Атмосферна конденсаційна електростанція та спосіб отримання корисної енергії

1. Атмосферна конденсаційна електростанція, що містить ємність змінного перерізу з розширенням у верхньому і нижньому перерізах та звуженням у місці встановлення у внутрішній порожнині блока перетворення енергії поступового руху потоку текучого середовища в корисну енергію, яка відрізняється тим, що ємність виконується у вигляді тягового трубопроводу, опорою для якого є рельєф місцевості, секція охолодження розташовується у внутрішній порожнині трубопроводу в частині, яка спрямовується вниз, після блока перетворення енергії поступового руху потоку текучого середовища в корисну енергію, до секції охолодження приєднується система підводу та відводу холодоагенту та створеного конденсату. 2. Атмосферна конденсаційна електростанція за п. 1, яка відрізняється тим, що до верхньої вхідної ділянки тягового трубопроводу приєднується вихід геліоприймального тягового трубопроводу. C2 2 (19) 1 3 гою холодного повітря, яке знаходиться на висоті, внаслідок чого передбачає створення великих перепадів висот і не передбачає охолодження потоку до температури нижче навколишнього середовища внаслідок виникнення явища перекинутої тяги. Відомі повітроохолоджувачі з метою охолодження та одночасного охолодження та висушування повітря: ["Справочник по теплоснабжению и вентиляции"; издание 4-е, переработаное и дополненое. Книга 2-я. Р. В. Щекин, С. М. Кореневский и др.. Киев, "Будівельник". Глава "Воздухоохладители поверхностные,....." стр.177.] не передбачено в процесі охолодження отримання енергії. Задачею винаходу «Атмосферна конденсаційна електростанція та спосіб отримання корисної енергії»є: шляхом оснащення відомого прототипу такими новими конструктивними елементами, як тягового трубопроводу опорою для якого є рельєф місцевості, розташування секції охолодження у внутрішній порожнині трубопроводу в частині, яка спрямовується вниз, після блоку перетворення енергій поступового руху потоку текучого середовища в корисну енергію, приєднання до секції охолодження системи підводу та відводу холодоагенту та створеного конденсату при цьому за рахунок даних конструктивних елементів та їх розташування відбувається безперервне охолодження повітряного потоку до температури нижче навколишнього середовища, його стиснення, конденсація водяних парів та зменшення парціального тиску водяних парів, розширення повітря навколишнього середовища від вхідного отвору, виникнення сили тяжіння охолодженого повітряного потоку й спрямування його вниз з відводом стисненого повітря із секції охолодження; забезпечити постійні умови ефективного енерговиробництва від виникаючого повітряного потоку. Суть винаходу пристрою. Наступне відомо. Атмосферна конденсаційна електростанція містить ємність, яка має отвори для входу та виходу, блок перетворення енергії поступового направленого руху потоку текучого середовища в корисну енергію. Наступне нове. Ємність виконана у вигляді тягового трубопроводу, опорою для якого є рельєф місцевості; секція охолодження розташовується у внутрішній порожнині трубопроводу в частині, яка спрямовується вниз, після блоку перетворення енергії поступового руху потоку текучого середовища в корисну енергію; до секції охолодження приєднується система підводу та відводу холодоагенту та створеного конденсату. Наступне відомо. Відома ємність, яка має отвори для входу та виходу, блок перетворення енергій поступового направленого руху потоку текучого середовища в корисну енергію ( патент України №18993). Відомі пристрої для цілей охолодження та одночасного охолодження та висушування повітря, які виготовляються як повітроохолоджувачі поверхневі або камери зрошення (можливе застосування в разі використання в якості холодоагенту чистої води, не показано): ["Справочник по теплоснабжению и вентиляции", издание 4-е, переработаное и дополненое]. 90261 4 Технічний результат. Сукупність конструктивних елементів Атмосферної конденсаційної електростанції, забезпечує створення безперебійного повітряного потоку в тяговому трубопроводі та відокремлення корисної енергії від утвореного потоку. Виготовлення ємності у вигляді тягового трубопроводу дає змогу використовувати в якості опори для електростанції рельєф місцевості з розташуванням вхідного та вихідного отвору на різних висотах. Суть винаходу способу. Наступне відомо. Спосіб включає операцію створення в ємності, яка має отвори для входу і виходу пристроїв для відбору енергії потоку з перетворенням її в корисну енергію та охолодженням даного потоку. Наступне нове. Створюють безперебійну систему охолодження, з охолодженням повітря до температури нижче навколишнього середовища, що забезпечує його стиснення та конденсацію водяних парів, внаслідок чого від вхідного отвору відбувається розширення повітря навколишнього середовища у внутрішню порожнину повітряного тягового трубопроводу, відвод із секції охолодження стисненого повітря за допомогою сили тяжіння та направленням його вниз з створенням додаткової тяга під дією сили тяжіння, створення безперебійного потоку текучого середовища в ємності та відбором від нього корисної енергії, додатково відбирають корисну енергію при скидані з висоти конденсованої води з секції охолодження. До вхідного отвору підводиться перегрітий висхідний повітряний потік, та створюється потік повітря для додаткового охолодження з відбором корисної енергії від нього. Технічний результат. Безперебійне омолодження повітряного потоку до температури нижче навколишнього середовища й направлення його вниз дозволяє отримати безперебійний потік текучого середовища та відібрати від нього корисну енергію. Так як в природних умовах в теплий період завжди існує холодоагент з температурою нижче температури навколишнього середовища, наприклад холодна вода гірських річок, нижнього шару океану, водосховищ, підземних вод або використання природної аккумуляції холоду в льоді, то це забезпечує безперервне створення потоку текучого середовища, та отримання корисної енергії. Перегрів повітря насиченого водяною парою й підвід його висхідним потоком, з первиним охолодженням за допомогою створеного повітряного потоку, від якого будуть відбирати кінетичну енергію дозволить підвищити термічний ККД Атмосферної конденсаційної електростанції в наслідок збільшення перепаду температур, дії підйомної сили та застосування бінарності циклів. Застосування попереднього охолодження перед секцією охолодження зменшить використання холодоагенту. На кресленні винаходу зображене схематичне компонування загального вигляду атмосферної конденсаційної електростанції. Атмосферна конденсаційна електростанція Фіг.1 має повітряний тяговий трубопровід поз.1, який має вхідний отвір поз. 3, та виготовляється з розширенням у верхньому та нижньому перерізі і звуженням в місці встановлення блоку перетво 5 рення енергії поступового руху потоку текучого середовища в корисну енергію поз. 2. Зовнішня поверхня тягового трубопроводу виконується із тепло-світло ізолюючого матеріалу. Опорою-для трубопроводу є рельєф місцевості (не показано). Після блоку перетворення енергії поступового руху потоку текучого середовища в корисну енергію у внутрішній порожнині трубопроводу, в частині, яка спрямовується вниз, розташовується секція охолодження повітряного потоку поз. 4, яка виконується у вигляді повітроохолоджувача поверхневого з найменшою витратою холодоагенту, з найкращими аеродинамічними властивостями. До секції охолодження приєднується підвідний та відвідний трубопровід холодоагенту відповідно поз.5, поз.6, та трубопровід відводу створеного конденсату поз. 7, який підводиться до гідротурбіни поз.8, яка зчеплена з насосом подачі холодоагенту поз.9. До того ж до верхньої вхідної ділянки тягового трубопроводу може приєднуватися вихід геліоприймального тягового трубопроводу (не показано), з розташуванням тягової труби холодного повітря перед секцією охолодження тягового трубопроводу поз.4, за принципом труба в трубі, від входу після блока перетворення енергії поступового руху потоку текучого середовища в корисну енергію поз. 2, з направленням повітряних потоків назустріч один одному і розташуванням у внутрішній порожнині тягової труби холодного повітря блока перетворення енергії поступового руху потоку текучого середовища в корисну енергію (не показано). В місці установки тягової труби холодного потоку тяговий трубопровід виготовляється із матеріалів і форми поверхні, які забезпечують найбільшу теплопровідність. Атмосферна конденсаційна електростанція працює наступним чином. Повітря навколишнього середовища з наявною вологою знаходиться у тяговому трубопроводі поз.1. Насос подачі холодоагенту поз.9 закачує в секцію охолодження поз.4 холодоагент, який відбирає з повітря, в секції охолодження, тепло, внаслідок чого повітря охолоджується, конденсуються водяні пари, парціальний тиск водяних парів зменшується, повітря стискається та збільшує свою щільність. Виникаюче розрядження в секції охолодження поз.4 внутрішньої порожнини повітряного тягового трубопроводу намагається заповнити повітря навколишнього середовища, яке через вхідний отвір поз.3 спрямовується у внутрішню порожнину повітряного тягового трубопроводу, виникає тяга в трубопроводі від вхідного отвору до секції охолодження, яка зумовлюється розширенням навколишнього повітря у тяговий трубопровід внаслідок його стиснення при охолоджені, а блок перетворення енергії поступового руху потоку текучого середовища в корисну енергію поз.2 відбирає кінетичну енергію повітряного потоку й перетворює її в корисну енергію. Щільність повітря в секції охолодження перевищує щільність повітря поза межами трубопроводу, його спрямовують вниз і викидають в оточуюче середовище за допомогою тягового трубопроводу поз.1, і виникаючої тяги в трубопроводі зумовленою дією сили тяжіння повітряного потоку, що також призводить до посилення тяги 90261 6 від вхідного отвору поз.3. Холодоагент, який виконав роботу по стисненню повітря та конденсації водяних парів, по відвідному трубопроводу поз. 6, відводиться з секції охолодження. Конденсована вода з секції охолодження по трубопроводу відводу створеного конденсату поз.7 підводиться до гідротурбіни поз. 8. Гідротурбіна відбирає потенційну енергію водяного потоку та через з'єднання передає її на крильчатку насоса подачі холодоагенту поз.9. Частина виробленої енергії буде використовуватися безпосередньо атмосферною конденсаційною електростанцією для власних потреб, на підвід до секції охолодження холодоагенту. Але враховуючи, що система підводу й відводу створюється як замкнута посудина, то й витрати енергії будуть направлені на подолання втрати напору в трубопроводах та в системі охолодження, і не складуть більше 10% від утвореної енергії. В разі застосування геліоприймального тягового трубопроводу з тяговою трубою холодного повітря, у внутрішній порожнині якої розташовується блок перетворення енергії поступового руху потоку текучого середовища в корисну енергію (не показано), в якості нагрівача повітряного потоку та для додаткового охолодження. Повітря навколишнього середовища з наявними парами води спрямовується у внутрішню порожнину геліоприймального трубопроводу, де перегрівається до вищої температури, створюється висхідний повітряний потік, який підводиться за допомогою геліоприймального трубопроводу до вхідного отвору Атмосферної конденсаційної електростанції поз.3., блок перетворення енергії поступового руху потоку текучого середовища в корисну енергію поз.2, буде додатково відбирати кінетичну енергію повітряного потоку виникаючого внаслідок перегріву повітря та дії підйомної сили, а виникаючий потік в тяговій трубі холодного повітря буде здійснювати первинне охолодження, від якого будуть додатково відбірати кінетичну енергію. Термічний ККД установки збільшиться внаслідок збільшення перепаду температури повітряного потоку, дії підйомної сили та застосування принципу бінарності циклів. Спосіб складається із наступних операцій: Підвід холодоагенту в секцію охолодження; відбір тепла холодоагентом від повітря насиченого парами води; стиснення повітря; конденсація водяних парів; зменшення парціального тиску водяних парів; розширення повітря від вхідного отвору у внутрішню порожнину тягового трубопроводу; виникнення тяги в трубопроводі; перевищення щільності повітря в секції охолодження над щільністю повітря навколишнього середовища; направлення повітряного потоку вниз; відвід із секції охолодження стиснутого повітря; створення й підвищення тяги в тяговому трубопроводі під дією сили тяжіння охолодженого повітряного потоку; відбір корисної енергії від загальної виникаючої тяги в тяговому трубопроводі; вихід повітря в навколишнє середовище; відведення із секції охолодження холодоагенту, який виконав роботу по стисненню повітря, та конденсації водяних парів та утвореного конденсату; відбір корисної енергії від створеного конденсату та її використання. 7 Приклад. В місцевості з температурою повітря, наприклад Т= 30-35°С гірська річка з температурою води, наприклад Т-5 С огинає пагорб висотою, наприклад 80м., який облаштовується атмосферною конденсаційною електростанцією відповідно до винаходу, конструктивні елементи якої створюють явища охолодження та стиснення повітря, конденсацію водяних парів та перекидання тяги. Тобто, повітряний тяговий трубопровід поз. 1 розташовують на схилі пагорбу, секцію охолодження повітряного потоку поз.4 розташовують на вершині, після блоку перетворення енергії поступового руху потоку текучого середовища в корисну енергію у внутрішній порожнині трубопроводу в частині яка спрямовується вниз. Підвідний та відвідний трубопровід холодоагенту відповідно поз.5, поз.6 відповідно, прокладаються з урахуванням того, що забір води відбувається зверху по течії, а зброс внизу. Явища стиснення повітря та перекидання тяги в природі виникає в разі переохолодження повітря в трубах до температури нижче навколишнього середовища і некоординоване людиною. Відповідно до способу, за допомогою атмосферної конденсаційної електростанції з визначеними конструктивними параметрами, і визначеними параметрами повітряного потоку, при виконанні операції безперебійного охолодження повітря у внутрішній порожнині повітряного тягового трубопроводу до температури нижче оточуючого середовища, конденсації водяних парів і направлення повітря вниз, отримують повітряний потік та водяний конденсат, а за допомогою блоку перетворення енергії поступового руху потоку текучого середовища поз.2 та гідротурбіни поз. 8, відбирають кінетичну енергію від виникаючих потоків й перетворюють її в корисну енергію. Підігрів за допомогою низькопотенційних джерел тепла повітря до температури, що вище навколишнього середовища та направлення, за допомогою геліоприймального тягового трубопровотрубопроводу повітряного потоку вгору, до верх 90261 8 ньої вхідної ділянки тягового трубопроводу, здійснюється в природних умовах за рахунок різниці тиску, температури і некоординоване людиною. Відповідно до способу за допомогою Атмосферної конденсаційної електростанції, додатково на схилі пагорба облаштовується геліоприймальний тяговий трубопровід та підводиться до вхідного отвору поз.3 (не показано), з визначеними конструктивними параметрами, і визначеними параметрами повітряного потоку при виконанні операції створення повітряного потоку за допомогою перегрітого висхідного та охолодженого низхідного потоку, які за допомогою з'єднання направляють в одному напрямку переносу потоку, забезпечить збільшення термічного ККД і відбору корисної енергії. Наприклад, повітря навколишнього середовища з наявними парами води спрямовується у внутрішню порожнину геліоприймального трубопроводу, де перегрівається до вищої температури, створюється висхідний повітряний потік, який підводиться за допомогою геліоприймального трубопроводу до вхідного отвору Атмосферної конденсаційної електростанції поз.3. (не показано), і одержують корисну енергію згідно зі способом. При використанні для охолодження в якості холодоагенту води з промислових водогонів, комунальних підприємств, ГЕС або ГАЕС, вони підєднуються до секції охолодження (не показано), а отриманий в наслідку роботи підігрітий холодоагент та охолоджене повітря в подальшому можливо використовувати для гарячого водопостачання та в системах центрального кондиціювання повітря відповідно, для чого трубопровід відводу холодоагенту поз.6, приєднується до системи гарячого водопостачання, а нижній вихідний отвір тягового трубопроводу поз.1 приєднується до системи центрального кондиціювання повітря (не показано), і одержують додаткову корисну енергію згідно зі способом при водопостачанні, роботі гідроелектростанцій та кондиціюванні повітря. 9 Комп’ютерна верстка Л. Купенко 90261 Підписне 10 Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601