![Структурная схема [Владимир Суханов]](/img/s/suhanow_w_n/gru/g1.gif)
Рисунок 1
|
|
||
1. КПД этой установки может превышать 100%. 2. Пример повышения КПД действующих тепловых электростанций. Это достигается за счет использования гравитационной энергии Земли. | ||
Общеизвестен естественный круговорот воды в природе. Вода с поверхности земли
и водоемов под воздействием, в основном, тепла Солнца испаряется, поднимается
в верхние слои атмосферы, там конденсируется и в виде осадков выпадает на
поверхность Земли, но на более высокие уровни, по сравнению с поверхностями ее
испарения. Вода при этом очищается и опресняется. С этих высоких уровней вода
стекает в места своего основного испарения. При этом вода образует потоки: ручьи
и реки, на которых могут устанавливаться гидроэлектростанции. Вода в
гравитационном поле Земли, стремясь к нижним уровням поверхности с меньшей
потенциальной энергией, совершает работу, которую можно использовать.
Принцип естественного круговорота воды в природе использован в гравитационно- тепловой энергетической установке (см. патент США N 3953971, МКИ: F03G7/04 от 4 мая 1976 года). Эта установка использует перепад температур между уровнями поверхности Земли (подножием горы и ее вершиной) для выработки электроэнергии и для получения пресной воды. Перепад температур с высотой невелик и эффективность такой установки невысока, что является ее недостатком.
Эта установка использует даровую энергию окружающей среды. КПД установки (в пересчете на энергию, необходимую для поддержания процесса) стремиться к бесконечности.
Предложена новая гравитационно-тепловая энергетическая установка, способная заменить современные тепловые электростанции. Установка содержит все элементы установки по патенту США N 3953971, за исключением теплообменника (126) на поверхности Земли. Его функции в предложенной установке выполняет паровой котел (традиционный).
Гравитационная энергетическая составляющая G в предложенной установке:
Допущено, что плотность пара по сравнению с плотностью рабочей жидкости пренебрежительно мала.
Энергия P , необходимая для поддержания работы установки:
Для температуры Т = 280oС у бензола (атмосферное давление) парообразование
q = 115 . 103 (J/kg). При этом
Н = 21 километру, что представляет большие
технические трудности и при этом КПД будет меньше 80% из-за потерь тепла в
протяженных трубопроводах жидкости и пара.
Для ртути q = 285 . 103 (J/kg). Ее плотность намного выше, чем у остальных жидкостей. Поэтому, Н = 3,9 километра, что уже реально, тем более если использовать склон горы.
Для воды при давлении 225,2 кг/см2 и температуре Т = 374oС теплота парообразования q = 113 . 103 (J/kg) и Н = 21 километру. Для получения КПД равным 120%, необходимо
Строительство таких башен при современном уровне техники затруднительно. Поэтому, вместо нее может быть использован стратостат, который будет связан с поверхностью земли двужильным гибким тросом-шлангом. Одна его жила будет для спуска жидкости, а другая для подъема пара. Жидкость спускаясь по шлангу к поверхности Земли будет создавать напор жидкостного столба. На своем пути жидкость будет встречать каскад гидрогенераторов, после которых давление напора жидкости будет снижаться и спуск жидкости продолжится.
Есть другой путь. Чтобы уменьшить высоту башни в несколько раз, следует производить испарение (внизу башни) и конденсацию (на верху башни, горы) в несколько ступеней, (составленных в виде каскада) при различных давлениях с использованием одной о той же тепловой энергии. Для этого в технике используется теплоноситель, который будет перекачивать тепло с вершины башни (горы) к ее подножию. Это позволит разделить высоту башни на участки количеством H/n , где n - количество ступеней в каскаде.
Устройство такого каскада представлено на рисунке 1.
Рисунок 1
где 1 - поверхность Земли,
2 - элемент башни или дымовая труба парового котла,
3 - паровой котел,
4 -
паропровод,
5 - теплообменник-конденсатор,
6 - напорный трубопровод,
7 -
гидрогенератор,
8 - теплообменник-испаритель,
9 - циркуляционный насос,
10 -
трубопровод циркуляции теплоносителя.
Каскад работает следующим образом.
Рабочая жидкость испаряется в паровом котле 3, при этом затрачивается тепловая энергия для поддержания работоспособности каскада. Пар из котла 3 по трубопроводу 4 поднимается на высоту башни (дымовой трубы) 2 и конденсируется в теплообменнике 5. Конденсат в трубопроводе 6, создает в нем напор жидкостного столба под давлением которого рабочая жидкость проходит через гидрогенератор 7 и производит работу для выработки электроэнергии. Далее жидкость попадает в испаритель 8. При этом тепло отобранное при конденсации пара в жидкость в теплообменнике 5 вместе с теплоносителем передается в испаритель 8 для испарения жидкости в нем. Из испарителя 8 пар попадает в паропровод 4 и весь цикл повторяется.
Циркуляцию теплоносителя по трубопроводу 10 осуществляют насосы 9.
На протяжении всего каскада от одной ступени к другой давление конденсации и испарения жидкости уменьшается. Это обеспечивает снижение рабочей температуры от ступени к ступени и использование тепловой энергии из котла 3 многократно. Ограничением в протяженности каскада являются потери тепла в трубопроводах, паропроводах и оборудовании каскада, а также качество теплообменников (перепад температур, на котором они могут работать).
Каскад (рабочая жидкость вода) высотой 500 метров может содержать несколько десятков ступеней (50 и более). При этом КПД каскада может приближаться к 120%.
Уменьшение высоты башни до 500 метров (для воды) позволит использовать традиционные гидрогенераторы и серийное оборудование.
В предложенном каскаде тепловая энергия необходима для поддержания работоспособности каскада при использовании энергии гравитационного поля Земли. По мнению автора, это не единственный способ использования гравитации.
Грандиозность такой установки является основным ее недостатком. Поэтому привлекательным может оказаться частичное использование предложенного принципа. Такое предложение было сделано 17 июня 1982 года в заявке СССР N3453603/06, (101161) код эксперта 060701КН. Использование даровой и экологически чистой гравитационной энергии, в то время, не вызвало интереса даже у экспертов ВНИИГПЭ. По заявке было вынесено решение об отказе.
Предложенное техническое решение было простым.
На тепловой электростанции конденсатор устанавливается на вершине башни (горы). После конденсатора водяной столб в напорной башне заканчивался у нагнетательного трубопровода парового котла (минуя насос, в котором уже не было необходимости). Экономию составляла энергия, необходимая для работы нагнетательного насоса. Проще говоря, это водонапорная башня использовала гравитацию Земли на традиционном стыке конденсации пара в паросиловой установке (см. приложение N2).
Приложение N2.
Описание заявки на предполагаемое изобретение СССР N 3453603/06 дано в сокращении.
Суханов Владимир Николаевич
Изобретение относится к области энергетики, а именно к устройству тепловых электростанций...
...Цель изобретения - повышение КПД электростанции.
Указанная цель достигается тем, что в известной тепловой электростанции, имеющей парогенератор, соединенный с трубопроводом и конденсатором, предложено конденсатор размещать на возвышенности, например, на плотине ГЭС. На рисунке (см. рисунок 2) схематически изображена предложенная электростанция.
![Блок-схема [Владимир Суханов]](/img/s/suhanow_w_n/gru/g2.gif)
Рисунок 2
Тепловая электростанция содержит парогенератор 1, соединенный с турбогенератором 2 через паропровод высокого давления 3. Турбогенератор 2 соединен с конденсатором 4 через теплоизолированный паропровод низкого давления 5. Конденсатор 4 находится на возвышенности 6 в потоке воды 7 для охлаждения и соединен трубопроводом 8 с парогенератором 1.
Высота возвышенности создает давление водяного столба в парогенераторе 1 посредством трубопровода 8 соответствующее рабочему давлению парогенератора 1 и турбогенератора 2, которые могут быть размещены в нижнем бьефе ГЭС. Конденсатор 4 может быть размещен на плотине в верхнем бьефе ГЭС у водозабора гидротурбин.
Тепловая электростанция работает следующим образом.
Пар высокого давления от парогенератора 1 поступает в турбогенератор 2, из которого мятый пар поднимается по паропроводу 5 до конденсатора 4, где конденсируется и скапливается в нижней части конденсатора 4. Конденсатор посредством трубопровода 8 создает давление водяного столба в парогенераторе 1, соответствующее его рабочему давлению.
Использование предложенного изобретения позволит создать тепловую электростанцию, в которой будет отсутствовать насос для подпитки парогенератора водой. При этом будет достигнута экономия энергии, которая в известном устройстве электростанции расходуется для привода насосов подпитки парогенератора или паровых котлов водой, за счет чего будет достигнут экономический эффект.
Описание Гравитационно-тепловой энергетической установки
зарегистрировано во Всероссийском Научно-техническом Информационном Центре
(ВНТИЦ) Министерства промышленности,
науки и техноллогий Российской Федерации 25 декабря 2000 года под номером
72200000049. Описание установки хранится в информационном фонде ВНТИЦ.
Опубликовано в бюллетене ВНТИЦ "Идеи. Гипотезы. Решения." номер 1, 2001 год.