant boiling point, it has a thermal shut-off device. Also, the movable side of the second bellows is in contact with the spring-drawn lever of the electromechanical generator with the battery, which ensures the stabilization of the generation of generated electricity into the consumption network through a switching power console. In the ice space, there is only an evaporator-radiator with a built-in first bellows and the lower parts of the hydraulic multiplier housing and pipelines, with the possibility of their installation in a single immersion pipe.

На фиг. 1 представлена схема гидроэлектростанции для арктических широт; на фиг. 2 - зависимости температуры кипения хладагентов от давления; на фиг. 3 - годовой ход температуры воздуха в Центральной Арктике.In FIG. 1 shows a diagram of a hydroelectric power station for arctic latitudes; in FIG. 2 - pressure dependences of the boiling point of refrigerants; in FIG. 3 - annual variation of air temperature in the Central Arctic.

Гидроэлектростанция для арктических широт (фиг. 1) содержит охладитель-радиатор 1, заполненный нормативным объемом хладагента 2 в жидком агрегатном состоянии, сообщающийся с испарителем-радиатором 3 трубопроводами 4 и 5. В испаритель-радиатор 3 встроен сильфон 6.The hydroelectric power station for the Arctic latitudes (Fig. 1) contains a cooler-radiator 1, filled with the standard amount of refrigerant 2 in the liquid aggregate state, communicating with the evaporator-radiator 3 by pipelines 4 and 5. A bellows 6 is built into the evaporator-radiator 3.

На первом трубопроводе 4 через первый патрубок 7 последовательно размещены заправочно-откачивающее устройство 8, золотник-отсекатель 9, золотник слива 10, а через второй патрубок 11 - заправочно-пусковое устройство 12. На втором трубопроводе 5 размещен клапан-золотник 13.On the first pipe 4, through the first pipe 7, a filling and pumping device 8, a slide valve 9, a drain valve 10 are sequentially placed, and through a second pipe 11 a filling and starting device 12. A valve valve 13 is placed on the second pipe 5.

На испарителе-радиаторе 3 установлен корпус гидромультипликатора 14, заполненный незамерзающей жидкостью 15 (например, антифризом), на котором закреплено термозапорное устройство 16. В корпус гидромультипликатора 14 встроен сильфон 17. В подвижную сторону сильфона 17 вмонтирован рычаг управления 18, находящийся попеременно в скользящем контакте с клапаном-золотником 13, золотником-отсекателем 9 и золотником-слива 10, а при превышении температуры внешней среды над температурой кипения хладагента 2-е термозапорным устройством 16. Также подвижная сторона сильфона 17 находится в контакте с поджимаемым пружиной 19 рычагом 20 электромеханического генератора 21 с аккумулятором, обеспечивающим стабилизацию поступления вырабатываемой электроэнергии в сеть потребления через коммутационно-силовой пульт 22.On the evaporator-radiator 3 there is a housing of the hydraulic booster 14, filled with a non-freezing liquid 15 (for example, antifreeze), on which a thermal shut-off device 16 is fixed. A bellows 17 is mounted in the housing of the hydraulic multiplier 14. with a spool valve 13, a spool shutoff valve 9 and a spool valve-drain 10, and when the ambient temperature exceeds the boiling point of the refrigerant, a 2nd thermal shut-off device 16. Also movable with Oron bellows 17 is in contact with a biasing spring 19, the lever 20 of the electromechanical generator 21 with the battery for stabilization Incoming generated electricity consumption in the network through the remote power switching-22.

В подледном пространстве расположены только испаритель-радиатор 3 с встроенным сильфоном 6 и нижние части корпуса гидромультипликатора 14 и трубопроводов 4 и 5, с возможностью их установки в единой погружной трубе.In the under-ice space there are only an evaporator-radiator 3 with an integrated bellows 6 and the lower parts of the hydraulic multiplier housing 14 and pipelines 4 and 5, with the possibility of their installation in a single immersion pipe.

Гидроэлектростанция для арктических широт работает следующим образом. Гидроэлектростанция относительно воздушной среды I, льда II и воды III устанавливается так, как показано на фиг. 1. Исходное состояние элементов управления системы следующее: золотник-отсекатель 9 закрыт, золотник слива 10 открыт, клапан-золотник 13 закрыт, термозапорное устройство 16 открыто, рычаг управления 18 и сильфоны 6 и 17 находятся в опущенном положении. С помощью заправочно-откачивающего устройства 8 через патрубок 7 в охладитель-радиатор 1 закачивается нормативный объем хладагента 2 при температуре tвср внешней воздушной среды I ниже его температуры кипения tкип.. При тех же температурных условиях в ручном режиме заправочно-пусковым устройством 12 через патрубок 11 и трубопровод 4 производится впрыск порции хладагента 2 в испаритель-радиатор 3 с встроенным сильфоном 6. Хладагент 2 в испарителе-радиаторе 3, находящимся в контакте с морской водой с температурой tв=-1,8°C, в результате кипения превращается в насыщенный пар под давлением P1=0,5÷3,0 bar. Сильфон 6 с диаметром d1, растягиваясь под воздействием давления паров хладагента 2, вытесняет определенный объем незамерзающей жидкости 15, находящейся в области низкого давления корпуса гидромультипликатора 14, в сильфон 17 с диаметром d2. На подвижную сторону сильфона 17 с вмонтированным рычагом управления 18 действует давление Р2=kм⋅Р1, где повышающий коэффициент мультипликации согласно закону Паскаля kм=d1 2/d2 2, при этом ход растяжения сильфона 17 может составлять до 5÷15 см, что вполне достаточно как для реализации возвратно-поступательного движения поджимаемого пружиной 19 рычага 20 электромеханического генератора 21 с аккумулятором, обеспечивающим стабилизацию поступления вырабатываемой электроэнергии в сеть потребления через коммутационно-силовой пульт 22, так и для механического управления гидроэлектростанцией с помощью рычага управления 18. В процессе нагнетания давления рычаг управления 18 двигается вверх и последовательно закрывает золотник слива 10, открывает золотник-отсекатель 9, тем самым формируется порция хладагента 2. При достижении рычагом управления 18 крайнего верхнего положения срабатывает на открытие клапан-золотник 13, сбрасывая насыщенные пары из испарителя-радиатора 3 с встроенным сильфоном 6 в объемный охладитель-радиатор 1, тем самым устанавливая во всей системе единое давление паров хладагента 2 равное атмосферному. Под действием сил, определяющимися пружинистыми свойствами сильфонов 6 и 17 восстанавливать при спаде нагрузки свое начальное положение, рычаг управления 18, двигаясь вниз, последовательно закрывает клапан-золотник 13 и золотник-отсекатель 9, изолируя охладитель-радиатор 1, в котором в это время происходит процесс конденсации паров хладагента 2 под воздействием естественного холода внешней воздушной среды. При достижении нижнего положения рычаг управления 18 открывает золотник-слива 10, то есть, начиная очередной рабочий цикл, а именно, через трубопровод 4 в испаритель-радиатор 3 с встроенным сильфоном 6 впрыскивается очередная порция хладагента 2.Hydroelectric power for the Arctic latitudes works as follows. A hydroelectric power station with respect to air environment I, ice II and water III is installed as shown in FIG. 1. The initial state of the control elements of the system is as follows: slide valve 9 is closed, drain valve 10 is open, valve slide 13 is closed, thermal shut-off device 16 is open, control lever 18 and bellows 6 and 17 are in the lowered position. Using a filling and pumping device 8, a standard volume of refrigerant 2 is pumped through the pipe 7 into the cooler-radiator 1 at a temperature t bp of the external air environment I below its boiling temperature t bales. . Under the same temperature conditions in manual mode, the filling and starting device 12 through the pipe 11 and pipe 4 injects a portion of the refrigerant 2 into the evaporator-radiator 3 with an integrated bellows 6. The refrigerant 2 in the evaporator-radiator 3 in contact with sea water with temperature t in = -1.8 ° C, as a result of boiling it turns into saturated steam under pressure P 1 = 0.5 ÷ 3.0 bar. A bellows 6 with a diameter of d 1 , expanding under the influence of vapor pressure of the refrigerant 2, displaces a certain volume of non-freezing liquid 15 located in the low pressure region of the housing of the hydraulic multiplier 14, into a bellows 17 with a diameter of d 2 . The pressure P 2 = k m ⋅ P 1 acts on the moving side of the bellows 17 with the control lever 18 mounted, where the increasing coefficient of multiplication according to Pascal’s law is k m = d 1 2 / d 2 2 , while the stretching distance of the bellows 17 can be up to 5 ÷ 15 cm, which is quite sufficient both for the implementation of the reciprocating movement of the lever 20 of the electromechanical generator 21 pressed by the spring 19 with the battery, which ensures the stabilization of the generation of generated electricity into the consumption network through the switching power console 22, and for mechanical control of the hydroelectric power station using the control lever 18. In the process of pressurizing the control lever 18 moves upward and sequentially closes the spool valve 10, opens the slide valve 9, thereby forming a portion of refrigerant 2. When the control lever 18 reaches its highest position, the valve is triggered to open -gold 13, dropping saturated vapors from the evaporator-radiator 3 with integrated bellows 6 into the volumetric cooler-radiator 1, thereby setting a uniform pressure in the entire system s 2 refrigerant is equal to atmospheric. Under the action of the forces determined by the springy properties of the bellows 6 and 17, to restore its initial position when the load drops, the control lever 18, moving downward, sequentially closes the spool valve 13 and spool-cutter 9, isolating the cooler-radiator 1, at which time the process of condensation of refrigerant vapor 2 under the influence of the natural cold of the external air. When the lower position is reached, the control lever 18 opens the spool-drain 10, that is, starting the next working cycle, namely, through the pipe 4, another portion of the refrigerant 2 is injected into the evaporator-radiator 3 with an integrated bellows 6.

Для соблюдения температурного режима работы гидроэлектростанции, ограниченного необходимостью ее выключения при температурах внешней воздушной среды tвср выше температуры кипения tкип хладагента 2 (фиг. 2-3), термозапорное устройство 16 однонаправленного действия, установленное на корпусе гидромультипликатора 14 со встроенным сильфоном 17, производит фиксированную остановку рычага управления 18 при движении вверх (процесс нагнетания) после закрытия золотника слива 10 и открытия золотника-отсекателя 9, не допуская открытия клапана-золотника 13. Система остается в заряженном состоянии. При спаде температуры внешней воздушной среды до границы рабочей зоны термозапорное устройство 16 освобождает рычаг управления 18 и гидроэлектростанция продолжает совершать циклическую работу. На период наступления межсезонья, когда ожидаемы высокие температуры внешней воздушной среды tвер, а охладитель-радиатор 1 по объему недостаточно подготовлен для хранения насыщенных паров хладагента 2 под давлением, возможна откачка избытка хладагента 2 через заправочно-откачивающее устройство 8 в отдельный ресивер (на фиг. не показано).To comply with the temperature regime of the hydroelectric power station, limited by the need to turn it off at external air temperatures t vr above the boiling point t of refrigerant bales 2 (Fig. 2-3), a unidirectional thermal shut-off device 16 mounted on the housing of the hydraulic multiplier 14 with an integrated bellows 17 produces a fixed stop of the control lever 18 when moving upward (pumping process) after closing the spool valve 10 and opening the spool valve-cutter 9, preventing the valve-spool from opening a 13. The system remains in a charged state. When the temperature of the external air environment drops to the border of the working zone, the thermal shut-off device 16 releases the control lever 18 and the hydroelectric power station continues to perform cyclic work. For the off-season period, when high temperatures of the external air environment are expected to be t ver , and the cooler-radiator 1 by volume is not sufficiently prepared to store saturated vapors of refrigerant 2 under pressure, it is possible to pump excess refrigerant 2 through the filling and pumping device 8 into a separate receiver (in FIG. not shown).

Принцип работы гидроэлектростанции для арктических широт основан на способности хладагентов при нагревании к фазовому переходу из одного агрегатного состояния в другое: из жидкого в газообразное, имея низкую минусовую температуру кипения, и возврат в исходное состояние под воздействием естественной отрицательной температуры внешней воздушной среды при атмосферном давлении. Если поместить жидкий хладагент некоторого объема в замкнутый сосуд, в нашем случае, испаритель-радиатор, с встроенным сильфоном и подвергнуть нагреванию, то жидкость начинает кипеть и испаряться, что приведет к понижению уровня жидкости при приросте в нем объема паров. Однако для размещения объема паров, образовавшихся в результате испарения данного объема жидкости, требуется пространство в десятки раз больше, чем объем, который занимала испарившаяся жидкость. Пары в сосуде сжимаются, повышая давление в нем по мере роста температуры, за счет чего сильфон совершает работу, выдвигаясь на величину своего хода. Согласно уравнению Клапейрона-Клаузиуса с ростом давления температура кипения хладагента увеличивается. При выравнивании температур хладагента и теплоносителя, в предлагаемом решении подледной воды, в сосуде достигается давление, при котором процесс кипения прекращается и возникает баланс между насыщенными парами с порождающей их жидкостью. Жидкий остаток хладагента фактически не участвует в процессе совершения работы и является балластом. Поэтому при расчете нормативного порционального объема хладагента на основе его молярной массы и молярного объема избыток его необходимо исключить или минимизировать.The principle of operation of a hydroelectric power station for the Arctic latitudes is based on the ability of refrigerants when heated to a phase transition from one aggregate state to another: from liquid to gaseous, having a low minus boiling point, and return to their original state under the influence of the natural negative temperature of the external air at atmospheric pressure. If we place a liquid refrigerant of a certain volume in a closed vessel, in our case, an evaporator-radiator with a built-in bellows and heat it, then the liquid begins to boil and evaporate, which will lead to a decrease in the liquid level with an increase in the volume of vapor. However, to accommodate the volume of vapors formed as a result of the evaporation of a given volume of liquid, a space ten times larger than the volume occupied by the evaporated liquid is required. The vapor in the vessel is compressed, increasing the pressure in it as the temperature rises, due to which the bellows performs work, moving forward by the magnitude of its stroke. According to the Clapeyron-Clausius equation, the boiling point of the refrigerant increases with increasing pressure. When equalizing the temperatures of the refrigerant and the coolant, in the proposed solution of ice water, a pressure is reached in the vessel at which the boiling process stops and a balance arises between saturated vapors and the liquid that generates them. The liquid refrigerant residue is not actually involved in the work process and is ballast. Therefore, when calculating the normative portioned volume of the refrigerant based on its molar mass and molar volume, its excess must be eliminated or minimized.

Графически зависимости температуры кипения хладагентов от давления имеют вид показательной функции у=ах для а>1 (фиг. 2). Из анализа характеристик известных хладагентов (R600a, R134, R12 и R407c) сделан вывод: при подборе хладагента с температурой кипения tкип=-12°C ÷ -30°C в сосуде-испарителе при температуре морской воды -1,8°C можно достичь давления насыщенных паров в диапазоне Р=0,5÷3,0 bar.Graphically, the pressure dependences of the boiling point of the refrigerants have the form of an exponential function y = a x for a> 1 (Fig. 2). From the analysis of the characteristics of known refrigerants (R600a, R134, R12 and R407c) conclusion: the selection of a refrigerant having a boiling point refluxing t = -12 ° C ÷ -30 ° C in a vessel at a temperature-evaporator seawater can -1,8 ° C achieve saturated vapor pressure in the range P = 0.5 ÷ 3.0 bar.

Для возврата хладагента в исходное жидкое состояние требуется снизить давление в сосуде до атмосферного и охладить его до температуры кипения. Это осуществляется сбросом рабочей порции в объемный охладитель-радиатор, расположенный в воздушной среде с температурой tвср ниже температуры кипения tкип хладагента. Реализация данного процесса возможна в естественных условиях в течение 4÷7 мес. года в районах Арктики (фиг. 3).To return the refrigerant to its original liquid state, it is necessary to reduce the pressure in the vessel to atmospheric pressure and cool it to a boiling point. This is done by dumping the working portion into a volumetric cooler-radiator located in an air environment with a temperature t bp below the boiling point t bales of refrigerant. The implementation of this process is possible in vivo for 4 ÷ 7 months. years in the Arctic regions (Fig. 3).

Предложенная гидроэлектростанция для арктических широт экологически чистая и имеет простую технологичную конструкцию, что в ближайшей перспективе позволит увеличить объемы выработки электроэнергии в промышленных масштабах на основе возобновляемых природных ресурсов. Объективную сезонность ее работы можно компенсировать за счет аккумуляции энергии на последующие календарные периоды. Наряду с накопителями непосредственно электроэнергии можно рассматривать и иные, например, выработка запасов водорода, производимого в процессе электролиза воды. Актуальность применения данного типа гидроэлектростанций в Российской Федерации определена ее географическим положением.The proposed hydroelectric power station for the Arctic latitudes is environmentally friendly and has a simple technological design, which in the near future will increase the volume of electricity production on an industrial scale based on renewable natural resources. The objective seasonality of its work can be compensated for by the accumulation of energy for subsequent calendar periods. Along with direct energy storage, one can also consider others, for example, the production of hydrogen reserves produced during the electrolysis of water. The relevance of the use of this type of hydroelectric power in the Russian Federation is determined by its geographical location.

Claims (1)

Гидроэлектростанция для арктических широт, содержащая охладитель-радиатор, заполненный нормативным объемом хладагента, сообщающийся с испарителем-радиатором трубопроводами, отличающаяся тем, что на первом трубопроводе последовательно размещены заправочно-откачивающее устройство через первый патрубок, золотник-отсекатель, золотник слива, а через второй патрубок - заправочно-пусковое устройство, на втором трубопроводе размещен клапан-золотник, на испарителе-радиаторе с встроенным первым сильфоном установлен корпус гидромультипликатора, заполненный незамерзающей жидкостью, с встроенным вторым сильфоном, при этом на корпусе гидромультипликатора закреплено термозапорное устройство, в подвижную сторону второго сильфона вмонтирован рычаг управления, находящийся попеременно в скользящем контакте с клапаном-золотником, золотником-отсекателем и золотником слива, а при превышении температуры внешней среды над температурой кипения хладагента - с термозапорным устройством, также подвижная сторона второго сильфона находится в контакте с поджимаемым пружиной рычагом электромеханического генератора с аккумулятором, обеспечивающим стабилизацию поступления вырабатываемой электроэнергии в сеть потребления через коммутационно-силовой пульт, причем в подледном пространстве расположены только испаритель-радиатор с встроенным первым сильфоном и нижние части корпуса гидромультипликатора и трубопроводов, с возможностью их установки в единой погружной трубе.A hydroelectric power station for the Arctic latitudes, containing a cooler-radiator filled with a standard amount of refrigerant, in communication with the evaporator-radiator pipelines, characterized in that the first pipeline is sequentially placed filling and pumping device through the first pipe, spool-cutter, spool valve, and through the second pipe - a filling and starting device, a spool valve is placed on the second pipeline, a hydro-multiplier housing is installed on the evaporator-radiator with a built-in first bellows a torus filled with a non-freezing fluid with a built-in second bellows, while a thermal shutoff device is mounted on the hydraulic multiplier housing, a control lever mounted alternately in the sliding contact with the slide valve, the slide valve, and the drain valve, is mounted on the movable side of the second bellows, and when the temperature is exceeded environment above the boiling point of the refrigerant - with a thermal shut-off device, also the movable side of the second bellows is in contact with the spring-loaded lever of an electro-mechanical generator with a battery, which ensures stabilization of the generated electricity into the consumption network through a power switchboard, and in the ice space there are only an evaporator-radiator with a built-in first bellows and lower parts of the hydraulic multiplier housing and pipelines, with the possibility of installing them in a single immersion pipe.
RU2017139648A 2017-11-14 2017-11-14 Arctic hydro-power plant RU2667207C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017139648A RU2667207C1 (en) 2017-11-14 2017-11-14 Arctic hydro-power plant

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017139648A RU2667207C1 (en) 2017-11-14 2017-11-14 Arctic hydro-power plant

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2667207C1 true RU2667207C1 (en) 2018-09-17

Family

ID=63580391

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017139648A RU2667207C1 (en) 2017-11-14 2017-11-14 Arctic hydro-power plant

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2667207C1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU39486A1 (en) * 1933-07-31 1934-10-31 Л.Г. Смирнов Power installation using the difference of water temperature over ice and atmospheric air
SU1343096A1 (en) * 1985-12-30 1987-10-07 Г.И. Петрачков Unit for converting heat energy to mechanical energy
DE4000240A1 (en) * 1990-01-06 1991-07-11 Andreas Peylo Heat energy recovery process - extracts heat from water below ice sheet
RU2034171C1 (en) * 1991-05-05 1995-04-30 Петр Андреевич Быков Power station
RU2125165C1 (en) * 1996-04-26 1999-01-20 Институт гидродинамики им.М.А.Лаврентьева СО РАН Power generating plant
US20130036735A1 (en) * 2007-12-31 2013-02-14 Rsv Invention Enterprises Floating ice sheet based renewable thermal energy harvesting system

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU39486A1 (en) * 1933-07-31 1934-10-31 Л.Г. Смирнов Power installation using the difference of water temperature over ice and atmospheric air
SU1343096A1 (en) * 1985-12-30 1987-10-07 Г.И. Петрачков Unit for converting heat energy to mechanical energy
DE4000240A1 (en) * 1990-01-06 1991-07-11 Andreas Peylo Heat energy recovery process - extracts heat from water below ice sheet
RU2034171C1 (en) * 1991-05-05 1995-04-30 Петр Андреевич Быков Power station
RU2125165C1 (en) * 1996-04-26 1999-01-20 Институт гидродинамики им.М.А.Лаврентьева СО РАН Power generating plant
US20130036735A1 (en) * 2007-12-31 2013-02-14 Rsv Invention Enterprises Floating ice sheet based renewable thermal energy harvesting system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2241737B1 (en) Thermoelectric energy storage system having two thermal baths and method for storing thermoelectric energy
US20150135714A1 (en) Pressure power unit
Wong et al. Solar thermal water pumping systems: a review
EP1689980A4 (en) CRYOGENIC COGENERATION SYSTEM
MX2007002741A (en) HYDROGEN PRODUCTION WITH LOW TEMPERATURE SOLAR ENERGY HELP.
US20140298796A1 (en) Density engines and methods capable of efficient use of low temperature heat sources for electrical power generation
Delgado-Torres Solar thermal heat engines for water pumping: An update
WO2003095802A1 (en) Combined desalt-hydroelectric power plant
Hendrawan et al. Calculation of power pumps on otec power plant ocean (ocean thermal energy conversion)
RU2667207C1 (en) Arctic hydro-power plant
Ma et al. Performance investigation of a wave-driven compressed air energy storage system
US20180230963A1 (en) Device Which Applies Work To Outside With Environmental Thermal Energy
US20180003084A9 (en) Thermo-elevation plant and method
Müller et al. Experimental investigation of the atmospheric steam engine with forced expansion
CA3187771A1 (en) Thermoelectric device for energy storage or energy conversions
Spencer A comprehensive review of small solar-powered heat engines: Part III. Research since 1950—“unconventional” engines up to 100 kW
CN201221385Y (en) Apparatus for converting hot water into mechanical energy
RU2664613C1 (en) Method of vertical moving underwater vehicle by means of solar energy using control buoyancy thereof
RU104293U1 (en) DEVICE FOR CONVERSION OF LOW POTENTIAL THERMAL ENERGY ENVIRONMENT INTO MECHANICAL AND ELECTRIC ENERGY
Li et al. Thermodynamic analysis of ocean thermal energy conversion system with different working fluids
RU2805156C1 (en) Power plant operating on temperature differences in different media (variants)
CN108729968B (en) Thermal energy power generation device
Qin et al. Study on Thermoelectric Power Generation and Circulation Performance of Polar Ice-Based Floating Buoys
RU2446366C2 (en) Cooling unit
EP2492627A1 (en) Cooling system for a solar thermal Rankine cycle

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20191115

点击 这是indexloc提供的php浏览器服务,不要输入任何密码和下载