RU2018761C1

RU2018761C1 - Air-storage thermal power plant

Info

Publication number: RU2018761C1
Authority: RU
Inventors: Юрий Михайлович Беляев
Original assignee: Юрий Михайлович Беляев
Priority date: 1991-10-02
Filing date: 1991-10-02
Publication date: 1994-08-30

Abstract

FIELD: development of power plants. SUBSTANCE: air duct in the form of framework is covered with flexible casing. Toroidal balloon secured duct communicates through inner surface restricting toroid bore, with external surface of air duct. Toroidal surface external in respect to bore is connected to cables placed at certain angle to vertical and fixed in ground. Several toroidal balloons are mounted through height of air duct. Balloons mounted closer to ground have smaller diameter and volume than those mounted between layers. EFFECT: development of new environment-oriented power supplies. 4 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано при создании экологически чистых электростанций аэродинамического типа. The invention relates to the field of energy and can be used to create environmentally friendly power plants of aerodynamic type.

Известно устройство термовоздушной электростанции (ТВС) (авт.св. N 1416745, кл. F 03 D 9/00), содержащее коллектор, в котором размещены трубы с теплоносителем, и соединенный пневматически с вертикальным жестким (металлическим или бетонным) воздуховодом, в котором установлены воздушные турбины. A device is known for a thermal air power station (FA) (autosw. N 1416745, class F 03 D 9/00) containing a collector in which pipes with a coolant are placed and pneumatically connected to a vertical rigid (metal or concrete) duct in which air turbines installed.

Недостатки этого устройства: ограниченные возможности по мощности из-за сложности строительства жесткого воздуховода больших размеров (например, для ТВС мощностью 100 МВт требуется воздуховод высотой ≈ 1000 м и диаметром ≈ 90 м). The disadvantages of this device are the limited power capabilities due to the complexity of building a large rigid duct (for example, for a fuel assembly with a capacity of 100 MW, an duct with a height of ≈ 1000 m and a diameter of ≈ 90 m is required).

Наиболее близким к изобретению является устройство, содержащее коллектор, турбогенератор и воздуховод, выполненный в виде проволочно-тросового каркаса, обтянутого снаружи пленочным материалом, а в верхней части воздуховода закреплен аэростат [1]. Closest to the invention is a device containing a collector, a turbogenerator and an air duct, made in the form of a wire-wire frame, covered on the outside with a film material, and an aerostat is fixed in the upper part of the air duct [1].

Однако такое устройство ТВС имеет низкую эффективность. However, such a fuel assembly device has low efficiency.

Цель изобретения - увеличение эффективности, упрощение конструкции и расширение возможностей. The purpose of the invention is to increase efficiency, simplify design and expand capabilities.

Это достигается тем, что в термовоздушной электростанции, содержащей коллектор, турбогенератор, воздуховод в виде каркаса с закрепленной на нем обшивкой в виде гибкого материала и аэростат, скрепленный с воздуховодом, аэростат выполнен в виде тороида, соединенного по внутренней поверхности, ограничивающей отверстие, с внешней поверхностью воздуховода, а внешняя поверхность тороида имеет соединения с тросами, закрепленными под углом к вертикали на земле. This is achieved by the fact that in a hot-air power plant containing a collector, a turbogenerator, an air duct in the form of a frame with a sheathing fixed in it in the form of a flexible material, and an aerostat attached to the air duct, the aerostat is made in the form of a toroid connected to the external surface bounding the hole with the external the surface of the duct, and the outer surface of the toroid is connected to cables fixed at an angle to the vertical on the ground.

На воздуховоде возможно закрепление нескольких аэростатов-тороидов, внешний диаметр и объем которых уменьшаются к основанию воздуховода. Возможно также выполнение обшивки воздуховода многослойной, причем пространство между слоями заполнено газом. Кроме того, возможно заполнение пространства между слоями обшивки вспененным затвердевшим материалом (например, пенополиуретаном). It is possible to fix several toroid balloons on the air duct, the outer diameter and volume of which decrease towards the base of the air duct. It is also possible to cover the duct with a multilayer, and the space between the layers is filled with gas. In addition, it is possible to fill the space between the lining layers with foamed hardened material (for example, polyurethane foam).

На фиг. 1-3 дано предлагаемое устройство. In FIG. 1-3 given the proposed device.

Устройство содержит коллектор 1, служащий для нагрева воздуха (от Солнца или жидкого теплоносителя), воздуховод 2, закрепленный на аэростатах 3, удерживаемых тросами-растяжками 4, турбины 5, элемент 6 каркаса воздуховода; слои 7 обшивки, пространство 8 между слоями обшивки. The device comprises a collector 1, which serves to heat the air (from the Sun or a liquid coolant), an air duct 2, mounted on balloons 3, held by brace cables 4, turbines 5, an element 6 of the duct frame; plating layers 7, space 8 between plating layers.

Благодаря тороидной форме аэростата обеспечивается возможность свободного пропускания через него трубы воздуховода, в котором при этом исключаются потери на трение потока. Тороид не только упрощает конструкцию устройства, но и изготовление самого аэростата (цилиндр, изогнутый в "бублик"), при этом возможен приближенный тороид - с квадратным или прямоугольным сечением. Due to the toroidal shape of the balloon, it is possible to freely pass through the duct pipe, in which case friction losses are eliminated. The toroid not only simplifies the design of the device, but also the manufacture of the balloon itself (a cylinder bent into a “donut”), while an approximate toroid is possible - with a square or rectangular cross-section.

Расположение нескольких аэростатов-тороидов по длине воздуховода (см. фиг. 2) позволяет увеличить устойчивость и жесткость конструкции. При этом возрастает и надежность всей системы, облегчается задача установки воздуховода: аэростаты закрепляются на воздуховоде и тросах, заполняются газом на земле, а затем поднимаются последовательно, начиная с верхнего (возможно последовательное заполнение газом и подъем каждого аэростата по очереди). The location of several toroid balloons along the length of the duct (see Fig. 2) allows to increase the stability and rigidity of the structure. At the same time, the reliability of the entire system also increases, the task of installing the air duct is facilitated: the balloons are fixed on the air duct and cables, filled with gas on the ground, and then rise sequentially, starting from the top (it is possible to sequentially fill with gas and lift each balloon in turn).

Благодаря заполнению пространства в обшивке газом (например, гелием), во-первых, увеличивается подъемная сила, а во-вторых, обеспечивается жесткость обшивки. При заполнении полости между стенками обшивки вспененным затвердевшим материалом (типа пенополиуретана) обеспечивается не только прочность, но и теплоизоляция стенок воздуховода. Due to the filling of the space in the casing with gas (for example, helium), firstly, the lifting force increases, and secondly, the rigidity of the casing is ensured. When filling the cavity between the walls of the casing with foamed hardened material (such as polyurethane foam), not only durability is provided, but also the thermal insulation of the duct walls.

Claims

1. THERMAL AIR POWER PLANT, containing a collector, a turbogenerator, an air duct in the form of a frame with a sheathing of flexible material fixed to it and an aerostat attached to the air duct, characterized in that the aerostat has the shape of a toroid, connected to the outer surface by the bounding hole of the toroid air duct, and the surface of the toroid external to its opening is connected to cables located at an angle to the vertical and fixed to the ground.

2. The power plant according to claim 1, characterized in that several airborne balloons are mounted on the duct in height, moreover, balloons located closer to the ground have a smaller diameter and volume than balloons located above.

3. The power plant according to claim 1, characterized in that the duct lining is multilayer, and the space between the layers is filled with gas.

4. The power plant according to claim 3, characterized in that in the upright working position, the space between the duct skin layers is filled with foamed hardened material.