Автономная турбоводородная энергоустановка

Полезная модель относится к тепло и электроэнергетике и может быть использована для получения электрической и тепловой энергии для нужд промышленных предприятий, общественных и жилых зданий. Автономная работа водородной турбоустановки предполагается в качестве основного или резервного источника для энергообеспечения объектов различного назначения не допускающих перебоев в энергоснабжении. Например, медицинских центров, госпиталей и др.

Полезная модель относится к тепло и электроэнергетике и может быть использована для получения электрической и тепловой энергии для нужд промышленных предприятий, общественных и жилых зданий.

Известно электрогенерирующее устройство с высокотемпературной паровой турбиной для непрерывного производства электроэнергии [1], содержащее паровой котел, паровую турбину с электрогенератором и конденсатором, высокотемпературный Н ₂/O₂-пароперегреватель, теплоутилизационный котел, установку для производства водорода из природного газа методом конверсии, установку для производства кислорода методом разделения воздуха. Недостатком известного электрогенерирующего устройства является использование органического топлива для работы парового котла, что влечет за собой высокие выбросы вредных веществ в окружающую среду.

Полезная модель направлена на получение электрической и тепловой энергии, а также снижение вредных выбросов в окружающую среду. Это достигается тем, что водородный парогенератор включен в схему между электролизером и паровой турбиной. Тем самым водородный парогенератор потребляет водород и кислород, производимые электролизером и вырабатывает пар, поступающий на паровую турбину.

На фиг. схематично представлена автономная турбоводородная энергоустановка, состоящая из водородного парогенератора 1, водородной турбины 2, электрогенератора 3, теплофикационного подогревателя 4, водяного бака-аккумулятора 5, электролизера 6, бака-аккумулятора 7, бака-аккумулятора водорода 8 и бака-аккумулятора кислорода 9.

Автономная турбоводородная энергоустановка работает следующим образом.

Водородный парогенератор 1 вырабатывает водяной пар высоких параметров (p=7 МПа, t800-1200 К), который поступает в паровую турбину 2, соединенную с валом электрогенератора 3. Вырабатываемая электроэнергия поступает внешнему потребителю. Пар, отработавший в паровой турбине, нагревает сетевую воду через теплофикационный подогреватель 4 для теплофикации и горячего водоснабжения внешнего потребителя, после чего конденсат пара поступает в водяной бак-аккумулятор 5. Из водяного бака-аккумулятора 5 конденсат посредством насоса 10 поступает в качестве питательной воды в водородный парогенератор, а также для питания электролизера 6. Электролизер 6 используя электроэнергию из сети во «внепиковое» время производит водород и кислород, которые могут накапливаться в баках-аккумуляторах 8 и 9 водорода и кислорода соответственно.

Автономная работа водородной турбоустановки предполагается в качестве основного или резервного источника для энергообеспечения объектов различного назначения не допускающих перебоев в энергоснабжении. Например, медицинских центров, госпиталей и др.

Топливо для водородного парогенератора вырабатывается во «внепиковое» время, используя электроэнергию из электросети (если имеется возможность) или доставляется в баки-аккумуляторы из сторонних источников (автомобильным или железнодорожным транспортом).

Необходимо отметить, что применение предлагаемой турбоводородной установки в составе когенерационных установок (миниТЭЦ) ограничено возможностью получения и хранения топлива (H₂ и O ₂) и определяется для каждого конкретного потребителя. При небольших электрических мощностях возможна комбинация водородной энергоустановки с ветровыми электрогенераторами, энергия которых используется для получения H₂ и O₂ из воды методом электролиза.

Источники информации

1. Фаворский О.Н., Леонтьев А.И., Федоров В.А., Мильман О.О. Электрогенерирующее устройство с высокотемпературной паровой турбиной. Патент на полезную модель 64699 от 10.07.2007.

Автономная турбоводородная энергоустановка, состоящая из водородного парогенератора, паровой турбины, электрогенератора, теплофикационного подогревателя, водяного бака-аккумулятора, электролизера, бака-аккумулятора, баков-аккумуляторов водорода и кислорода, отличающаяся тем, что водородный парогенератор включен в схему между электролизером и паровой турбиной.