Тепловое аккумулиров ание энергии

Паросиловая установка с буферным аккумулятором

Задача буферного аккумулирования состоит в обеспечении возможности быстрых изменений нагрузки турбины без изме­нений нагрузки парогенератора и его камеры сгорания. Для

того чтобы удовлетворить ожидаемым уменьшениям и увели­чениям нагрузки, условия зарядки при нормальной работе должны быть средними. Буферное аккумулирование по сво­ему характеру кратковременно; более продолжительные из­менения должны компенсироваться системой регулирования нагрузки парогенератора.

На рис. 3.18 показана схема паросиловой установки с ак­кумулятором, работающим при скользящем давлении, кото­рый соединен с магистралью острого пара и/или холодного пара перегрева. Регулятор нагрузки воздействует на клапан турбины перед корпусами ВД и НД. Система регулирования парогенератора устанавливает давление острого пара и, сле­довательно, условия зарядки сосуда аккумулятора со сколь­зящим давлением. Если в клапане турбины не допускаются высокие потери на дросселирование, то полезные изменения давления весьма малы.

Регулирование в случае внезапного увеличения потреб­ления осуществляется следующим образом: клапан турбины открывается, давление пара в трубопроводах до клапана тур­бины уменьшается и происходит разрядка пара из аккуму­лирующего сосуда. Это обеспечивает увеличение нагрузки на короткое время. В конечном счете система регулирования па­рогенератора увеличивает его нагрузку с учетом ограничений на предельную величину нагрузки и скорость ее изменения.

Сосуд аккумулятора является важной частью системы аккумулирования тепла. Если сосуд находится под давлением, то по отношению к нему должны строго соблюдаться соответ­ствующие государственные стандарты и требования техники безопасности. Сосуд аккумулятора должен выполнять не­сколько функций, а именно [4.1]:

а) изолировать аккумулирующую среду от окружающей;

б) допускать массо - и теплообмен в процессах зарядки и разрядки;

в) выдерживать давление аккумулирующей среды, вклю­чая гидростатическое или (в случае косвенного аккумулиро­вания) давление теплоносителя, при сохранении своей формы;

г) сводить к минимуму тепловые потери в окружающую среду посредством соответствующей внешней или внутренней изоляции;

д) противостоять коррозии, вызываемой химическим воз­действием аккумулирующей среды.

Способ, каким обеспечивается выполнение этих функций, определяет типаж аккумулирующих сосудов.

Сварные цилиндрические или сферические сосуды, рабо­тающие под давлением, сравнительно просты и имеют всего несколько сварных швов. Стенки сосуда обеспечивают изо­ляцию и выдерживают давление, обеспечивая стабильность формы и размеров. Для защиты от коррозии используется внутреннее защитное покрытие, а в случае медленной корро­зии с постоянной скоростью предусматривается увеличение толщины стенок. При высоких температурах тепловая изо­ляция обычно размещается на внутренней поверхности (та­ким образом, сосуд подвергается только тем нагрузкам, кото­рые создаются давлением); при низких и средних температу­рах она обычно находится снаружи (так что сосуд подвер­гается нагрузкам, вызываемым как давлением, так и темпе­ратурой).

Подземные сосуды, работающие под давлением, проекти­руются таким образом, чтобы окружающие породы (подпоч­венный грунт, скальная порода, соляные пласты и т. д.) брали на себя хотя бы часть нагрузки. Недавно было предложено

сооружать при благоприятных геологических условиях под­земные полости очень больших размеров. Для аккумулиро­вания энергии посредством накопления сжатого воздуха было создано несколько таких хранилищ.

Предварительно напряженные сосуды больших размеров недавно начали использоваться для наземного аккумулиро­вания энергии при очень больших давлениях. В этом случае нагрузка воспринимается высокопрочной арматурой, в кото­рой создается предварительное напряжение, так что стенки сосуда находятся под действием сжатия. Это позволяет ис­пользовать в качестве материала стенок сосуда бетон или чугун. Созданы и применяются предварительно напряженные чугунные сосуды высокого давления.

Основную нагрузку в аккумулирующих сосудах, работаю­щих при нормальном давлении, создает гидростатическое давление жидкости. Кроме того, могут возникнуть вторичные напряжения из-за различного термического расширения ма­териалов. Созданы и используются различные сосуды, рабо­тающие без избыточного давления, от стальных и гермети­зированных бетонных резервуаров до бассейнов с горячей водой и полостей истощенных месторождений нефти или газа.