×
29.08.2018
218.016.806e

Результат интеллектуальной деятельности: БЕСТОПЛИВНАЯ ТРИГЕНЕРАЦИОННАЯ УСТАНОВКА

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к теплоэнергетике. Между газопроводами высокого и низкого давления включены первый дроссель, детандер с электрогенератором, соединенным с потребителем и двигателем компрессора, первый теплообменник на линии подачи газа, компрессор, вход которого соединен с выходом испарителя, низкопотенциальный источник тепла. Вход испарителя через второй дроссель соединен с выходом первого теплообменника. Линия отвода газа после детандера в газопровод низкого давления снабжена вторым теплообменником, соединенным с линией возврата первого хладоносителя от потребителя, первым насосом подачи первого хладоносителя, выход которого соединен с потребителем, вторым насосом подачи второго хладоносителя из испарителя, третьим теплообменником, выход которого по хладагенту соединен с входом в компрессор, а вход по низкопотенциальному теплу соединен линией подачи с установленным на ней третьим насосом. Выход по низкопотенциальному теплу соединен с источником тепла. Четвертый теплообменник включен по контуру между компрессором и вторым дросселем и соединен с линией возврата первого теплоносителя от потребителя и с четвертым насосом подачи первого теплоносителя и выходом с потребителем. Техническим результатом является обеспечение потребителя электроэнергией, холодом и тепловой энергией без потребления топлива. 1 ил.

Предлагаемое устройство относится к области теплоэнергетики и касается детандер-генераторных агрегатов (ДГА) и парокомпрессионных термотрансформаторов (ПКТТ) для производства электроэнергии тепла и холода при использовании технологических перепадов давления транспортируемого природного газа на станциях технологического понижения давления (газораспределительных станциях и газорегуляторных пунктах) системы газоснабжения.

Известна предназначенная для бестопливной генерации электроэнергии детандер-генераторная установка, содержащая трубопровод высокого давления, установленные по ходу газа и последовательно соединенные теплообменник, детандер, кинематически соединенный с электрическим генератором, электрически соединенным с двигателем, приводящим в движение компрессор, вход которого соединен с выходом испарителя, вход которого через дросселирующее устройство соединен с выходом теплообменника, образуя термотрансформатор (ТТ), в которой для подогрева газа перед детандером используется теплота вторичных энергетических ресурсов низкого потенциала или теплота окружающей среды. Недостатком такой установки является отсутствие возможности получения холода и тепла различных температурных потенциалов для передачи их потребителю (Агабабов B.C. Способ работы детандерной установки и устройство для его осуществления / Патент на изобретение №2150641. Россия. Бюл. №16. 10.06.2000 г. Приоритет от 15.06.99).

Известна бестопливная установка для централизованного комбинированного электро- и хладоснабжения, включенная между газопроводом высокого давления и газопроводом низкого давления, разделенными первым дросселем, содержащая линию подачи газа на детандер, установленный па ней первый теплообменник, детандер, кинематически соединенный с электрическим генератором, соединенным первой электрической связью с потребителем электроэнергии и холода и второй электрической связью с двигателем, приводящим в движение компрессор, вход которого соединен с выходом испарителя, вход которого по хладагенту через второй дроссель соединен с выходом первого теплообменника, источник тепла низкого температурного потенциала, линию отвода газа после детандера в газопровод низкого давления. Установка снабжена вторым теплообменником, установленным на линии отвода потока газа после детандера в газопровод низкого давления, соединенным с линией возврата первого хладоносителя от потребителя электроэнергии и холода, первым насосом подачи первого хладоносителя, выход которого соединен с потребителем электроэнергии и холода, вторым насосом подачи второго хладоносителя потребителю электроэнергии и холода из испарителя, выход которого соединен с потребителем электроэнергии и холода, при этом часть хладагента может быть направлена в третий дополнительный теплообменник, выход которого по хладагенту соединен с входом в компрессор, а вход по теплу низкого температурного потенциала соединен линией подачи тепла низкого температурного потенциала с установленным на ней третьим насосом, а выход по теплу низкого температурного потенциала соединен с источником тепла низкого температурного потенциала. Недостатком такой установки является отсутствие возможности получения тепла для передачи его потребителю (Клименко А.В., Агабабов B.C., Байдакова Ю.О., Смирнова У.И., Такташев Р.Н. Бестопливная установка для централизованного комбинированного электро- и хладоснабжения. Патент на полезную модель RU 0000158931 U1. Россия. Бюл. №2 20.01.2016. Приоритет от 26.06.2015).

Техническая задача, решаемая предлагаемым устройством, состоит в обеспечении возможности генерации без сжигания органического топлива для передачи потребителю, наряду с электроэнергией и холодом, тепловой энергии.

Технический эффект, обеспечивающий решение технической задачи, заключается в дополнительной возможности производства тепла для потребителя и достигается тем, что известная бестопливная установка, включенная между газопроводом высокого давления и газопроводом низкого давления, разделенными первым дросселем, содержащая линию подачи газа на детандер и установленный на ней первый теплообменник, детандер, кинематически соединенный с электрическим генератором, соединенным первой электрической связью с потребителем электроэнергии тепла и холода и второй электрической связью с двигателем, приводящим в движение компрессор, вход которого соединен с выходом испарителя, вход которого по хладагенту через второй дроссель соединен с выходом первого теплообменника, источник тепла низкого температурного потенциала, линию отвода газа после детандера в газопровод низкого давления, которая снабжена вторым теплообменником, установленным на линии отвода потока газа после детандера в газопровод низкого давления, соединенный с линией возврата первого хладоносителя от потребителя электроэнергии тепла и холода, первым насосом подачи первого хладоносителя, выход которого соединен с потребителем электроэнергии, тепла и холода, вторым насосом подачи второго хладоносителя потребителю электроэнергии тепла и холода из испарителя, выход которого соединен с потребителем электроэнергии, тепла и холода, третьим теплообменником, выход которого по хладагенту соединен с входом в компрессор, а вход по теплу низкого температурного потенциала соединен линией подачи тепла низкого температурного потенциала с установленным на ней третьим насосом, а выход по теплу низкого температурного потенциала соединен с источником тепла низкого температурного потенциала, согласно изобретению, снабжена четвертым теплообменником, включенным дополнительно по контуру между компрессором и вторым дросселем и соединенным с линией возврата первого теплоносителя от потребителя электроэнергии, тепла и холода и с четвертым насосом подачи первого теплоносителя, выход четвертого теплообменника соединен с потребителем электроэнергии, тепла и холода.

На рисунке приведена принципиальная схема бестопливной установки для централизованного комбинированного электро-, тепло- и хладоснабжения.

Бестопливная тригенерационная установка, включенная между газопроводом 1 высокого давления и газопроводом 2 низкого давления, разделенными первым дросселем 3, содержит линию 4 подачи газа на детандер с установленным на ней первым теплообменником 5 подогрева газа перед детандером, детандер 6, кинематически соединенный с электрическим генератором 7, образующим ДГА и соединенным с внешним потребителем электроэнергии, теплоты и холода 8 электрической связью 9 и электрической связью 10 - с двигателем 11, приводящим в движение компрессор 12, вход которого соединен с выходом испарителя 13, вход которого по хладагенту через второй дроссель 14 соединен с выходом первого теплообменника 5 подогрева газа перед детандером, источник тепла низкого температурного потенциала 15, линия 16 отвода газа после детандера ДГА в газопровод 2 низкого давления снабжена вторым теплообменником 17 уменьшения температуры хладоносителя потоком газа после детандера, в который первый хладоноситель поступает по линии 18 возврата первого хладоносителя от потребителя электроэнергии и холода и, отдав свое тепло потоку газа после детандера, первым насосом 19 подачи первого хладоносителя направляется потребителю электроэнергии, тепла и холода 8, при этом второй хладоноситель, поступающий в испаритель термотрансформатора по линии 20 возврата второго хладоносителя от потребителя электроэнергии и холода 8 в испаритель 13, отдав тепло хладагенту в испарителе 13, вторым насосом 21 из испарителя 13, направляется потребителю электроэнергии и холода 8, при этом часть хладагента может быть направлена в третий теплообменник 22 для испарения рабочего тела термотрансформатора, образованного компрессором 12, дросселем 14, теплообменником 22 и источником тепла низкого температурного потенциала 15, теплом низкого температурного потенциала, которое подается третьим насосом 23 подачи тепла низкого температурного потенциала в третий теплообменник 22 для испарения рабочего тела термотрэисформатора. Организовано производство и подача тепла потребителю по прямой линии подачи теплоносителя 28 и возврат теплоносителя по обратной линии теплоносителя 24, подача тепла потребителю обеспечивается за счет работы четвертого насоса 29, а подогрев теплоносителя для потребителя осуществляется от линии отвода тепла 25 после компрессора 12 через теплообменник 26 возврат теплоносителя по линии 27 в линию 30 подачи хладагента от теплообменника 5 к дросселю 14.

Установка работает следующим образом.

Транспортируемый природный газ, поступающий на станцию понижения давления по газопроводу 1 высокого давления, направляется частично в первый дроссель 3, частично по линии 4 - в теплообменник 5 подогрева газа перед детандером. После теплообменника 5 газ поступает в детандер 6, где часть энергии потока газа преобразуется в механическую энергию, которая, в свою очередь, преобразуется в электроэнергию в генераторе 7. В результате давление и температура потока газа уменьшаются. В зависимости от степени повышения температуры потока газа в теплообменнике 5, которая может регулироваться за счет изменения параметров греющей среды, поступающей в теплообменник, его температура на выходе из детандера при существующих параметрах в системе газоснабжения может принимать отрицательные значения (до минус 80 - минус 100°С), уровень которых достаточен для организации централизованного хладоснабжения практически любых промышленных и социально-бытовых объектов. После детандера 6 поток газа по линии 16 направляется в теплообменник 17, служащий для уменьшения температуры поступающего в него по линии 18 от потребителя электроэнергии и холода 8 первого хладоносителя, после чего поток газа поступает в газопровод 2 низкого давления. Первый хладоноситель, температура которого в теплообменнике 17 снижается до необходимого уровня, насосом 19 направляется потребителю электроэнергии тепла и холода 8. Выработанная генератором 7 электроэнергия частично по линии 9 передается потребителю электроэнергии и холода, а частично по линии 10 направляется на электродвигатель 11, служащий для привода компрессора 12 ПКТТ.

Подогрев потока газа в теплообменнике 5 производится за счет рабочего тела (хладагента) парокомпрессионного термотрансформатора, поступающего в него в парообразном состоянии из компрессора 12. Заметим, что теплообменник 5 служит также конденсатором парокомпрессионного термотрансформатора, в котором рабочее тело переходит из газообразной в жидкую фазу, отдавая тепло потоку транспортируемого газа.

После теплообменника 5 хладагент по линии 30 направляется во второй дроссель 14 термотрансформатора, где его давление снижается до необходимого по условиям эксплуатации уровня, после чего хладагент поступает в испаритель 13, в который поступает также поток второго хладоносителя от потребителя электроэнергии и холода по линии 20. Давление рабочего тела в испарителе 13 с помощью дросселирующего устройства 14 поддерживается на таком уровне, чтобы соответствующая ему температура насыщения была достаточно ниже температуры поступающего в испаритель 13 по линии 20 второго хладоносителя от потребителя электроэнергии и холода 8. Хладагент в испарителе 13 за счет тепла, отбираемого им от потока второго хладоносителя, переходит из жидкой фазы в газообразную и направляется в компрессор 12 термотрансформатора, где происходит его сжатие до необходимого давления, определяемого требуемым уровнем температур в теплообменнике 5. Из испарителя 13 второй хладоноситель насосом 21 направляется потребителю электроэнергии и холода 8. В тех случаях, когда суммарное тепло, предаваемое потоку хладагента вторым хладоносителем в испарителе 13 и выработанное при работе электродвигателя 11, недостаточно для повышения температуры потока хладагента до необходимого уровня, часть хладагента направляется в дополнительный теплообменник 22 для испарения рабочего тела термотрансформатора теплом низкого температурного потенциала. Испарение хладагента в дополнительном теплообменнике 22 происходит за счет потока тепла низкого температурного потенциала, подаваемого в дополнительный теплообменник 22 насосом 23, либо из природного источника тепла низкого температурного потенциала 15, либо из системы сбросного тепла промышленного предприятия.

Потоки первого и второго хладоносителей, направляемых потребителю электроэнергии и холода 8, могут иметь разные температурные уровни. Это определяется тем, что для их генерации используются различные агрегаты, а также возможностью индивидуального независимого регулирования в достаточно для практического использования широком диапазоне уровня температур хладоносителей. Производство и подача тепла потребителю по прямой линии подачи теплоносителя 28 при температуре до 90°С и возврат теплоносителя по обратной линии теплоносителя 24 при температуре до 70°С, подача тепла потребителю обеспечивается за счет работы четвертого насоса 29, а подогрев теплоносителя для потребителя осуществляется от линии отвода тепла 25 при температуре до 110°С после компрессора 12 через теплообменник 26 возврат теплоносителя по линии 27 при температуре до 70°С в линию 30 подачи хладагента от теплообменника 5 к дросселю 14.

Бестопливная тригенерационная установка, включенная между газопроводом высокого давления и газопроводом низкого давления, разделенными первым дросселем, содержащая линию подачи газа на детандер, установленный на ней первый теплообменник, детандер, кинематически соединенный с электрическим генератором, соединенным первой электрической связью с потребителем электроэнергии, тепла и холода и второй электрической связью с двигателем, приводящим в движение компрессор, вход которого соединен с выходом испарителя, вход которого по хладагенту через второй дроссель соединен с выходом первого теплообменника, источник тепла низкого температурного потенциала, линию отвода газа после детандера в газопровод низкого давления, которая снабжена вторым теплообменником, установленным на линии отвода потока газа после детандера в газопровод низкого давления, соединенный с линией возврата первого хладоносителя от потребителя электроэнергии, тепла и холода, первым насосом подачи первого хладоносителя, выход которого соединен с потребителем электроэнергии, тепла и холода, вторым насосом подачи второго хладоносителя потребителю электроэнергии, тепла и холода из испарителя, выход которого соединен с потребителем электроэнергии, тепла и холода, третьим теплообменником, выход которого по хладагенту соединен с входом в компрессор, вход по теплу низкого температурного потенциала соединен линией подачи тепла низкого температурного потенциала с установленным на ней третьим насосом, а выход по теплу низкого температурного потенциала соединен с источником тепла низкого температурного потенциала, отличающаяся тем, что она снабжена четвертым теплообменником, включенным дополнительно по контуру между компрессором и вторым дросселем и соединенным с линией возврата первого теплоносителя от потребителя электроэнергии, тепла и холода и с четвертым насосом подачи первого теплоносителя, выход четвертого теплообменника соединен с потребителем электроэнергии, тепла и холода.
БЕСТОПЛИВНАЯ ТРИГЕНЕРАЦИОННАЯ УСТАНОВКА
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 91-100 of 208 items.
18.07.2018
№218.016.71da

Гибридная аэс с дополнительной высокотемпературной паровой турбиной

Изобретение относится к области атомной теплотехники. Гибридная АЭС содержит последовательно соединенные ядерный реактор, низкотемпературный реакторный парогенератор, низкотемпературную паровую турбину с сепаратором-пароперегревателем, конденсатор, конденсатный насос, регенеративные...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002661341
Дата охранного документа: 16.07.2018
19.07.2018
№218.016.72db

Универсальный термогидравлический распределитель

Универсальный термогидравлический распределитель содержит цилиндрический корпус 1, выполненный в виде распределяющего коллектора 2 и собирающего коллектора 3 идентичных диаметров D1. Распределяющий коллектор 2 содержит патрубок для подключения подающего трубопровода источника 4 диаметром D2 и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002661578
Дата охранного документа: 17.07.2018
24.07.2018
№218.016.7410

Способ управления трехфазным инвертором напряжения по мостовой схеме

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при построении трехфазных инверторов напряжения (ТИН) централизованного типа для питания трехфазной и однофазной нагрузок. Техническим результатом является повышение КПД. В способе управления трехфазным инвертором...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002661938
Дата охранного документа: 23.07.2018
26.07.2018
№218.016.7504

Цифровой измеритель статистических характеристик случайных сигналов

Изобретение относится к области радиотехники и измерительной техники. Технический результат заключается в обеспечении непрерывного цифрового измерения среднего значения и дисперсии случайных сигналов с высокой точностью при минимальном числе необходимых арифметических операций. Технический...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002662412
Дата охранного документа: 25.07.2018
17.08.2018
№218.016.7c7b

Охлаждаемая лопатка соплового аппарата газовой турбины

Охлаждаемая лопатка соплового аппарата газовой турбины содержит полое перо 1, выполненное в виде передней полости 2 и задней полости 3, разделенных радиальной перегородкой 4. В передней полости 2 установлен передний дефлектор 5, закрепленный первыми поперечными ребрами 6 на стенках полого пера...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002663966
Дата охранного документа: 13.08.2018
25.08.2018
№218.016.7f98

Резонансный способ ультразвуковой толщинометрии

Использование: для толщинометрии образцов материалов и изделий. Сущность изобретения заключается в том, что на поверхности контролируемого объекта в точке регистрации устанавливают приемный преобразователь, в основной точке возбуждения по поверхности контролируемого объекта импактором...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002664785
Дата охранного документа: 22.08.2018
28.08.2018
№218.016.800b

Способ управления автоматической частотной разгрузкой в силовой распределительной сети электроснабжения

Изобретение относится к области электротехники. Способ управления автоматической частотной разгрузкой (АЧП) в силовой распределительной сети электроснабжения позволяет достичь технического результата, заключающегося в повышении качественного управления АЧР с учетом динамики изменения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002665033
Дата охранного документа: 27.08.2018
28.08.2018
№218.016.8017

Система электропитания

Изобретение относится к области электротехники, а именно силовой преобразовательной техники. Технический результат заключается в повышении точности стабилизации напряжения на выходных выводах преобразователя системы питания и достигается за счет того, что система электропитания содержит блок...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002665030
Дата охранного документа: 27.08.2018
01.09.2018
№218.016.81ae

Способ определения температуры стеклования

Изобретение относится к области измерений и может быть использовано для исследования теплофизических характеристик электроизоляционных материалов. Согласно предложенному способу определения температуры стеклования проводят серии испытаний вдавливанием индентора в поверхность испытуемого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002665500
Дата охранного документа: 30.08.2018
01.09.2018
№218.016.8216

Способ получения наночастиц оксида алюминия

Изобретение относится к неорганической химии и нанотехнологиям и может быть использовано для формирования нанорельефа в микроканале, в качестве гидрофильного покрытия, подложки для катализаторов. Для получения ультрадисперсного порошка оксида алюминия растворяют соль алюминия в дистиллированной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002665524
Дата охранного документа: 30.08.2018
Showing 1-8 of 8 items.
20.10.2014
№216.012.fe5b

Тригенерационная установка с использованием парогазового цикла для производства электроэнергии и парокомпрессорного теплонасосного цикла для производства тепла и холода

Изобретение относится к области теплоэнергетики. Установка содержит соединенные каждая со своим электрогенератором газотурбинную (ГТУ), паротурбинную (ПТУ) и парокомпрессорную теплонасосную установку (ТНУ), в рабочий контур которой включены конденсатор пара низкокипящего рабочего тела с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002530971
Дата охранного документа: 20.10.2014
10.04.2015
№216.013.4107

Термоанемометрический способ определения скорости и направления потока жидкости или газа и устройство для его осуществления

Изобретение относится к термоанемометрическим средствам измерения скорости и направления потока жидкости или газа и может быть применено при исследовании различных сред, в том числе агрессивных, в любых водоёмах и в атмосфере. Технический результат каждого из изобретений, входящих в заявленную...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002548135
Дата охранного документа: 10.04.2015
20.04.2015
№216.013.455d

Цифровой измеритель температуры

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения температуры контактными резисторными датчиками в окружающей среде и в технологических процессах. Техническим результатом изобретения является повышение точности за счет уменьшения динамической погрешности измерения,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002549255
Дата охранного документа: 20.04.2015
29.12.2017
№217.015.f37f

Способ утилизации конвертерных газов для производства водорода

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к кислородно-конвертерному производству и утилизации отходящего конвертерного газа для производства водорода. В способе осуществляют отвод конвертерного газа, образующегося при продувке металла в конвертере, его охлаждение, очистку и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002637439
Дата охранного документа: 04.12.2017
01.11.2018
№218.016.981c

Бестопливная тригенерационная установка

Изобретение относится к области теплоэнергетики. Бестопливная тригенерационная установка включена между газопроводом высокого давления и газопроводом низкого давления, разделенными первым дросселем. Установка содержит последовательно установленные первый теплообменник, детандер с электрическим...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002671074
Дата охранного документа: 29.10.2018
04.07.2019
№219.017.a4d8

Бестопливная тригенерационная установка

Изобретение относится к детандер-генераторным агрегатам для производства электроэнергии и устройствам для производства тепла и холода за счет разделения газового потока. Между газопроводом высокого давления и газопроводом низкого давления, разделенными дросселем, установлена линия подачи газа...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002693352
Дата охранного документа: 02.07.2019
14.12.2019
№219.017.ed9a

Мультигенерирующий комплекс с комбинированным топливом при дополнительном производстве водорода и кислорода

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано для производства электроэнергии и тепла с использованием комбинированного топлива для производства водорода и кислорода. Мультигенерирующий комплекс с комбинированным топливом при дополнительном производстве водорода и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002708936
Дата охранного документа: 12.12.2019
25.12.2019
№219.017.f1dd

Датчик удельной электропроводности

Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к контактным датчикам электропроводности СТД-зондов, и предназначено для измерения удельной электропроводности морской воды непосредственно в среде. Сущность изобретения заключается в том, что датчик удельной электропроводности,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002709928
Дата охранного документа: 24.12.2019
+ добавить свой РИД