Патент на полезную модель Республики Беларусь

1. (19) BY (11) 7063
(13) U
(46) 2011.02.28
(51) МПК (2009)
F 01K 17/00
F 22D 3/00
ОПИСАНИЕ
ПОЛЕЗНОЙ
МОДЕЛИ К
ПАТЕНТУ
(12)
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54) ТРУБОПРОВОДНАЯ ТЕПЛОАККУМУЛИРУЮЩАЯ СИСТЕМА
(21) Номер заявки: u 20100385
(22) 2010.04.19
(71) Заявитель: Витебское республикан-
ское унитарное предприятие элек-
троэнергетики "Витебскэнерго" (BY)
(72) Авторы: Коломиец Юрий Кириллович;
Коломиец Дмитрий Юрьевич; Жук
Дмитрий Николаевич (BY)
(73) Патентообладатель: Витебское респуб-
ликанское унитарное предприятие элек-
троэнергетики "Витебскэнерго" (BY)
(57)
Трубопроводная теплоаккумулирующая система, включающая теплоисточник, маги-
стральный трубопровод для подачи тепла потребителю, резервные трубопроводы, насосы,
запорную арматуру, а также устройство аккумулирования тепла, отличающаяся тем, что
указанное устройство содержит узел обвязки магистрального и резервного в межотопи-
тельный период трубопроводов для аккумулирования тепла в резервном трубопроводе,
при этом узел обвязки снабжен насосом, на байпасе которого и в трубопроводах обвязки
установлена запорная арматура.
(56)
1. Патент РФ 2027027, 1995.
2. Водяные тепловые сети : Справочное пособие / Под ред. Н.К.Громова, E.П.Шу-
биной. - М.: Энергоатомиздат, 1988. - С. 196-201.
Фиг. 1
Заявленная полезная модель относится к теплоэнергетике и может быть использована
на ТЭЦ и котельных для аккумулирования тепла.
Известно, что работа теплоисточников характеризуется неравномерным графиком от-
пуска тепловой энергии, что во многих случаях вызывает необходимость включения в пе-
BY7063U2011.02.28

2. BY 7063 U 2011.02.28
2
риод пика нагрузок дополнительных котлоагрегатов и их отключения при провалах нагру-
зок (как правило, в ночное время).
Это ведет к увеличению затрат на выработку энергии за счет дополнительного расхода
топлива, электричества, трудовых и материальных ресурсов, к существенному износу кот-
лоагрегатов и тепломеханического оборудования. Особенно это характерно для межото-
пительного периода.
Традиционно выравнивание графика тепловой нагрузки оборудования теплоисточника
предусматривается осуществлять за счет установки и использования в теплоэнергетиче-
ской системе баков-аккумуляторов значительной емкости (дорогостоящее оборудование).
Имеются иные схемы аккумуляции тепла, например теплоэнергетическая система
ТЭЦ, схема которой описана в [1], содержит основную теплофикационную турбину,
подключенную паровпуском при помощи трубопровода свежего пара к парогенератору
и теплофикационным отбором при помощи трубопроводов к основным сетевым подог-
ревателям, и тепловой аккумулятор секционного типа, в котором происходит аккумули-
рование теплоты посредством ступенчатого подвода свежего пара и изменения фазового
состояния теплоаккумулирующих веществ. В результате увеличивается регулировочный
диапазон электрической мощности.
Тепловой аккумулятор указанной системы представляет собой сложную, дорогостоя-
щую конструкцию.
Сложные аккумулирующие системы используют на маневренных ТЭЦ с повышенной
расчетной загрузкой теплофикационных отборов турбин.
При отсутствии в теплоэнергетической системе специально оборудованных тепловых
аккумуляторов аккумулирование тепла при необходимости производят в действующей
сети за счет перегрева обратного трубопровода, что ведет к большим теплопотерям, уве-
личению отпуска электроэнергии на транспортировку теплоносителя и не позволяет регу-
лировать загрузку источника тепловой энергии в течение суток.
В качестве прототипа выбрана теплоэнергетическая система, описанная в [2], сущест-
венными признаками которой являются: теплоисточник, магистральный трубопровод для
подачи тепла потребителю, резервируемые в межотопительном периоде трубопроводы,
насосы, запорная арматура.
Задача выравнивания графиков тепловой нагрузки генерирующих мощностей в тепло-
энергетических системах ТЭЦ и котельных, для решения которой разработана предло-
женная полезная модель, остается актуальной.
Предложенное устройство аккумулирования тепла содержит узел обвязки действую-
щих магистральных и резервных трубопроводов для аккумулирования тепла в резервном
трубопроводе, при этом узел обвязки снабжен насосом, в байпасе которого и в трубопро-
воде обвязки установлены задвижки.
Предложенная полезная модель схематично показана на фигурах.
Фиг. 1 - принципиальная схема;
Фиг. 2 - схема зарядки аккумулятора;
Фиг. 3 - схема разрядки аккумулятора.
Теплоэнергетическая система содержит теплоисточник I (ТЭЦ, котельная), напорный
II и обратный III коллекторы сетевой воды, магистральные трубопроводы IV для подачи
тепла потребителю, потребитель тепла IX, резервные трубопроводы V, узел VI обвязки
магистрального трубопровода IV с резервным трубопроводом V для аккумулирования в
нем тепла. Узел VI обвязки снабжен насосом VII, в байпасе которого и в трубопроводе
обвязки установлены задвижки 7, 8, 9. В работе системы использованы также задвижки 1,
2, 4, 5, 6, 10, запорная арматура на перемычке VIII.
Принцип действия полезной модели.
Исходное состояние - задвижки 2, 4, 5, 6 закрыты. Задвижки 7, 8, 9, 10 закрыты. За-
порная арматура на перемычке VIII по тепломагистрали V открыта. Тепловой аккумуля-
тор не работает.

3. BY 7063 U 2011.02.28
3
В период ночного провала тепловых нагрузок для обеспечения бесперебойной работы
электро- и теплогенерирующего оборудования излишки тепла направляются в аккумуля-
тор. Происходит его зарядка. Выполняется это следующим образом (фиг. 2, стрелками
указано направление движения сетевой воды):
открывается задвижка 7 на байпасном узле насоса VII;
открываются задвижки 8 и 10;
создаваемый сетевыми насосами напор заставляет двигаться теплоноситель с темпера-
турой 56-70 °С по тепломагистрали IV из подающего трубопровода в обратный через пе-
ремычку VIII, вытесняя сетевую воду с температурой 35-40 °С на теплоисточник. Расход
регулируется задвижкой 10 или регулятором расхода на необходимую для работы тепло-
генерирующего оборудования в период провала нагрузок циркуляции;
об окончании зарядки аккумулятора свидетельствует достижение возвращаемой сете-
вой воде температуры подачи;
после зарядки аккумулятора задвижки 7 и 10 закрываются.
По окончании зарядки аккумулятор содержит теплоноситель с температурой 65-70 °C.
Циркуляция по нему отсутствует.
Разрядка аккумулятора в период пика нагрузок происходит следующим образом
(фиг. 3, стрелками указано направление движения сетевой воды):
открывается задвижка 10;
запускается насос VII (параметры работы по создаваемому напору должны совпадать
с основным сетевым насосом теплоисточника);
открывается задвижка 9;
с помощью задвижки 10 или регулятора расхода устанавливается требуемая циркуля-
ция через аккумулятор;
об окончании разрядки аккумулятора свидетельствует снижение температуры возвра-
щаемого теплоносителя до температуры обратной сетевой воды;
после полной разрядки аккумулятора насос VII выключается, закрывается задвижка 10.
Заявленная полезная модель представляет собой систему трубопроводов и насосного
оборудования, не эксплуатируемого в межотопительный период, в часы провала нагрузок
с целью снижения расхода топлива, повышения выработки электроэнергии турбогенера-
торов, отказа от пуска дополнительных котлов в часы пика нагрузки за счет разрядки ак-
кумулятора, увеличения срока службы котлоагрегата. Отсутствует необходимость
строительства типового дорогостоящего бака-аккумулятора, а его функции выполняет
система трубопроводов, то есть разнесенный в пространстве накопитель энергии.
Фиг. 2 Фиг. 3
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.