Курсовая работа: Проектирование и изготовление ветродвигателя
сложность управления
агрегатом при изменении скорости ветра, особенно порывистого характера.
Целью предлагаемого
изобретения является многоцелевое использование комбинированной
ветроэнергетической установки, а также значительное повышение КПД за счет
утилизации выхлопных (горячих) газов двигателей и тепла рассеяния.
Поставленная цель
достигается в комбинированной ветроэнергетической установке, содержащей
энерговоспроизводящий блок в виде лопастного ветродвигателя, связанного с ним
нагнетателя воздушного потока и энергообеспечивающий и трансформирующий блок в
виде воздушной турбины и подключенного к ней генератора, состыкованного с
газотурбинным двигателем, установка снабжена блоком утилизации тепла и
технологическим блоком, например, опреснения морской воды и очистки ее,
выполненным в виде термодистиллятора и обратно-осмотического устройства, соединенных
с блоком утилизации тепла, лопасти ветродвигателя выполнены расчлененными на
секции с возможностью поворота их относительно друг друга и с возможностью
поворота относительно их продольной оси, энерговоспроизводящий и
трансформирующий блок выполнен с дополнительным, автономным двигателем
внутреннего сгорания и соединенным с ним электрогенератором, который связан с
генератором газотурбинного двигателя в единый энергоблок, при этом в системе
управления имеется устройство, которое совместно с ЭВМ обеспечивает получение
электрических параметров, аналогичных электросетевым, причем
энерговоспроизводящий блок выполнен с устройством деления воздушного потока,
связанного гибкой пневмотрассой с нагнетателем воздушного потока, причем
нагнетатель выполнен программируемым, например, пневматическим и
многоступенчатым, ступень низкого давления которого соединена с воздушной
турбиной и с каждым элементом технологического блока, а ступень высокого
давления - с устройством испарения воды термодистиллятора и обратно-осмотическим
устройством, которые соединены с блоком утилизации тепла, при этом точка
подключения пневмотрассы и электропитания выполнена единой, к которой
подключены торсионные валы, связанные с лопастным двигателем и турбиной,
установка снабжена дополнительным двигателем внутреннего сгорания,
установленным соосно ветродвигателю, газотурбинный двигатель и двигатель
внутреннего сгорания выполнены с различной мощностью, двигатель внутреннего
сгорания выполнен с устройством охлаждения, а блок утилизации тепла выполнен в
виде газодинамического теплообменника с выходом выхлопных газов двигателя
внутреннего сгорания и газотурбинного двигателя.
|
|
Предложенное техническое
решение поясняется чертежом, где изображена схема комбинированной
ветроэнергетической установки, содержащей ветроэнергетическую установку 1,
ветроколесо выполнено конусным и лопастным с членением на отдельные поворотные
лопасти с устройством самоориентации ветроустановки “на ветер” за счет демпфера
рыскания, активным элементом которого является кривошипно-шатунный механизм,
связанный с пружинным приводом, осуществляющий поворот лопастей (изменение угла
их перевоначальной установки), при этом снижается (повышается) крутящий момент
и частота вращения (на схеме не показано) с редуктором 2, связанным с нагнетателем
воздушного потока (компрессором) 3, оснащенным коллектором высокого давления 4
и блоком низкого давления 5, компрессор 3 питает воздушную силовую турбину 6,
состыкованную с основным электрогенератором 7 и газотурбинным двигателем 8,
дополнительный двигатель внутреннего сгорания 9 связан с дополнительным
электрогенератором 10, основной электрогенератор 7 и дополнительный 10
подключены к энергоблоку 11, который управляется блоком 12 с устройством,
оснащенным ЭВМ, обеспечивающим получение электрических параметров, аналогичных
электросетевым, от энергоблока 11 электроэнергия по линии 13 направляется в
сеть; электрогенератор 7, газотурбинный двигатель 8, дополнительный двигатель
9, дополнительный электрогенератор 10 соединены с блоком утилизации тепла 14,
оснащенным газодинамическим 15 и трубчатым 16 теплообменниками, а также
электроподогревателем (на схеме не показан), блок утилизации тепла 14 подключен
к термодистиллятору 17, подключен также к дополнительному элетрогенератору 10,
термодистиллятор имеет сборник чистой воды 18, блок утилизации имеет линию
подачи горячей воды потребителю 16А, сборник чистой воды термодистиллятора 18
соединен с обратно-осмотическим устройством, состоящим из заборного блока
загрязненной воды 19, блока очистки I-й ступени 20 и блока обратного осмоса 21,
и совместно связаны с коммуникацией подачи чистой воды потребителю 22; элементы
обратно-осмотического устройства и термодистиллятора 17, 19, 20, 21 для
надежного функционирования связаны с редуктором 2 и муфтой между турбиной 6 и
основным генератором 7 торсионными валами 23, они (элементы) подключены также к
пневмотрассе низкого и высокого давления, а также к электросистеме в одной
точке как для технологических целей - приводы насосов, арматуры, элементов
управления, так и для управления.
Комбинированная
ветроэнергетическая установка работает следующим образом: компрессор 3, имеющий
две ступени давления (низкую и высокую), нагнетает воздух в коллектор 4 и блок
низкого давления 5, от компрессора 3 воздух направляется в воздушную силовую
турбину 6 и вращает основной электрогенератор ОЭГ 7, связанный с газотурбинным
двигателем ГТД 8 через муфту скольжения, он включается при слабом ветре и малом
числе оборотов турбины 6, дополнительный двигатель внутреннего сгорания (ДВС) 9
связан с компрессором 3 и дополнительным электрогенератором ДЭГ 10, он
включается при остановке турбины 6 и ГТД 8, электроэнергия от ОЭГ 7 и ДЭГ 10
направляется в энергоблок 11, который управляется блоком 12 и при напряжении,
аналогичном сетевому, направляется потребителю по линии 13, выхлопные газы и
тепло рассеяния, а также электроэнергия подаются от ОЭГ, ГТД, ДЭГ, ДВС - поз.
7, 8, 9 и 10 в блок утилизации тепла 14, в котором размещены газодинамический
15 и трубчатый 16 теплообменники и теплообогреватель, блок утилизации 14 связан
с 10 подачей горячей воды потребителю (при температуре 95°С) 16А, а также с
термодистиллятором 17, к которому подведена также электроэнергия от ДЭГ 10 и
энергоблока 11, термодистиллятор оснащен сборником очищенной воды 18, кроме
того, он соединен с коммуникацией подачи чистой воды потребителю 22, к которой
подключен и блок очистки обратно-осмотическим способом 21, перед которым
находятся блок забора загрязненной воды 19 и блок очистки I-й ступени 20.
Термодистиллятор 17 и блоки 19, 20 и 21 с целью надежного управления и
функционирования подключены торсионными валами 23 к термодистиллятору 17 и
блокам 19, 20 и 21.
Достижение решения
предлагаемого изобретения проверено испытаниями экспериментальных 11 моделей,
входящих в него устройств: блока утилизатора с входящими в него элементами,
блока стабилизации напряжения электрического тока, а также, блоками-элементами
очистки воды и т.д.; оптимизированы конструкции аппаратов; испытания
подтвердили высокую надежность и полезность принятых решений.
Данное предлагаемое
изобретение соответствует критерию изобретательский уровень.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Комбинированная
ветроэнергетическая установка, содержащая энерговоспроизводящий блок в виде
лопастного ветродвигателя, связанного с ним нагнетателя воздушного потока и
энергообеспечивающий и трансформирующий блок в виде воздушной турбины и
подключенного к ней генератора, состыкованного с газотурбинным двигателем,
отличающаяся тем, что она снабжена блоком утилизации тепла и технологическим
блоком, например, опреснения морской воды и очистки ее, выполненным в виде
термодистилятора и обратно-осматического устройства, соединенных с блоком
утилизации тепла, лопасти ветродвигателя выполнены расчлененными на секции с
возможностью поворота их относительно друг друга и с возможностью поворота
относительно их продольной оси, энерговоспроизводящий и трансформирующий блок
выполнен с дополнительным, автономным двигателем внутреннего сгорания и
соединенным с ним электрогенератором, который связан с генератором газотурбинного
двигателя в единый энергоблок, при этом в системе управления имеется
устройство, которое совместно с ЭВМ обеспечивает получение электрических
параметров аналогичных электросетевым, причем энерговоспроизводящий блок
выполнен с устройством деления воздушного потока, связанного гибкой
пневмотрассой с нагнетателем воздушного потока, причем нагнетатель выполнен
программируемым, например, пневматическим и многоступенчатым, ступень низкого
давления которого соединена с воздушной турбиной и с каждым элементом технологического
блока, а ступень высокого давления - с устройством испарения воды
термодистилятора и обратно-осматическим устройством, которые соединены с блоком
утилизации тепла, при этом точка подключения пневмотрассы и электропитания
выполнена единой, к которой подключены торсионные валы, связанные с лопастным
ветродвигателем и турбиной.
Установка по п.1,
отличающаяся тем, что дополнительный двигатель внутреннего сгорания установлен
соосно ветродвигателю.
Установка по п.1,
отличающаяся тем, что газотурбинный двигатель и дополнительный двигатель
внутреннего сгорания выполнены с различной мощностью.
Установка по п.1,
отличающаяся тем, что двигатель внутреннего сгорания выполнен с устройством
охлаждения, а блок утилизации тепла выполнен в виде газодинамического
теплообменника с выходом выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания и
газотурбинного двигателя.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 |