гидроаккумулирующая электростанция

Формула изобретения

Гидроаккумулирующая электростанция, включающая машинный зал с гидроагрегатами, верхний и нижний бассейны, водовод, соединяющий верхний бассейн с гидроагрегатами, отличающаяся тем, что она снабжена летательным аппаратом легче воздуха, компрессором с газопроводом и запорной арматурой, а также растяжками, причем верхний бассейн выполнен в виде резервуара, прикреплен к летательному аппарату и поднят над поверхностью земли, водовод выполнен из гибкого материала, а летательный аппарат соединен газопроводом с компрессором, при этом газопровод и водовод прикреплены друг к другу, а летательный аппарат, резервуар верхнего бассейна и водовод прикреплены растяжками к земле.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к производству электрической энергии и может быть использовано в энергосистеме для покрытия пиковых нагрузок и заполнения ночных провалов суточных графиков энергосистемы, а также для выполнения резервных функций.

Известна гидроаккумулирующая электростанция (ГАЭС) [1], включающая машинный зал с гидроагрегатами, верхний и нижний бассейны, соединенные водоводами с гидроагрегатами.

В часы снижения электрической нагрузки насосы ГАЭС закачивают воду из нижнего бассейна в верхний (с низких отметок на высокие), а во время прохождения максимума электрической нагрузки эта вода используется для выработки электроэнергии. Экономическая эффективность ГАЭС тем выше, чем больше разница по высоте между уровнями воды в верхнем и нижнем бассейне, а также чем ближе расположена ГАЭС к источникам и потребителям электроэнергии.

Недостатками известных ГАЭС является: ограниченное число удобных площадок для размещения, где на небольших расстояниях друг от друга имеются расположенные на разных высотных отметках участки, пригодные для сооружения верхнего и нижнего бассейнов (особенно на равнинных территориях), большие капитальные затраты на строительство верхнего бассейна, нерациональное использование природных ресурсов (затопление земельных угодий) и изменение гидрогеологического режима местности.

Цель изобретения - рациональное использование природных ресурсов, максимальное приближение ГАЭС к источнику или потребителю электроэнергии и снижение капитальных затрат на строительство верхнего бассейна.

Цель достигается тем, что ГАЭС снабжена летательным аппаратом легче воздуха (например аэростатом, дирижаблем, воздушным шаром и т.п.), компрессором с газопроводом и запорной арматурой, растяжками и анкерами, причем верхний бассейн выполнен в виде резервуара, прикреплен к летательному аппарату и поднят над поверхностью земли, водовод выполнен из гибкого материала, а летательный аппарат соединен газопроводом с компрессором, при этом газопровод и водовод прикреплены друг к другу, а летательный аппарат, резервуар верхнего бассейна и водовод при помощи заанкеренных растяжек прикреплены к поверхности земли.

Использование изобретения позволит расположить ГАЭС практически в любой точке поверхности земли, в том числе на местности, не имеющей топографических перепадов, а также над акваторией нижнего бассейна, в непосредственной близости от источника или потребителя электроэнергии. Разница в высотных отметках уровней воды в верхнем и нижнем бассейнах (напор) определена факторами, не зависящими от природных условий местности, что позволяет создать ГАЭС с оптимальными экономическими показателями. В качестве нижнего бассейна используется любое известное сооружение этого назначения, например водохранилище, озеро, море, подземный резервуар и т.п.

На чертеже изображена гидроаккумулирующая электростанция, продольный разрез по оси водопроводящих сооружений.

Гидроаккумулирующая электростанция включает нижний бассейн 1, машинный зал ГАЭС 2, в котором размещены гидроагрегаты в составе обратимой гидравлической машины (насосотурбины) 3 и обратимой электрической машины (двигателя-генератора) 4, агрегатный затвор 5 и напорный водовод 6, компрессорная станция 7 и газопровод 8, верхний резервуар с водой 9, летательный аппарат легче воздуха 10, жестко удерживаемый растяжками 11.

Гидроаккумулирующая электростанция работает следующим образом.

Перед началом эксплуатации летательный аппарат 10 заполняют под давлением газом легче воздуха с помощью компрессорной станции 7 по газопроводу 8, в результате чего летательный аппарат 10 поднимается над землей на высоту, определяемую длиной растяжек 11, и занимает рабочее положение. Требуемое давление газа в летательном аппарате 10 во время эксплуатации ГАЭС поддерживается путем автоматического включения компрессорной станции 7.

В насосном режиме работы ГАЭС вода с помощью обратимой гидромашины 3, приводимой в действие электрической машиной 4, размещенной в машинном зале ГАЭС 2, закачивается из нижнего бассейна 1 в верхний резервуар 9 по напорному водоводу 6; при этом уровень воды в нижнем бассейне 1 понижается с максимальной до минимальной отметки, а в верхнем резервуаре 9 повышается с минимальной до максимальной отметки. После завершения работы ГАЭС в насосном режиме уровень воды в верхнем резервуаре 9 поддерживается на максимальной отметке с помощью агрегатного затвора 5.

Перед началом работы ГАЭС в турбинном режиме агрегатный затвор 5 открывают, и вода из верхнего резервуара 9 срабатывается через водовод 6 и обратимую гидромашину 3 в нижний бассейн 1, при этом обратимая электрическая машина 4 вырабатывает электроэнергию, которая через энергосистему поступает к потребителю.