Спосіб перетворення енергетичної установки комбінованого циклу в енергетичну установку з нагромаджувачем енергії стиснутого повітря і установка з нагромаджувачем енергії стиснутого повітря
Формула / Реферат
1. Спосіб перетворення енергетичної установки комбінованого циклу в енергетичну установку з нагромаджувачем енергії стиснутого повітря, при цьому енергетична установка комбінованого циклу включає в себе щонайменше одну турбіну внутрішнього згоряння, рекуперативний парогенератор (HRSG), сконструйований і розташований для прийому відхідного тепла з відповідної турбіни внутрішнього згоряння, парову турбіну, з'єднану з рекуперативним парогенератором (HRSG), і електричний генератор, з'єднаний з паровою турбіною, причому спосіб включає етапи, на яких забезпечують нагромаджувач повітря, сконструйований і розташований для накопичення стиснутого повітря, забезпечують щонайменше один компресор, сконструйований і розташований для подачі стиснутого повітря в нагромаджувач повітря, забезпечують прийом стиснутого повітря з нагромаджувача рекуперативним парогенератором (HRSG), використовують рекуперативний парогенератор (HRSG) для забезпечення тепла для стиснутого повітря, прийнятого з нагромаджувача повітря, і використовують парову турбіну для прийому нагрітого стиснутого повітря з рекуперативного парогенератора (HRSG) і розширення нагрітого стиснутого повітря для вироблення енергії.
2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що додатково включає відведення і подачу, при певних умовах, частини повітряного потоку, розширеного паровою турбіною, у вузол турбіни внутрішнього згоряння для збільшення енергії.
3. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що до етапу використання рекуперативного парогенератора (HRSG), спосіб включає модифікування рекуперативного парогенератора (HRSG) шляхом додавання компонентів передачі тепла до рекуперативного парогенератора (HRSG) для посилення підігрівання стиснутого повітря.
4. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що до етапу використання рекуперативного парогенератора (HRSG), спосіб включає модифікування рекуперативного парогенератора (HRSG) шляхом перетворення рекуперативного парогенератора (HRSG) в оптимізований рекуператор.
5. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що до етапу використання парової турбіни, спосіб включає модифікування парової турбіни шляхом перетворення парової турбіни в розширювач повітря на основі масової витрати вхідного стиснутого повітря, температурних параметрів і атмосферного тиску відхідних газів.
6. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що забезпечують множину турбін внутрішнього згоряння, і рекуперативний парогенератор (HRSG) з'єднаний з кожною турбіною внутрішнього згоряння, при цьому спосіб включає в себе використання кожного рекуперативного парогенератора (HRSG) для нагрівання стиснутого повітря, прийнятого з нагромаджувача повітря, при цьому кожний рекуперативний парогенератор (HRSG) сконструйований і розташований для подачі нагрітого стиснутого повітря в парову турбіну.
7. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що додатково включає забезпечення додаткового розширювача низькотемпературного циклу, який приймає нагріте стиснуте повітря з рекуперативного парогенератора (HRSG).
8. Енергетична установка з нагромаджувачем енергії стиснутого повітря, що містить щонайменше одну турбіну внутрішнього згоряння, рекуперативний парогенератор (HRSG), сконструйований і розташований для прийому відхідного тепла з відповідної турбіни внутрішнього згоряння із забезпеченням тепла для стиснутого повітря, парову турбіну, з'єднану з рекуперативним парогенератором (HRSG), електричний генератор, з'єднаний з паровою турбіною, нагромаджувач повітря, сконструйований і розташований для накопичення стиснутого повітря, і щонайменше один компресор, сконструйований і розташований для подачі стиснутого повітря в нагромаджувач повітря, при цьому рекуперативний парогенератор (HRSG) з'єднаний з нагромаджувачем повітря для прийому стиснутого повітря з нагромаджувача повітря, а парова турбіна сконструйована і розташована для прийому нагрітого стиснутого повітря з рекуперативного парогенератора (HRSG) і розширення нагрітого стиснутого повітря для вироблення енергії.
9. Установка за п. 8, яка відрізняється тим, що рекуперативний парогенератор (HRSG) модифікований тим, що він включає в себе додаткові компоненти для посилення підігрівання стиснутого повітря.
10. Установка за п. 9, яка відрізняється тим, що модифікований рекуперативний парогенератор (HRSG) утворює оптимізований рекуператор.
11. Установка за п. 8, яка відрізняється тим, що забезпечена множина турбін внутрішнього згоряння, і рекуперативний парогенератор (HRSG) з'єднаний з кожною турбіною внутрішнього згоряння, при цьому кожний рекуперативний парогенератор (HRSG) виконаний з можливістю забезпечення тепла для стиснутого повітря, прийнятого з нагромаджувача повітря, причому кожний рекуперативний парогенератор (HRSG) сконструйований і розташований для подачі нагрітого стиснутого повітря в парову турбіну.
12. Установка за п. 8, яка відрізняється тим, що парова турбіна модифікована так, щоб вона була здатна розширювати нагріте стиснуте повітря на основі масової витрати вхідного стиснутого повітря, температурних параметрів і атмосферного тиску відхідних газів.
13. Установка за п. 8, яка відрізняється тим, що додатково включає в себе конструкцію, сконструйовану і розташовану для забезпечення відведення і подачі, при певних умовах, частини повітряного потоку, розширеного паровою турбіною, у вузол турбіни внутрішнього згоряння для збільшення енергії.
14. Установка за п. 8, яка відрізняється тим, що додатково містить додатковий розширювач низькотемпературного циклу, який приймає нагріте стиснуте повітря з рекуперативного парогенератора (HRSG).
15. Установка за п. 14, яка відрізняється тим, що додатково містить електричний генератор, з'єднаний з додатковим розширювачем низькотемпературного циклу для виробництва електроенергії.
Текст
Реферат: Група винаходів належить до перетворення генеруючої енергетичної установки комбінованого циклу (СС) в керуючу навантаженням енергетичну установку з нагромаджувачем енергії стиснутого повітря (CAES). Енергетична установка комбінованого циклу (СС) має щонайменше одну турбіну внутрішнього згоряння, рекуперативний парогенератор (HRSG) для прийому відхідного тепла з відповідної турбіни внутрішнього згоряння, парову турбіну, з'єднану з рекуперативним парогенератором (HRSG), і електричний генератор, з'єднаний з паровою турбіною. Нагромаджувач повітря заправляється стиснутим повітря під час провалу енергоспоживання за допомогою відповідного компресора. Стиснуте повітря з нагромаджувача надходить на рекуперативний парогенератор (HRSG), a рекуперативний парогенератор (HRSG) забезпечує теплом стиснуте повітря, прийняте з нагромаджувача повітря. Парова турбіна приймає нагріте стиснуте повітря з рекуперативного парогенератора (HRSG) і розширює підігріте стиснуте повітря для вироблення додаткової енергії у пікові години енергоспоживання. Винаходи сприяють використанню енергетичної установки комбінованого циклу з використанням гарячого стиснутого повітря в паровому контурі і вирівнюванню енергоспоживання в мережі. UA 98749 C2 (12) UA 98749 C2 UA 98749 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Варіанти здійснення стосуються енергетичних установок з нагромаджувачем енергії стиснутого повітря (CAES) і, зокрема, перетворення генеруючої енергетичної установки комбінованого циклу (СС) в керуючу навантаженням енергетичну установку з нагромаджувачем енергії стиснутого повітря (CAES). У патентах США №7389644 і №7406828 розкрита концепція установки з нагромаджувачем енергії стиснутого повітря (CAES) з генеруючим відділенням, що включає в себе турбіну внутрішнього згоряння як первинний генеруючий компонент, з рекуператором, регенеруючим відхідне тепло турбіни внутрішнього згоряння для підігрівання накопиченого стиснутого повітря, відведеного з нагромаджувача, який повинен зазнати розширення в розширювачі низькотемпературного циклу, що приводить в дію електричний генератор, який виробляє додаткову енергію низькотемпературного циклу, при цьому додаткову енергію виробляють за допомогою нагнітання повітря у вузол турбіни внутрішнього згоряння з відповідного збільшенням потужності турбіни внутрішнього згоряння. Ці установки з нагромаджувачем енергії стиснутого повітря (CAES) можуть бути побудовані на основі існуючих турбін внутрішнього згоряння. Існує значна концептуальна схожість між розкритими концепціями установки з нагромаджувачем енергії стиснутого повітря (CAES) і енергетичними установками комбінованого циклу (СС), що включає в себе турбіну внутрішнього згоряння з рекуперативним парогенератором (HRSG), регенеруючим відхідне тепло турбіни внутрішнього згоряння для виробництва пари, яка повинна зазнати розширення в генеруючій енергію паровій турбіні низькотемпературного циклу. При використанні відновлюваних джерел енергії, наприклад, вітрової і сонячної енергії, які не є керованими, існує необхідність в установках з нагромаджувачем енергії стиснутого повітря (CAES) для накопичення відновлюваної енергії в непікові години, коли вона не потрібна, і її вивільнення, коли вона потрібна в години пік. Існує необхідність в перетворенні існуючих енергетичних установок комбінованого циклу (СС) в керуючі навантаженням енергетичні установки з нагромаджувачем енергії стиснутого повітря (CAES) для істотного зниження витрат і поліпшення економіки установок з нагромаджувачем енергії стиснутого повітря (CAES), які необхідні для керування навантаженням і поліпшення економіки відновлюваних ресурсів. Задача даного винаходу полягає в реалізації згаданих вище потреб. Відповідно до принципів варіанту здійснення, ця задача досягається способом перетворення енергетичної установки комбінованого циклу (СС) в енергетичну установку з нагромаджувачем енергії стиснутого повітря (CAES). Енергетична установка комбінованого циклу (СС) включає в себе щонайменше одну турбіну внутрішнього згоряння, рекуперативний парогенератор (HRSG), сконструйований і розташований для приймання відхідного тепла з відповідної турбіни внутрішнього згоряння для виробництва пари, який повинен зазнати розширення в генеруючій енергію паровій турбіні низькотемпературного циклу, з'єднаній з рекуперативним парогенератором (HRSG), і електричний генератор, з'єднаний з паровою турбіною. Спосіб передбачає наявність додаткових зовнішніх компонентів, необхідних для перетворення в установку з нагромаджувачем енергії стиснутого повітря (CAES). Так, передбачений нагромаджувач повітря для накопичення стиснутого повітря. Передбачений щонайменше один компресор з приводом від двигуна, сконструйований і розташований для подачі стиснутого повітря в нагромаджувач повітря в непікові години. Спосіб забезпечує прийом стиснутого повітря з нагромаджувача рекуперативним парогенератором (HRSG) з відповідними параметрами. Рекуперативний парогенератор (HRSG) забезпечує теплом стиснуте повітря, одержане з нагромаджувана повітря. Парова турбіна приймає нагріте стиснуте повітря з рекуперативного парогенератора (HRSG) для розширення нагрітого стиснутого повітря до атмосферного тиску для вироблення енергії. До парової турбіни приєднаний електричний генератор. Крім того, частина повітряного потоку, розширеного паровою турбіною, може бути при певних умовах подана у вузол турбіни внутрішнього згоряння для вироблення додаткової енергії за рахунок збільшення потужності турбіни внутрішнього згоряння. Рекуперативний парогенератор (HRSG) і парова турбіна можуть бути використані як такі, але переважно повинні бути модифіковані шляхом додавання компонентів теплообміну до рекуперативного парогенератора (HRSG) для посилення попереднього нагрівання стиснутого повітря, а також шляхом перетворення парової турбіни в розширювач повітря. Згідно з іншим об'єктом варіанту здійснення перетворення енергетичної установки комбінованого циклу (СС) в енергетичну установку з нагромаджувачем енергії стиснутого повітря (CAES), енергетична установка з нагромаджувачем енергії стиснутого повітря (CAES) включає в себе щонайменше одну турбіну внутрішнього згоряння. Рекуперативний 1 UA 98749 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 парогенератор (HRSG) сконструйований і розташований для приймання відхідного тепла з відповідної турбіни внутрішнього згоряння. Рекуперативний парогенератор (HRSG) використовують як такий або модифікують для забезпечення теплом стиснутого повітря. До рекуперативного парогенератора (HRSG) приєднана парова турбіна. Парову турбіну використовують як таку або модифікують для розширення нагрітого стиснутого повітря до атмосферного тиску для вироблення енергії. До парової турбіни приєднаний електричний генератор. Крім того, частина розширеного паровою турбіною повітряного потоку при певних умовах може бути подана у вузол турбіни внутрішнього згоряння для вироблення додаткової енергії за рахунок збільшення енергії турбіни внутрішнього згоряння. Для перетворення в установку з нагромаджувачем енергії стиснутого повітря (CAES) необхідні додаткові зовнішні компоненти. Нагромаджувач повітря сконструйований і розташований для накопичення стиснутого повітря. Рекуперативний парогенератор (HRSG) з'єднаний з нагромаджувачем повітря для приймання стиснутого повітря з нагромаджувача повітря. Щонайменше один компресор сконструйований і розташований для подачі стиснутого повітря в нагромаджувач повітря в непікові години. Нагромаджувач повітря виконаний з можливістю забезпечення прийому стиснутого повітря з нагромаджувача рекуперативним парогенератором (HRSG) з відповідними параметрами. Інші задачі, ознаки і характеристики даного винаходу, а також способи роботи і функції відповідних елементів конструкції, сукупність частин і економіка виробництва стануть більш зрозумілими при розгляді наведеного нижче докладного опису і формули винаходу з посиланнями на прикладені креслення, які є частиною даного опису. Винахід стане більш зрозумілим з наведеного нижче докладного опису переважних варіантів його здійснення, в поєднанні з прикладеними кресленнями, на яких ідентичні посилальні позиції стосуються ідентичних елементів, на яких: Фіг.1 являє собою схематичну ілюстрацію перетворення енергетичної установки комбінованого циклу (СС) (з типовою конфігурацією комбінованого циклу, заснованою на двох турбінах внутрішнього згоряння з рекуперативними парогенераторами (HRSG), що подають пару в одну парову турбіну низькотемпературного циклу) в енергетичну установку з нагромаджувачем енергії стиснутого повітря (CAES) відповідно до варіанту здійснення винаходу. У даному варіанті здійснення енергетичну установку комбінованого циклу (СС) перетворюють в енергетичну установку з нагромаджувачем енергії стиснутого повітря (CAES). Єдині додаткові компоненти, типові для установок з нагромаджувачем енергії стиснутого повітря (CAES), які повинні бути додані до енергетичних установок комбінованого циклу (СС) (перетвореним в установки з нагромаджувачем енергії стиснутого повітря (CAES)) - це зовнішній компресор (компресори) і нагромаджувач повітря, так щоб зовнішній компресор (компресори) використовував непікову енергію для перетворення її в енергію стиснутого повітря, накопиченого в нагромаджувачі повітря. В установці комбінованого циклу (СС), перетвореної в установку з нагромаджувачем енергії стиснутого повітря (CAES), накопичене стиснуте повітря, витягнуте з нагромаджувача, попередньо нагрівають в існуючому або відповідним чином модифікованому HRSG і розширюють в існуючій або відповідним чином модифікованій паровій турбіні. Це перетворення генеруючої енергетичної установки комбінованого циклу (СС) в керуючу навантаженням установку з нагромаджувачем енергії стиснутого повітря (CAES) забезпечує значну економію витрат за рахунок впровадження турбін внутрішнього згоряння і компонентів низькотемпературного циклу. Таким чином, відповідно до варіанту здійснення і з посиланням на Фіг.1, енергетичну установку комбінованого циклу (СС) перетворюють в енергетичну установку з нагромаджувачем енергії стиснутого повітря (CAES), загалом позначену позицією 10. Установка 10 включає в себе щонайменше одну звичайну турбіну внутрішнього згоряння (наприклад, газову) (ГТ), загалом позначену позицією 11, що має головний компресор 12 і має на вході 13 джерело вхідного при температурі навколишнього середовища повітря, живлячий спалюючу паливо камеру 14 згоряння стиснутим повітрям для підігрівання, при цьому головна розширювальна турбіна 14 функціонально з'єднана з головним компресором 12, а камера 14 згоряння живить головну розширювальну турбіну; і електричний генератор 17 для вироблення електроенергії. Кожний рекуперативний парогенератор (HRSG) 18 з'єднаний з кожною газовою турбіною (ГТ). Зокрема, кожний рекуперативний парогенератор (HRSG) 18 приймає відхідне тепло з приєднаної турбіни 14. Оскільки рекуперативний парогенератор (HRSG) 18 являє собою теплообмінник, він може бути використаний в цій якості або може бути модифікований для попереднього нагрівання накопиченого стиснутого повітря. Згідно з варіантом здійснення, 2 UA 98749 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 рекуперативний парогенератор (HRSG) 18 може бути трохи модифікований для підігрівання стиснутого повітря шляхом додавання компонентів передачі тепла до рекуперативного парогенератора (HRSG) 18. Як альтернативний варіант, рекуперативний парогенератор (HRSG) 18 може бути підданий значній модифікації/оптимізації шляхом перетворення рекуперативного парогенератора (HRSG) 18 з метою його оптимізації для найкращої і найбільш ефективної регенерації тепла. Підхід до модифікації рекуперативного парогенератора (HRSG) визначається економікою і функціональними вимогами до установки з нагромаджувачем енергії стиснутого повітря (CAES). Установка 10 також включає в себе парову турбіну 20, яка приймає нагріте стиснуте повітря з кожного рекуперативного парогенератора (HRSG) 18. До турбіни 20 приєднаний електричний генератор 22 для вироблення електроенергії. Парову турбіну 20 використовують як таку або модифікують шляхом її перетворення в розширювач повітря на основі належним чином оптимізованих масової витрати вхідного стиснутого повітря і температурних параметрів, а також атмосферного тиску відхідних газів без значної зміни шляху потоку пари турбіни. Цей тип перетворення є типовим і практичним, і існує ряд звичайних парових турбін, перетворених в повітряні/газові розширювачі. Таким чином, згідно з варіантом здійснення, спосіб перетворення енергетичної установки комбінованого циклу (СС) в енергетичну установку з нагромаджувачем енергії стиснутого повітря (CAES) передбачає наявність нагромаджувача 24 повітря, сконструйованого і розташованого для накопичення стиснутого повітря. Передбачений щонайменше один компресор 26, що приводиться в дію двигуном 28, що подає стиснуте повітря через трубопровід 29 в нагромаджувач 24 повітря. Вихід 30 нагромаджувача 24 повітря з'єднаний трубопроводом 32 з кожним рекуперативним парогенератором (HRSG) 18, так що стиснуте повітря може надходити на кожний рекуперативний парогенератор (HRSG) 18. Кожний рекуперативний парогенератор (HRSG) 18 використовують як такий або модифікують, як указано вище, для забезпечення теплом стиснутого повітря, прийнятого з нагромаджувача повітря. Парову турбіну 20 використовують як таку або модифікують, як указано вище, для приймання нагрітого стиснутого повітря з кожного рекуперативного парогенератора (HRSG) 18 і розширення нагрітого стиснутого повітря для вироблення енергії. Повітряний потік, відведений з парової турбіни 20, подають у вузол 11 турбіни внутрішнього згоряння, переважно вище по потоку від камер 16 згоряння з параметрами нагнітання потоку, заданими обмеженнями турбіни внутрішнього згоряння і оптимізацією. Як показано на Фіг.1, конструкція 34 полегшує нагнітання повітря у вузол турбіни внутрішнього згоряння. У даному варіанті здійснення, конструкція 34 переважно являє собою трубну конструкцію. Нагнітання може бути обмежене або регламентоване при певних умовах. Наприклад, на основі опублікованих даних виробників турбіни внутрішнього згоряння, може бути заборонено або неможливе нагнітання при низькій температурі навколишнього середовища, або ж нагнітання може бути заборонене або неможливе через недоступність точок нагнітання, або ж нагнітання не може бути виконане через експлуатаційні рішення. Відведений потік повітря, поданий у вузол 11 турбіни внутрішнього згоряння вище по потоку від камер згоряння 14, забезпечує збільшення потужності турбіни внутрішнього згоряння приблизно на 20-25 %. Іншу частину повітряного потоку в паровій турбіні 20 розширюють в рівнях низького тиску до атмосферного тиску. Таким чином, коли нагнітання можливе або необхідне, не весь повітряний потік з парової турбіни 20 виходить в атмосферу. Як альтернативний варіант, оскільки парова турбіна 20 зменшує тиск підігрітого стиснутого повітря, температура стиснутого повітря знижується. Відповідно, холодне повітря (температура якого нижче, ніж температура навколишнього середовища) з парової турбіни 20 може з'єднуватися з повітрям навколишнього середовища через конструкцію 34 на вході головного компресора 13 таким чином, щоб вхідне повітря навколишнього середовища і холодніше відпрацьоване повітря з розширювача змішувалися, знижуючи загальну температуру вхідного повітря до його надходження на головний компресор 12. Зниження загальної температури вхідного повітря до його надходження на головний компресор 12 забезпечує збільшення потужності турбіни внутрішнього згоряння приблизно на 20-25 %. У даному варіанті здійснення, конструкція 34 являє собою трубопровід, підключений між вихлопним рівнем парової турбіни 20 і входом 13 в головний компресор 12, який є альтернативою трубопроводу 34. В енергетичній установці комбінованого циклу, перетвореної в енергетичну установку 10 з нагромаджувачем енергії стиснутого повітря (CAES) на Фіг.1, переважно в години пік, накопичене стиснуте повітря відводять з нагромаджувача 24 повітря і подають на кожний існуючий або модифікований рекуперативний парогенератор (HRSG), в якому його підігрівають. Нагріте стиснуте повітря потім розширюють в існуючій або модифікованій паровій турбіні 20 для 3 UA 98749 C2 5 10 15 20 25 30 вироблення енергії. Потужність може бути перетворена в електричну енергію генератором 22. Повітряний потік, відведений з парової турбіни, може бути поданий у вузол 11 турбіни внутрішнього згоряння вище по потоку від камери згоряння 14 для забезпечення підвищення потужності турбіни внутрішнього згоряння приблизно на 20-25 %. Як альтернативний варіант, холодне повітря (температура якого нижча, ніж температура навколишнього середовища) з парової турбіни 20 може з'єднуватися з повітрям навколишнього середовища через конструкцію 34 на вході головного компресора 13 таким чином, щоб зниження загальної температури вхідного повітря перед його надходженням на головний компресор 12 забезпечувало збільшення потужності турбіни внутрішнього згоряння приблизно на 20-25 %. Перетворення установки комбінованого циклу в енергетичну установку 10 з нагромаджувачем енергії стиснутого повітря (CAES) приводить до значної економії витрат, пов'язаних з впровадженням турбіни внутрішнього згоряння і компонентів низькотемпературного циклу в установку 10 з нагромаджувачем енергії стиснутого повітря (CAES). Є можливості для оптимізації перетворення установки комбінованого циклу в установку 10 з нагромаджувачем енергії стиснутого повітря (CAES). Наприклад, потужність низькотемпературного циклу звичайної установки комбінованого циклу становить приблизно 5060 % від потужності ГТ. У оптимізованій установці з нагромаджувачем енергії стиснутого повітря (CAES), потужність низькотемпературного циклу становить приблизно 150-200 % від потужності ГТ. Таким чином, в оптимізованій установці 10 з нагромаджувачем енергії стиснутого повітря (CAES), в доповнення до модифікованої парової турбіни 20, може бути потрібен додатковий розширювач 36 низькотемпературного циклу, як показано пунктирною лінією на Фіг.1. Розширювач 36 також приймає нагріте стиснуте повітря з рекуперативного парогенератора (HRSG) 18. До розширювача 36 може бути підключений генератор 38 для вироблення електроенергії. У оптимізованій установці 10 з нагромаджувачем енергії стиснутого повітря (CAES), перетворення рекуперативного парогенератора (HRSG) в рекуператор може вимагати додаткових рекуперативних поверхонь теплообмінника і/або додаткового паралельного теплообмінника (не показаний). Вищенаведені переважні варіанти здійснення були показані і описані для ілюстрації конструктивних і функціональних принципів даного винаходу, а також ілюстрації способів застосування переважних варіантів здійснення і можуть бути змінені в межах цих принципів. Таким чином, даний винахід включає в себе всі зміни, передбачені в межах об'єму наведеної нижче формули винаходу. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 35 40 45 50 55 60 1. Спосіб перетворення енергетичної установки комбінованого циклу в енергетичну установку з нагромаджувачем енергії стиснутого повітря, при цьому енергетична установка комбінованого циклу включає в себе щонайменше одну турбіну внутрішнього згоряння, рекуперативний парогенератор (HRSG), сконструйований і розташований для прийому відхідного тепла з відповідної турбіни внутрішнього згоряння, парову турбіну, з'єднану з рекуперативним парогенератором (HRSG), і електричний генератор, з'єднаний з паровою турбіною, причому спосіб включає етапи, на яких забезпечують нагромаджувач повітря, сконструйований і розташований для накопичення стиснутого повітря, забезпечують щонайменше один компресор, сконструйований і розташований для подачі стиснутого повітря в нагромаджувач повітря, забезпечують прийом стиснутого повітря з нагромаджувача рекуперативним парогенератором (HRSG), використовують рекуперативний парогенератор (HRSG) для забезпечення тепла для стиснутого повітря, прийнятого з нагромаджувача повітря, і використовують парову турбіну для прийому нагрітого стиснутого повітря з рекуперативного парогенератора (HRSG) і розширення нагрітого стиснутого повітря для вироблення енергії. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що додатково включає відведення і подачу, при певних умовах, частини повітряного потоку, розширеного паровою турбіною, у вузол турбіни внутрішнього згоряння для збільшення енергії. 3. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що до етапу використання рекуперативного парогенератора (HRSG), спосіб включає модифікування рекуперативного парогенератора (HRSG) шляхом додавання компонентів передачі тепла до рекуперативного парогенератора (HRSG) для посилення підігрівання стиснутого повітря. 4. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що до етапу використання рекуперативного парогенератора (HRSG), спосіб включає модифікування рекуперативного парогенератора (HRSG) шляхом перетворення рекуперативного парогенератора (HRSG) в оптимізований рекуператор. 4 UA 98749 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 5. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що до етапу використання парової турбіни, спосіб включає модифікування парової турбіни шляхом перетворення парової турбіни в розширювач повітря на основі масової витрати вхідного стиснутого повітря, температурних параметрів і атмосферного тиску відхідних газів. 6. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що забезпечують множину турбін внутрішнього згоряння, і рекуперативний парогенератор (HRSG) з'єднаний з кожною турбіною внутрішнього згоряння, при цьому спосіб включає в себе використання кожного рекуперативного парогенератора (HRSG) для нагрівання стиснутого повітря, прийнятого з нагромаджувача повітря, при цьому кожний рекуперативний парогенератор (HRSG) сконструйований і розташований для подачі нагрітого стиснутого повітря в парову турбіну. 7. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що додатково включає забезпечення додаткового розширювача низькотемпературного циклу, який приймає нагріте стиснуте повітря з рекуперативного парогенератора (HRSG). 8. Енергетична установка з нагромаджувачем енергії стиснутого повітря, що містить щонайменше одну турбіну внутрішнього згоряння, рекуперативний парогенератор (HRSG), сконструйований і розташований для прийому відхідного тепла з відповідної турбіни внутрішнього згоряння із забезпеченням тепла для стиснутого повітря, парову турбіну, з'єднану з рекуперативним парогенератором (HRSG), електричний генератор, з'єднаний з паровою турбіною, нагромаджувач повітря, сконструйований і розташований для накопичення стиснутого повітря, і щонайменше один компресор, сконструйований і розташований для подачі стиснутого повітря в нагромаджувач повітря, при цьому рекуперативний парогенератор (HRSG) з'єднаний з нагромаджувачем повітря для прийому стиснутого повітря з нагромаджувача повітря, а парова турбіна сконструйована і розташована для прийому нагрітого стиснутого повітря з рекуперативного парогенератора (HRSG) і розширення нагрітого стиснутого повітря для вироблення енергії. 9. Установка за п. 8, яка відрізняється тим, що рекуперативний парогенератор (HRSG) модифікований тим, що він включає в себе додаткові компоненти для посилення підігрівання стиснутого повітря. 10. Установка за п. 9, яка відрізняється тим, що модифікований рекуперативний парогенератор (HRSG) утворює оптимізований рекуператор. 11. Установка за п. 8, яка відрізняється тим, що забезпечена множина турбін внутрішнього згоряння, і рекуперативний парогенератор (HRSG) з'єднаний з кожною турбіною внутрішнього згоряння, при цьому кожний рекуперативний парогенератор (HRSG) виконаний з можливістю забезпечення тепла для стиснутого повітря, прийнятого з нагромаджувача повітря, причому кожний рекуперативний парогенератор (HRSG) сконструйований і розташований для подачі нагрітого стиснутого повітря в парову турбіну. 12. Установка за п. 8, яка відрізняється тим, що парова турбіна модифікована так, щоб вона була здатна розширювати нагріте стиснуте повітря на основі масової витрати вхідного стиснутого повітря, температурних параметрів і атмосферного тиску відхідних газів. 13. Установка за п. 8, яка відрізняється тим, що додатково включає в себе конструкцію, сконструйовану і розташовану для забезпечення відведення і подачі, при певних умовах, частини повітряного потоку, розширеного паровою турбіною, у вузол турбіни внутрішнього згоряння для збільшення енергії. 14. Установка за п. 8, яка відрізняється тим, що додатково містить додатковий розширювач низькотемпературного циклу, який приймає нагріте стиснуте повітря з рекуперативного парогенератора (HRSG). 15. Установка за п. 14, яка відрізняється тим, що додатково містить електричний генератор, з'єднаний з додатковим розширювачем низькотемпературного циклу для виробництва електроенергії. 5 UA 98749 C2 Комп’ютерна верстка А. Рябко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 6
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюConversion of combined cycle power plant to compressed air energy storage power plant and plant with compressed air energy storage
Автори англійськоюNakhamkin, Michael
Назва патенту російськоюСпособ преобразования энергетической установки комбинированного цикла в энергетическую установку с накопителем энергии сжатого воздуха и установка с накопителем энергии сжатого воздуха
Автори російськоюНакхамкин Майкл
МПК / Мітки
МПК: F02C 6/00
Мітки: установки, спосіб, комбінованого, енергії, нагромаджувачем, енергетичну, циклу, перетворення, установку, стиснутого, повітря, енергетичної, установка
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/8-98749-sposib-peretvorennya-energetichno-ustanovki-kombinovanogo-ciklu-v-energetichnu-ustanovku-z-nagromadzhuvachem-energi-stisnutogo-povitrya-i-ustanovka-z-nagromadzhuvachem-energi-stisn.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб перетворення енергетичної установки комбінованого циклу в енергетичну установку з нагромаджувачем енергії стиснутого повітря і установка з нагромаджувачем енергії стиснутого повітря</a>
Попередній патент: Сівалка
Наступний патент: Спосіб одержання цифрового зображення з великим динамічним діапазоном
Випадковий патент: Виливниця для відцентрового лиття