Открытый доступ  Доступ для подписчиков

Предложен способ создания газотурбинных пиковых энергоустановок с криогенными аккумуляторами энергии, схема которых разработана на основе достигнутого технического уровня отечественной науки и промышленности. Способ позволяет получить низкий расход энергии в криогенной части комплекса за счёт синергетического эффекта от взаимного использования испарения СПГ для ожижения воздуха и жидкого воздуха для получения СПГ, что уменьшает требуемую производительность установки ожижения природного газа в 3 раза. Совмещение в одной установке преимуществ циклов Брайтона (высокая начальная температура расширения рабочего тела) и Ренкина (достижение высокого давления компонентов рабочего тела при помощи насоса), позволяет в периодическом режиме отпускать электроэнергию с КПД около 40 % не только при максимальной мощности, но и при её снижении с помощью количественного регулирования мощности ГТУ. Способ предусматривает увеличение мощности и КПД ГТУ путём ввода перегретого пара в камеру сгорания и замкнутого охлаждения водой лопаточного аппарата турбины, поддержание высокой температуры корпуса турбины за пределами периода пиковых нагрузок, обеспечивается надёжное газоснабжение самого комплекса и удалённых внешних потребителей. При проведении конструкторских работ имеется потенциал существенного улучшения показателей за счёт повышения температуры и давления в цикле ГТУ сверх принятых в расчёте 1420 °С и 55 бар. Эксплуатационная рентабельность такого комплекса при средних ценовых показателях лежит в диапазоне от 125 до 200 %, что предопределяет быструю окупаемость. Размещение таких пиковых энергоустановок не зависит от геологических предпосылок, как у гидро- или воздушно-аккумулирующих электростанций (имеющих КПД отпуска электроэнергии не более 28,3 %), рационально для этого использовать десятки подлежащих реконструкции крупных блочных газо-угольных электростанций, а также существующие или планируемые комплексы СПГ с большим резервуарным парком и оборотом.

пиковая энергоустановка; аккумулирование энергии; криогеника; СПГ; ожижение воздуха; циклы; ГТУ; КПД; мощность; количественное регулирование; температура; давление; пар; охлаждение; размещение; блочная ТЭС; природный газ; уголь; эксплуатационная рентабельность

Патент 2489574 РФ, МПК F 01 К 23/10, F 24 Н7/00. Парогазовая установка на базе АЭС / В. А. Хрусталев, З. Ю. Новикова, A. C. Наумов // Бюл. Изобретений. 2013. № 22.

Костина В. М. Метод экономического прогнозирования средств резервирования топливоснабжения / В. М. Костина и др. // Методические вопросы исследования надёжности больших систем энергетики. 1983. Выпуск 24, книга 1.

Владимиров А. Е. Хранилища природного газа для резервирования газоснабжения / А. Е. Владимиров и др. // Обз. информ. ВНИИЭгазпрома, сер. "Транспорт и хранение газа". 1985. Вып. 7. С. 1 - 65.

Морев В. Г. Совместное использование угля и природного газа при реконструкции ТЭС по парогазовым технологиям // Энергетик. 2019. № 6.

Ольховский Г. Г., Казарян В. А., Столяревский А. Я. Воздушно-аккумулирующие газотурбинные электростанции (ВАГТЭ). - М.: ИКИ, 2011. - 358 с.

Мещерин И. В. Анализ технологий получения СПГ // Neftegaz. RU. 2018. № 10.

Рыжков А. Ф, Богатова Т. Ф., Левин Е. И. Парогазовые технологии на твёрдом топливе: учеб. пособ. - Екатеринбург: Изд-во УрФУ, 2018. - 160 с.

Шувалов Г. И., Мариев Д. И., Балашов Ю. А. Результаты разработок мощных высокотемпературных ГТУ для энергетики на базе проведённых исследований по одноконтурному водяному охлаждению // Обзор НИИинформтяжмаш. 1975, № 3. Вып. 2. С. 21 - 26.

Балашов Ю. А. Анализ возможности сокращения потерь мощности в охлаждаемой энергетической ГТУ / Ю. А. Балашов, П. А. Березинец, А. В. Агеев и др. // Теплоэнергетика. 2019. № 9. С. 32 - 41.

Крупнейшая в мире криогенная электростанция открыта в Англии // ЭкоТехника. https://ecotechnica.com.ua/energy/1814-krupnejshaya-v-mire-kriogennaya- elektrostantsiya-otkryta-v-anglii-video.html.