PL206496B1 - Elektrownia szczytowo-sprężarkowa - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest elektrownia szczytowo-sprężarkowa, służąca do wznoszenia wody i gromadzenie jej w zbiorniku retencyjnym. Czynność ta będzie wykonywana dzięki reakcjom ciśnienia atmosferycznego na zasysanie powietrza z hermetyzowanych komór akcyjnych przez wysoko wydajną sprężarkę wahadłową. Zastosowanie kilkanaście komór akcyjnych spowoduje wzniesienie wody na bardzo duże wysokości. Sprężone powietrze zaś będzie przesyłane do zbiornika wyrównawczego. W okresie szczytu energetycznego spiętrzoną wodę wykorzysta się w elektrowni wodnej zaś sprężone powietrze - w turbinie powietrznej do produkcji energii elektrycznej i napowietrzenia zbiorników wodnych.

Znane są elektrownie szczytowe, w których wykorzystywane są do wznoszenia wody do zbiornika retencyjnego energochłonne i kosztowne pompy. Zmagazynowana w ten sposób woda służy, w okresie szczytu energetycznego do produkcji energii w elektrowniach wodnych ś redniego spadu.

Elektrownia szczytowo-sprężarkowa wyposażona w elektrownię wodną posiada komory akcyjne, piętrzące się na zboczu góry, w odległościach zbliżonych do przeciętnego słupa wody, równoważącego ciśnienie atmosferyczne w miejscu położenia każdej z nich, złączone są ze sobą rurami ssawnymi z zaworami, z tym że pierwsza komora akcyjna połączona jest rurą ssawną ze zbiornikiem dolnym, zaś ostatnia komora akcyjna z wylewką - ze zbiornikiem retencyjnym, ich przewody powietrzne łączą się z centralnym rurociągiem dostarczającym powietrze do sprężarki, połączonej przewodem sprężonego powietrza ze zbiornikiem wyrównawczym lub zbiornikiem podwodnym, z których dostarczane jest sprężone powietrze do turbiny powietrznej w wieży wodnej lub turbiny powietrznej pływającej. Komora akcyjna posiada kopułę ssawną, wystającą ponad jej górną ścianę, w której mieści się zawór hermetyzujący, przez dolną ścianę zaś przechodzi przewód powietrzny wyposażony w zawór, umieszczony w kopule ssawnej ponad poziomem wody i połączony z centralnym rurociągiem, doprowadzającym powietrze do sprężarki. Turbina powietrzna w wieży wodnej, wyposażona jest w dwie transmisje z kołami napinającymi i czerpakami, przełożone przez zespolone osią koła zwrotne oraz umieszczone pod nimi zespolone osią koła robocze, pod którymi usytuowany jest dozownik z zaworem, otwierany dźwignią z kulą wyporową, zaś zamykany przez krążące czerpaki. Turbina powietrzna pływająca, zawieszona jest na barce, składa się z dwóch transmisji z czerpakami, przełożonych przez zespolone osią koła robocze, umieszczone w górze, i poniżej dwa zespolone koła zwrotne, pod którymi mieści się dozownik, osadzony na napinającym transmisję balaście, gdzie doprowadzane jest sprężone powietrze z podwodnego zbiornika, zbudowanego w kształcie kopuły z płótna żeglarskiego, umocowanego do dna akwenu.

Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonania jest przedstawiony na schematycznych rysunkach w postaci: fig. 1 - pionowego przekroju komór akcyjnych, fig. 2 - pionowego przekroju turbiny powietrznej w wieży wodnej, fig. 3 - poprzecznego przekroju turbiny powietrznej pływającej, fig. 4 planu budowy elektrowni szczytowo-sprężarkowej.

Elektrownia szczytowo-sprężarkowa wyposażona w elektrownię wodną posiada komory akcyjne (3), piętrzące się na zboczu góry (1), w odległościach równych przeciętnemu słupowi wody, równoważącemu ciśnienie atmosferyczne w miejscu położenia każdej z nich, połączone są ze sobą rurami ssawnymi (7) z zaworami (6), z tym że pierwsza komora akcyjna (33) połączona jest rurą ssawną (7) ze zbiornikiem dolnym (28a), zaś ostatnia komora akcyjna z wylewką (34) - ze zbiornikiem retencyjnym (35), ich przewody powietrzne (10a), połączone są z centralnym rurociągiem (10), dostarczającym powietrze do sprężarki (31), połączonej przewodem sprężonego powietrza (18) ze zbiornikiem wyrównawczym (32) lub zbiornikiem podwodnym (29), z których dostarczane jest sprężone powietrze do turbiny powietrznej w wieży wodnej (12) lub turbiny powietrznej pływającej (12a). Komora akcyjna (3) posiada kopułę ssawną (4), wystającą ponad jej górną ścianę, w której mieści się zawór hermetyzujący (2), przez dolną ścianę zaś przechodzi przewód powietrzny (10a) wyposażony w zawór (6), umieszczony w kopule ssawnej (4) ponad poziomem wody (5) i połączony z centralnym rurociągiem (10), doprowadzającym powietrze do sprężarki (31). Turbina powietrzna w wieży wodnej (12) wyposażona jest w dwie transmisje (15) z kołami napinającymi (14) i czerpakami (13), przełożone przez zespolone osią koła zwrotne (11) oraz umieszczone pod nimi zespolone osią koła robocze (16), pod którymi usytuowany jest dozownik z zaworem (17), otwierany dźwignią (19) z kulą wyporową (20), zaś zamykany przez krążące czerpaki (13). Turbina powietrzna pływająca (12a) zawieszona jest na barce (27), składa się z dwóch transmisji (15) z czerpakami (13), przełożonych przez zespolone osią koła robocze (16), które mieszczą się w górze, zaś pod nimi znajdują się dwa zespolone koła zwrotne (11), pod którymi mieści

PL 206 496 B1 się dozownik (17), osadzony na napinającym transmisję (15) balaście (25), gdzie doprowadzane jest sprężone powietrze z podwodnego zbiornika (29), zbudowanego w kształcie kopuły z płótna żeglarskiego, umocowanego do dna akwenu (26). W przykładzie wykonania wskazano dodatkowo zawór hermetyzujący zamknięty (8), zawór zamknięty (19), generator (21), szpulę z kablem energetycznym (22), nadbudówki (23) oraz szpulę roboczą (24). Ponadto oznaczono linię wodną (28), boję rozdzielczą (30), oraz elektrownię wodną wysokiego spadu (36).

Praca elektrowni szczytowo-sprężarkowej polega na wykorzystaniu ciśnienia atmosferycznego do wznoszenia wody z niżej położonej komory akcyjnej do bezpośrednio wyższej, poprzez zasysanie z niej powietrza przez sprężarkę. Zastosowanie kilkudziesięciu komór akcyjnych, umoż liwi wznoszenie wody na bardzo duże wysokości (co 100 m 14 komór), celem wykorzystania jej podczas szczytu energetycznego w elektrowni wodnej. Spracowaną zaś wodę skieruje się do źródła jej pobrania bądź też prześle do odległych regionów pozbawionych wody (pustynie), nawet poprzez wysokie góry. Natomiast sprężone powietrze należy gromadzić w zbiorniku wyrównawczym i wykorzystać w czasie szczytu w turbinach powietrznych. Jak powszechnie wiadomo w licznych jeziorach, zatokach, rzekach zamiera flora i fauna przez wytrącanie cząsteczek tlenu wskutek zanieczyszczeń chemicznych i biologicznych. Obecnie stosuje się drogie napowietrzanie powierzchniowe tych akwenów, jednakże efekty tych zabiegów są niewystarczające. Wydaje się, że można uzyskać poważne, pozytywne efekty poprzez zastosowanie licznych, niewielkich zbiorników podwodnych (połączonych ze sobą rurociągiem) do gromadzenia sprężonego powietrza i wykorzystywania go w turbinach powietrznych pływających. Zastosowanie też do budowy tych zbiorników płótna żeglarskiego, umożliwi przenikanie przez nie drobinek powietrza, które rozpuszczają się w wodzie. Straty tu będą niewielkie, lecz pożytek ogromny dla ożywienia takich akwenów, jak na przykład w Zatokę Pucką.

Praca zarówno komór akcyjnych, jak i turbin powietrznych będzie spokojna, bez hałasu, spalin, wibracji. To samo odnosi się do elektrowni wodnej dużego spadu o sprawności przekraczającej 90% oraz wspomnianej wyżej sprężarki wahadłowej /pat. Nr 174472/.

Claims (4)

1. Elektrownia szczytowo-sprężarkowa wyposażona w elektrownię wodną, znamienna tym, że posiada komory akcyjne (3), piętrzące się na zboczu góry (1), w odległościach równych przeciętnemu słupowi wody, równoważącemu ciśnienie atmosferyczne w miejscu położenia każdej z nich, połączone są ze sobą rurami ssawnymi (7) z zaworami (6), z tym że pierwsza komora akcyjna (33) połączona jest rurą ssawną (7) ze zbiornikiem dolnym (28a), zaś ostatnia komora akcyjna z wylewką (34) ze zbiornikiem retencyjnym (35), ich przewody powietrzne (10a) połączone są z centralnym rurociągiem (10), dostarczającym powietrze do sprężarki (31), łączącej się z przewodem sprężonego powietrza (18) ze zbiornikiem wyrównawczym (32) lub zbiornikiem podwodnym (29), z których dostarczane jest sprężone powietrze do turbiny powietrznej w wieży wodnej (12) lub turbiny powietrznej pływającej (12a).

2. Elektrownia według zastrz. 1, znamienna tym, że posiada komorę akcyjną (3) z kopułą ssawną (4), wystającą ponad jej górną ścianę, w której mieści się zawór hermetyzujący (2), przez dolną ścianę zaś przechodzi przewód powietrzny (10a) wyposażony w zawór (6), umiejscowiony w kopule ssawnej (4) ponad poziomem wody (5) i połączony z centralnym rurociągiem (10), doprowadzającym powietrze do sprężarki (31).

3. Elektrownia według zastrz. 1, znamienna tym, że posiada turbinę powietrzną w wieży wodnej (12), wyposażoną w dwie transmisje (15) z kołami napinającymi (14) i czerpakami (13), przełożone przez zespolone osią koła zwrotne (11) oraz umieszczone pod nimi zespolone osią koła robocze (16), pod którymi usytuowany jest dozownik z zaworem (17), otwierany dźwignią (19) i kulą wyporową (20), zaś zamykany przez krążące czerpaki (13).

4. Elektrownia według zastrz. 1, znamienna tym, że posiada turbinę powietrzną pływającą (12a), zawieszoną na barce (27), składającą się z dwóch transmisji (15) z czerpakami (13), przełożonych przez zespolone osią koła robocze (16), które umieszczone są w górze i u dołu dwa zespolone koła zwrotne (11), pod którymi mieści się dozownik (17), osadzony na napinającym transmisję (15) balaście (25), gdzie doprowadzane jest sprężone powietrze z podwodnego zbiornika (29), zbudowanego w kształcie kopuły z płótna żeglarskiego, umocowanego do dna akwenu (26).