Тепловое аккумулиров ание энергии
Аккумулирование энергии с использованием горячей воды при скользящем давлении в скальных полостях
Использование сжатого воздуха для передачи давления в полости при аккумулировании со скользящим давлением невыгодно. В американской работе [4.8] описывается метод передачи усилия от обшивки к стенкам полости через 12-дюй- мовый (304,8 мм) высокотемпературный высокопрочный бетон. На рис. 4.12 показана стенка подземного сферического ■сосуда давления. Стальная обшивка болтами длиной ~1 м связана со скальной породой, служащей теплоизоляцией.
|
Таблица 4.2. Характеристики вытеснительного аккумулятора в скальной полости, работающего на горячей воде [4.11]
|
Обшивка сварена по месту. Возникающий в скальной породе тепловой поток формирует соответствующий профиль температур. Затраты на повышенные тепловые потери во время первых нескольких лет эксплуатации включаются в начальные капиталовложения. Для сферического резервуара диаметром ~ 100 м капиталовложения на дополнительное тепло сравнимы со стоимостью тепловой емкости такого резервуара в скальной породе [4.8].
На рис. 4.13 показан подземный аккумулятор со скользящим давлением. Он снабжен двумя парораспределительными
|
Рис. 4.11. Сосуд вытеснительного аккумулятора на горячей воде в скальной полости [4.11]. |
|
Рис. 4.12. Стенка полости подземного аккумулятора со скользящим давлением [4.8]. 1 — водонепроницаемое отверстие, залитое цементным раствором (до требуемой глубины); 2— короткие анкерные болты (~ 1 м) для поддержки проволочной сетки и обшивки; 3 — изолирующие отверстия; анкерные болты (1.6—9,2 м); 5 —проволочная сетка; 6 — высокотемпературный высокопрочный бетон (слой толщиной •^30 см); 7 — стальная обшивка; 8 — сварной шов; 9 — узел соединения с обшивкой; 10 — торкрет-бетон (или его эквивалент). |
кольцами для снижения потерь давления во время зарядки; нижнее работает на начальной стадии зарядки, а верхнее — на конечной стадии.
Давления зарядки 7,5 МПа и разрядки 4,0 МПа выбраны для работы аккумулятора в системё с атомными электростанциями типа PWR и BWR и 13,0/7,5 МПа для работы с тепловыми электростанциями на органическом топливе. В обоих случаях температурный интервал цикла равен 40 К. Плотность эксергии низка (25 или 29 кВт-ч/м3 соответственно), и
|
Рис. 4.13. Оборудование и внутреннее устройство подземного аккумулятора со скользящим давлением f4.8]. / — паровые линии для подвода или вывода энергоносителя; 2 — бетонная пробка; 5 — клапан, 4 — уровень нагретой воды; 5 — нижний уровень воды; 6 — верхнее паровое зарядное кольцо; 7 — цилиндрический сепаратор; 8 — нижнее паровое распределительное кольцо |
поэтому необходимый объем велик, но и КПД аккумулирования высок (около 90 %)•
На рис. 4.14 показано общее устройство такой станции. Полость находится на глубине, для которой статическое давление породы в 1,33 раза больше максимального давления аккумулирования. Это обеспечивает сжатие породы по границам полости и препятствует распространению трещин. Для
|
Ркс. 4.14. Общий вид атомной электростанции, снабженной подземными аккумуляторами со скользящим давлением. |
максимального давления 7,5 МПа и плотности скальной породы 2500 кг/м3 глубина местоположения полости равна 1,33 - 7,5-106/2500 - 9,81 ж 400 м.
