ВАЖНЫЕ НОВОСТИ
Вызовы цифровизации энергетики: Росатом выступает за выработку цифровой этики

В ее преддверии директор по цифровизации Госкорпорации «Росатом» Екатерина Солнцева, выступая на глобальной сессии «Рост машин и цифровой потребитель» WEW-2021 (Всемирной энергетической недели), назвала четыре основных вызова, которые стоят перед цифровизацией энергетики. В их числе указаны гармонизация использования различных источников энергии, выработка новых бизнес-моделей для изменений в стр...

Ветропарки Росатома выработали 1 млн мегаватт-часов «зеленой» энергии

В Ставропольском крае открыта третья ветроэлектростация – Бондаревская ВЭС установленной мощностью 120 МВт. На сегодняшний день на юге России действуют уже пять ветроэнергетических станций Росатома, общая установленная мощность которых составляет 660 МВт. Строительство еще одного ветропарка – Медвеженской ВЭС в Ставропольском крае мощностью 60 МВт будет завершено до конца этого года. Ф...

Ростех завершил испытания второго газогенератора российского двигателя для «Суперджета»

Объединенная двигателестроительная корпорация Ростеха успешно завершила испытания второго опытного газогенератора – «сердца» двигателя ПД-8, предназначенного для самолета SSJ-NEW. В рамках испытаний была подтверждена корректная работа узлов, требуемые параметры температуры и давления, соответствие экологическим нормам. Следующим этапом проекта станут стендовые испытания первого опытного обра...

Власть и бизнес обсудят актуальные вопросы промышленности на XVI Национальном конгрессе «Модернизация промышленности России: приоритеты развития»

5 и 6 октября 2021 года в Центре цифрового лидерства состоится XVI Национальный конгресс «Модернизация промышленности России: приоритеты развития». Национальный конгресс входит в перечень основных мероприятий Года науки и технологий, утвержденных Правительством Российской Федерации. Ключевая тема мероприятия в 2021 году – «Комплексная модернизация отраслей промышленности». В программе Нац...

В Якутске к 2025 году построят Парк будущих поколений стоимостью 1,5 млрд рублей за счет инвестора

В Якутске до 2025 года появится Парк будущих поколений для создания городской экосистемы полезного досуга, творческого, интеллектуального, духовного и физического развития детей и молодежи. Комплекс будет построен на территории 2,4 га. Планируемый объем вложений в проект составит около 1,5 млрд рублей. Соответствующее соглашение подписали инвестиционно-строительная фирма «Дирекция по строительс...

На Байконуре идет активная подготовка нескольких транспортных кораблей

В монтажно-испытательном корпусе площадки № 254 космодрома Байконур начался заключительный этап испытаний транспортного грузового корабля «Прогресс МС-18», который оставался в режиме хранения на техническом комплексе с августа 2020 года. Он стал третьим космическим кораблем разработки и производства Ракетно-космической корпорации «Энергия», проходящим предстартовую подготовку вместе с пилотируемым...

1 Сентября 2009

Автономные преобразователи – источники тока и тепла

Автономные преобразователи – источники тока и тепла

Мы раccкажем здеcь o парoтурбoгенератoрах c замкнутым циклoм и гидрoдинамичеcких теплoгенератoрах. Они предназначены для разных задач, нo еcть у этих уcтанoвoк и нечтo oбщее. Их главные дocтoинcтва – кoмпактнocть при выcoкoй oтдаче и полная незавиcимоcть.

Алекcандр КЛОЧКОВ

Преобразователь энергии ОРМАТ, извеcтный также как «паротурбогенератор c замкнутым циклом», – единcтвенная в cвоем роде энергетичеcкая уcтановка мощностью 200 – 6000 Вт, надежно работающая без обслуживания в отдаленных районах. Уже сотни таких интегрированных энергосистем успешно действуют в системе радиосвязи Байкало-Амурской железнодорожной магистрали (БАМ), на трубопроводах Газпрома и радиорелейных линиях компании ООО «РН-Югорскнефтегаз» в России, трубопроводной системе HBJ в Индии, на трубопроводе Транс-Аляска в США и многих других объектах.
Основными факторами экономичности здесь являются отсутствие необходимости в обслуживании и длительный срок службы энергетической установки. Известно, что затраты на обслуживание автоматизированного дизель-генератора значительно превосходят его начальную стоимость.

Расходы на оплату труда и доставку в отдаленные регионы обслуживающего персонала составляют основную статью общих эксплуатационных расходов. Потери в результате простоев дизель-генераторов тоже серьезно увеличивают затратную графу. Использование установок ОРМАТ позволяет всего этого избежать и сэкономить значительные средства.

Дело принципа

Паротурбогенератор с замкнутым циклом – полностью автономная, испытанная и официально одобренная энергетическая установка. Она состоит в основном из системы сжигания топлива, парогенератора, турбогенератора переменного тока, конденсатора с воздушным охлаждением, выпрямителя, сигнализации и систем управления, размещенных в укрытии. На протяжении почти 20 лет ОРМАТ круглосуточно вырабатывает отфильтрованное напряжение постоянного тока мощностью 200 – 3000 Вт, фактически не требуя обслуживания.
В системе использован герметизированный генераторный блок, действующий по принципу цикла Ренкина и имеющий всего одну движущуюся деталь, а именно – плавно вращающийся вал, несущий на себе колесо турбины, бесщеточный ротор генератора и насос обратной подачи. Вал установлен на подшипниках, смазываемых пленкой рабочей жидкости, что исключает трение металла о металл и обеспечивает многолетнюю безаварийную работу.
Одной из наиболее оригинальных особенностей установки является ее способность работать от различных источников тепла, поскольку рабочий цикл замкнут и требуется лишь внешний подогрев. Для питания удаленных микроволновых релейных станций, действующих непрерывно без какого-либо обслуживания, на энергетических установках ОРМАТ наиболее часто в качестве топлива благодаря его чистоте используют сжиженный нефтяной (попутный) газ. Вместе с тем в качестве топлива могут использоваться также природный газ, керосин, а также авиационное и дизельное топливо.

Работает пар


Горелка нагревает органическую рабочую жидкость в парогенераторе, часть жидкости испаряется, и пар, расширяясь, приводит во вращение колесо турбины и соединенный с ним ротор генератора. Затем пар поступает в конденсатор, где он охлаждается и конденсируется, а полученная жидкость возвращается насосом в парогенератор, охлаждая на своем пути электрогенератор и смазывая подшипники.

Цикл повторяется непрерывно до тех пор, пока происходит нагрев парогенератора. Поскольку корпус из нержавеющей стали для пара и жидкости герметичен, никаких потерь рабочей жидкости не происходит. Кроме того, она абсолютно не зависит от внешних климатических условий.

Турбогенератором вырабатывается трехфазный переменный ток, который затем выпрямляется и фильтруется. Выход постоянного тока регулируется, в зависимости от нагрузки, путем автоматического изменения количества топлива, подаваемого на горелку.
Установка имеет средства защиты от каких-либо отклонений, включая перегрев.

Надежность

Это главный принцип работы компании ОРМАТ. Благодаря использованию термодинамического проектирования и технологии авиационных двигателей, предприятие смогло добиться надежности, ранее не досягаемой в области производства автономных энергетических установок.
Герметичный контейнер с рабочей жидкостью изготавливается из нержавеющей стали. Дуговая сварка в гелиевой среде проводится дипломированными авиационными сварщиками, а затем с помощью радиографического контроля проверяется на наличие дефектов и гелиевым масс-спектрометром – на утечки. Готовый к работе энергоблок испытывается в заводских условиях как автономная установка с обкаткой в течение 100 ч.
Ее весьма важной особенностью является отсутствие необходимости в эксплуатационном обслуживании. Поскольку единственная движущаяся деталь – это плавно и без трения вращающийся на подшипниках с жидкостной пленкой вал, герметизированный в контейнере из нержавеющей стали, для надежной работы установки требуется лишь незначительный уход. Например, кроме заправки топливом, уход за установками, работающими на газе, заключается только в ежегодной проверке и очистке горелки и пластин конденсатора.


Интегрирование в систему

Энергоустановки ОРМАТ могут как выполнять функции автономных источников энергии, так и входить в состав объединенных энергетических систем и систем поддержки. Эти функции включают в себя:

  • - питание поставляемых фирмой ОРМАТ высокоэффективных кондиционеров воздуха для укрытий;
  • - неэлектрический обогрев с использованием отходящего тепла;
  • - питание вспомогательного оборудования.

Конструктивные решения преобразователей электроэнергии ОРМАТ обеспечивают, в зависимости от конкретных требований и местных условий, возможность конфигурации установки как в качестве основного, так и резервного источников питания. Варианты применения преобразователей:

  • - сети на базе цифровых УПАТС (каждая станция питается от двух установок ОРМАТ);
  • - узлы сетей оптических волокон;
  • - РРС (микроволновые радиоповторители, радиостанции);
  • - спутниковые сети и системы;
  • - сотовые сети;
  • - катодная защита магистральных трубопроводов;
  • - железнодорожная сигнализация;
  • - дистанционные измерительные системы;
  • - системы управления и сбора данных (SCADA);
  • - дистанционное управление клапанами.

Опыт эксплуатации установок показывает 95%-ную вероятность того, что турбогенератор, имея всего одну вращающуюся деталь, наработает за время службы не менее 200 тыс. ч. В то же время справочник Международного Телекоммуникационного Союза (CCITT) в разделе «Первичные источники энергии для удаленных телекоммуникационных систем» констатирует, что средняя наработка за все время службы для устройств, работающих на жидком топливе, должна составлять не менее 20 тыс. ч, а работающих на газе – не менее 30 тыс. ч. Как говорится, есть с чем сравнить.

Тепло «ниоткуда»

Тепловые установки под названием гидродинамические теплогенераторы (ГТГ) экономичны и имеют коэффициент преобразования энергии более 100%. Это не рекламное заявление, а подтвержденный многократными официальными испытаниями факт. Его нельзя оспорить, поскольку созданием совершенно аналогичных по принципу получения тепла устройств уже много лет занимаются ученые и изобретатели многих стран мира: России, Украины, Молдовы, Японии, Австрии, США и др. Практически во всех случаях фиксируется превышениеполучаемой тепловой энергии над потребляемой для их привода электрической энергией.

На практике технология выглядит так. Нет ни тепловых электронагревателей (ТЭНов), ни каких-то иных нагревателей, а только электронасос (он здесь единственный потребитель энергии). Он гонит холодную воду через вертикально поставленную трубу, и на выходе получается горячая вода. Это похоже на фокус, но, как говорится, и «кролики в шляпе мага когда-нибудь кончаются», а здесь процесс может длиться сколько угодно.

Впрочем, сами исследователи откровенно говорят, что отсутствуют четкие, неоспоримые объяснения этого загадочного и противоречащего, на первый взгляд, фундаментальным законам физики явления, поскольку очень сложно проследить всю динамику происходящих при этом процессов. Ясно только, что для получения тепла удалось обуздать и использовать два взаимосвязанных и, казалось бы, разрушительных явления: турбулентность и кавитацию. А это и высокое давление, и температура в зоне схлапывающихся кавитационных пузырьков, и сонолюминесценция, и разложение молекулы воды H2O на атомы H2 и O2 с последующим объединением (сгоранием), и многое другое.

Как это происходит?

Приведем всего одну из научных версий. Явление заключается в том, что при пропускании через жидкость мощной ультразвуковой волны (она порождается завихрением) возникают кавитационные пузырьки, которые при схлапывании дают вспышку света. Происхождение света – тепловое, т.е. на короткое время в жидкости возникают сверхгорячие области с температурой в тысячи и даже десятки тысяч кельвинов.

В самом грубом приближении стандартная картина сонолюминесценции такова. В фазе разряжения ультразвуковой волны в определенном месте жидкости (в месте максимальной пучности ультразвука) создается большое по модулю отрицательное давление («растянутая» жидкость). При превышении критического значения амплитуды волны в фазе разряжения начинается кавитация – разрыв сплошной жидкости с образованием полости, заполненной парами этой жидкости. Образуется и растет кавитационный пузырек.

Через полпериода, в фазе сжатия, звуковая волна создает сильное положительное давление в жидкости. Вкупе с силами поверхностного натяжения оно приводит к быстрому сжатию пузырька. В процессе этого сжатия происходит нагрев паров, находящихся внутри пузырька (разумеется, для более аккуратной картины нам надо включить ударные волны, процессы конденсации и т.д.). Именно при таком сжатии и достигаются столь высокие температуры.

А практики действуют

Загадочность данного явления и его практическое применение вызвали оживленные дискуссии в прессе, Интернете, а также в научных кругах. Но практики не собираются ждать, пока ученые выяснят, почему у гидродинамических теплогенераторов коэффициент преобразования энергии больше 100%. Эти компактные установки они уже производят, и агрегаты надежно работают в системах отопления, горячего водоснабжения и технологических процессах во всех сферах народного хозяйства.

Всего один пример. Компания ОДО «ЮРЛЕ-К» уже второй десяток лет работает над созданием гидродинамических теплогенераторов. За эти годы ею введено в эксплуатацию более 250 объектов, на которых работают свыше 500 единиц различного типа тепловых насосных установок.

Кол-во просмотров: 13464
На правах рекламы