Пневмоаккумуляторная электростанция с индукционным насосом, а также способ изготовления указанной пневмоаккумуляторной электростанции - RU2015149642A
Код документа: RU2015149642A
Формула
1. Пневмоаккумуляторная электростанция (100) с электрическим входным/выходным контуром (4), компрессорными и расширительными средствами и с искусственно изготовленным пневмоаккумулятором (2), отличающаяся тем, что компрессорные и расширительные средства имеют поршневой насос (200), поршни которого состоят из электро- и теплопроводящей жидкости, в частности, галинстана и переключаются между насосным и генераторным режимами.
2. Электростанция по п. 1, отличающаяся тем, что она содержит электромагниты с сердечником (18) и катушками (6) для индуктивного приведения в движение электропроводящей жидкости.
3. Электростанция по п. 2, отличающаяся тем, что сердечник (18) образует замкнутый контур, содержит две параллельные прямые части (18А, 18В) цилиндра, вокруг которых намотаны катушки (6).
4. Электростанция по п. 3, отличающаяся тем, что между магнитным сердечником (18) и катушками (6) оставлена щель (19), в которой электропроводящая жидкость передвигается вверх и вниз по типу сообщающихся сосудов.
5. Электростанция по п. 4, отличающаяся тем, что щель (19) между сердечником (18) и катушками (6) делится перегородкой (21) на внутреннюю, расположенную ближе к сердечнику (18) щель (22) и внешнюю, расположенную ближе к катушкам (6) щель (23), причем перегородка (21) заканчивается на обоих верхних концах параллельных частей (18А, 18В) сердечника, поэтому электропроводящая жидкость может протекать от одной щели (22, 23) - в другую щель (23, 22), образуя нагнетательную камеру (29).
6. Электростанция по любому из пп. 1-5, отличающаяся тем, что объем электропроводящей жидкости регулируется в полости цилиндра поршневого насоса (200), в нагнетательной камере (29), причем потребляемая мощность является постоянной при накоплении сжатого воздуха.
7. Электростанция по п. 6, отличающаяся тем, что электропроводящая жидкость соединена с резервуаром (14), объем которого изменяется в зависимости от атмосферного давления в пневмоаккумуляторе (2), посредством понижающего регулятора (9) давления воздуха и гидравлической жидкости (10), причем гидравлическая жидкость (10) прижимает, по меньшей мере, упруго выполненную граничную поверхность, в частности, мембрану (11), на другой стороне которой находится резервуар (14) с электропроводящей жидкостью.
8. Электростанция по любому из пп. 1-5, отличающаяся тем, что поршневой насос (200) полностью погружен в жидкость, в частности, в воду, действующую в качестве теплового аккумулятора (3).
9. Электростанция по п. 8, отличающаяся тем, что циркуляционный насос (15) предназначен для постоянного перекачивания электропроводящей жидкости при эксплуатации в замкнутом контуре, при этом между электропроводящей жидкостью и тепловым аккумулятором (3) осуществляется теплообмен.
10. Электростанция по п. 9, отличающаяся тем, что по одному циркуляционному индукционному насосу (15), ниже обеих частей (18А, 18В) сердечника периодически и синхронно откачивается в каждый полутакт электропроводящая жидкость из внешней щели (23), при этом она индуктивно перегоняется через теплообменник (3), а затем снова продавливается во внутреннюю щель (22).
11. Электростанция по п. 7, отличающаяся тем, что резервуар (14), регулирующий объем электропроводящей жидкости, одновременно функционирует в качестве теплообменника (12), при этом предусмотрены три примыкающих друг к другу дискообразно изогнутых пространства (14, 13, 14), в частности, среднее пространство (13), в которое подводится гидравлическая жидкость (10), и с двух сторон отделенные от него пружинящими мембранами (11) два пространства резервуара (14), каждое из которых состоит из изогнутой выпукло наружу стенки (14') из теплопроводного и термостойкого материала, в частности, из боросиликатного стекла.
12. Электростанция по п. 10 или 11, отличающаяся тем, что с помощью циркуляционных насосов (15) закачивается электропроводящая жидкость в нижнем конце теплообменников (12 или 16), причем в верхнем конце охлажденная или нагретая в режиме генератора электропроводящая жидкость снова направляется по трубопроводу в поршневой насос (15).
13. Электростанция по любому из пп. 1-5, отличающаяся тем, что электропроводящая жидкость проходит внутри теплоаккумулятора (3), в частности, теплового гидроаккумулятора через спиральный трубопровод (16) теплообменника из теплопроводящего и термостойкого материала, в частности, из боросиликатного стекла.
14. Электростанция по любому из пп. 1-5, отличающаяся тем, что напорный трубопровод (7) проходит в виде прямоугольника, между пневмоаккумулятором (2) и поршневым насосом (200) через тепловой аккумулятор (3), причем тепловая энергия сжатого воздуха передается в среду теплового аккумулятора и наоборот.
15. Электростанция по любому из пп. 2-5, отличающаяся тем, что нагнетательный клапан (30) и всасывающий клапан (31) окружают магнитный сердечник (18) в форме концентрических колец.
16. Электростанция по п. 15, отличающаяся тем, что воздушное пространство над всасывающим клапаном (31) соединено с внешней средой посредством трубопровода (8),проходящим через тепловой аккумулятор (3).
17. Электростанция по п. 16, отличающаяся тем, что трубопровод (8) оснащен с внутренней стороны звукопоглощающим покрытием.
18. Электростанция по любому из пп. 1-5, отличающаяся тем, что пневмоаккумулятор (2), а также при необходимости, тепловой аккумулятор (3) и напорный трубопровод (7) окружены теплоизоляционным слоем (1).
19. Электростанция по любому из пп. 1-5, отличающаяся тем, что все механически неподвижные элементы, за исключением катушек (6, 15), сердечника (18) и магнитного механизма (34, 35) клапанного распределения выполнены из электроизолирующего материала, в частности, из керамики для минимизации потерь на вихревой ток и потерь перемагничивания.
20. Электростанция по любому из пп. 1-5, отличающаяся тем, что она содержит электрический конденсатор (5), выполненный предпочтительно в виде пластинчатого конденсатора с гребнеобразно входящими друг в друга пластинами, разделенными диэлектриком, в частности, керамикой, стеклом или полимерным материалом, причем он имеет диэлектрическую прочность 220 кВ.
21. Способ изготовления пневмоаккумуляторной электростанции по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что, по меньшей мере, несколько элементов изготавливают при печати на 3D-принтере, причем 3D-принтер загружают смесью из керамического порошка и кусочков керамического волокна с изменяющимися соотношениями компонентов смеси.
22. Способ по п. 21, отличающийся тем, что пневмоаккумуляторную электростанцию (100) изготавливают в компактной и самонесущей конструкции.
23. Способ по п. 21, отличающийся тем, что два циркуляционных насоса заменяют расположенным в центре компактным циркуляционным насосом, жестко соединенным с основным насосом и который одновременно выполняет механическую опорную функцию.
24. Способ по п. 21, отличающийся тем, что магнитные сердечники основного насоса и циркуляционного насоса заливают в полости компактного элемента, причем полости имеют, в частности, звездообразный поперечный разрез, а образование воздушных пузырей уменьшают посредством создания пониженного давления в полости.
25. Способ по п. 21, отличающийся тем, что находящиеся под давлением элементы обматывают для улучшения прочности волокнами или тросиками в несколько слоев, а затем эти волокна или тросики заливают в затвердевающую матрицу или обертывают затвердевающей матрицей.
26. Способ по п. 25, отличающийся тем, что для обертывания находящихся под давлением элементов используют намоточное устройство.
27. Способ по п. 21, отличающийся тем, что устройство для переключения между насосным режимом и режимом генератора располагают выше клапанов.
28. Способ по п. 21, отличающийся тем, что на внешнем крае располагают четыре опорные ноги, поддерживающие устройство и несущие спиральный теплообменник.
29. Способ по п. 21, отличающийся тем, что спиральный теплообменник изготавливают из деталей, состоящих из сегментов одной четверти круга.
30. Способ по п. 21, отличающийся тем, что устанавливают устройство для впуска и выпуска воздуха регулятора нагнетательной камеры.
31. Способ по п. 21, отличающийся тем, что регулятор нагнетательной камеры располагают выше машины.
32. Способ по п. 21, отличающийся тем, что пластины теплообменника вставляют в нагнетательную камеру.
33. Способ по п. 21, отличающийся тем, что при обмотке электрических катушек подвижный элемент катушки поворачивают в фиксированной раме или на плоском основании.
