Banská prečerpávacia elektráreň so samostatným turbínovým sústrojom a samostatným čerpacím systémom

Číslo patentu: U 6843

Dátum: 05.08.2014

Autori: Haladová Petra, Bartoš Pavel, Studénka Marek

Je ešte 1 strana.

Pozerať všetko strany alebo stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

Technické riešenie sa týka využitia banských diel na akumuláciu a výrobu elektrickej energie.V súčasnej dobe sú systémy prečerpávacich vodných elektrární známe vrátane myšlienky využívania možnosti už existujúcich výškových rozdielov v krajine vrátane využitia hydroenergetického potenciálu banských diel daného ako existujúcim výškovým rozdielom, tak prítomnosťou banských vôd. Banské prostredie však má svoje špecifiká, ktorým je treba systém technicky prispôsobiť a maximalizovať jeho efektivitu v súčasných podmienkach. K špecifikám banského prostredia patria najmä stiesnené priestory, netypické priestorové parametre a agresívne prostredie.Využitie výrazných výhod Luniestnenia systému v banskom diele je teda podmienené odstránením nedostatkov súčasného technického riešenia v súčasnosti využivaných systémov prečerpávacích elektrámí, kedy tieto nedostatky vyplývajú z umiestnenia V špecifickom prostredí.Uvedené nedostatky odstraňuje banska prečerpávacia elektráreň so samostatným turbinovým sústrojom a samostatným čerpacim systémom, ktorej podstata je vtom, že je tvorená turbinovým sústrojom umiestneným V banskej chodbe nadväzujúcim na banskú jamu ústiacu na povrchu, ktorý je napojený na prívodné potrubie vedúce z homej retenčnej nádrže, a ďalej na odpadné potrubie, ktoré ústi do spodnej banskej retenčnej nádrže, je vedené po celej dĺžke banskej jamy až do úrovne nadväzujúcej banskej chodby pričom na konci vertikálnej častí prívodného potrubia umiestneného v banskej jame je napojený čistiaci a ñltračný systém hrubých sedimentov, kedy nad úrovňou čistiaceho a filtračného systému hrubých sedimentov prívodné potrubie ďalej pokračuje do banskej chodby, pričom je osadené filtračnou jednotkou, následne nadväzuje na hydraulicky ovládaný guľový ventil pevne napojený na tvarový medzikus prepojený s hydraulicky ovládanou dýzou napojenou na turbinový stroj, pričom je turbinový stroj vo svojej spodnej časti napojený na odpadné potrubie ústiace do spodnej banskej retenčnej nádrže umiestnené vo spodnej časti banskej jamy, kedy v spodnej banskej retenčnej nádrži je umiestnené výtlačné ponorné čerpadlo napojené na výtlačné potrubie, ktoré je vedené po celej dĺžke banskej jamy do homej retenčnej nádrže, pričom prívodné potrubie, výtlačné potrubie aj odpadne potrubie sú vybavené záťažovým kotvením s kotviacimi výstuhamí prichytenými do steny a nosnej konštrukcie banskej jamy, a ďalej potom do počvy banskej chodby a k banským výstuhám, pričom v banskej chodbe je ďalej umiestnený hydraulický agregát napojený na hydraulicky ovládanú dýzu hydraulicky ovládaný guľový ventil a na turbinový stroj, pričom turbinový stroj je prepojený s výstupným hriadeľom generátora elektrickej energie, ktorý je napojený na transformačnú jednotku umiestenú v banskej chodbe, ktorá je prepojená s rozvodnou stanicou, pričom riadiaci systémje umiestnený v banskej chodbe.Ďalej je výhodné, ak je riadiaci systém prepojený s centrálnym riadiacim stanoviskom, automatickým uzatváracím ventilom homej retenčnej nádrže a výtlačným ponomým čerpadlem.Ďalej je výhodné, ak je prívodné potrubie na výstupe z homej retenčnej nádrže osadené automatickým uzatváracirn ventilom.Ďalej je výhodné, akje filtračná jednotka vo svojej spodnej časti vybavená čistiacim otvorom.Ďalej je výhodné, akje výtlačné potrubie pred vstupom do homej retenčnej nádrže osadené automatickým uzatváracím ventilom.Ďalej je výhodné, ak je súčasťou turbinového stroja skriňa, ktorej vrchná časť je odnímateľná a disponuje systémom otvárania.Ďalej je výhodné, akje centrálne riadiace stanovisko umiestnené v budove jamy.Ďalej je výhodné, akje hydraulicky ovládanà dýza demontovateľná aje osadená filtrom nečistôt.Ďalej je výhodné, ak sú generátor elektrickej energie a skriňa turbínového stroja na svojom povrchu vybavené ochrannou vrstvou, a súčasťou skrine turbinového stroja sú priezory z tvrdeného skla.Výhodou navrhovaného riešenia je, že v špecifických banských podmienkach, kedy je turbinový stroj umiestnený v horizontálnom banskom diele, je samostatne V banskej jame, ktorej dno je súčasne spodnou retenčnou nádržou, umiestnený čerpací systém so špeciálnym ponomým čerpadlom a samostatným V banskej jame ukotveným výtlačným potrubím.Prehľad obrázkov na výkresochNa priložených listoch sú znázomené obrázky a legenda. Na obrázku k anotácii je znázomený celkový systém banskej prečerpávacej elektráme so samostatnýmturbínovým strojom a samostatným čerpacím systémom v axonometrickom premíetaní.Obr. l - celkový systém banskej prečerpávacej elektráme so samostatným turbinovým strojom a samostatným čerpacím systémom v axonometrickom premíetaní.Obr. 2 - detail spodného turbínového sústroja vrátane časti prívodného a odpadného potrubia v axonometrickom premíetaní.Obr. 3 - detailný pohľad na spodné turbínové sústroje v axonometrickom premíetaní.Obr. 4 - detail spodného turbínového sústroja vrátane časti prívodného a odpadného potrubia - bočný a pôdorysný pohľad.Systém banskej prečerpávacej elektrárne l je tvorený turbínovým sústrojom g umiestneným v banskej chodbe ą nadväzujúcej na banskú jamu 3 ústiacu v budove Q jamy 3, ktorý je napojený na prívodné potrubie Q vedúce z homej retenčnej nádrže 1 a ďalej na odpadne potrubie , ktoré ústi do spodnej banskej retenčnej nádrže 10, Prívodné potrubie Q je na výstupe z homej retenčnej nádrže 1 osadené automatickým uzatváracím ventilom Hje vedené po celej dĺžke banskej jamy 3 až do úrovne nadväzujúcej banskej chodby ž, pričom na konci vertikálnej časti prívodného potrubia Q umiestneného v banskej jame 3 je prostredníctvom skrutkovanej priruby napojený čistiaci a ñltračný systém Q hrubých sedimentov, kedy nad úrovňou čistiaceho a ñltračného systému Q hrubých sedimentov prívodné potrubie Q ďalej pokračuje do banskej chodby g, pričom je osadené frltračnou jednotkou Q vo svojej spodnej časti vybavenou čistiacim otvorom, je pevne prepojené s redukčným medzikusom Q nadväzujúcim na hydraulický ovládaný guľový ventil 2 l pevne napojený na tvarový medzikus Q prepojený s hydraulický ovládanou dýzou l 9 napojenou na turbínový stroj l 6.Turbinový stroj Qje vo svojej spodnej časti prostredníctvom odtokového hrdla napojený na odpadne potrubie ll ústiace do spodnej banskej retenčnej nádrže l 0, prírodného charakteru či umelo vytvorené, umiestnené v spodnej časti banskej jamy 3.V spodnej banskej retenčnej nádrži m je umiestnené výtlačné ponomé čerpadlo 2 napojené na výtlačné potrubie 8, ktoré je vedené po celej dĺžke banskej jamy 3 do homej retenčnej nádrže 7 a ktoré je pred vstupom do hornej retenčnej nádrže 1 osadené automatickým uzatváracím ventilom Q.Prívodné potrubie Q, výtlačné potrubie g aj odpadné potrubie Q sú vybavené záťažovým kotvením Q s kotviacírni výstuhami prichytenými do steny a nosnej konštrukcie banskej jamy 3, a ďalej potom do počvy banskej chodby g a k banským výstuhám.Vrchná časť Q skrine Q turbínového stroja Qje odnímateľná a disponuje systémom otváraní.V banskej chodbe g je ďalej umiestnený hydraulický agregát 25 napojený prostrednictvom hydraulickej hadice na hydraulický ovládanú dýzu l 9, hydraulicky ovládaný guľový ventil 2 l a na turbínový stroj E.Turbinový stroj Q je pomocou hriadeľovej spojky l 7, napríklad automaticky ovládanej, prepojený s výstupným hriadeľom Q generátora Q elektrickej energie, ktorý je prostredníctvom vodiča Q napojený na transformačnú jednotku Q umiestnenú V zadnej časti banskej chodby g, ktorá je prostredníctvom vedenia prepojená s rozvodnou stanicou Q, ktorá nadväzuje na distribučnú sieť elektrickej energie.Riadiaci systém g 7 umiestnený v banskej chodbe ą je prostredníctvom vodiča Q, napríklad optokábla,prepojený s centrálnym riadiacim stanoviskom Q, umiestneným napríklad v budove Q jamy 3 ďalej s automatickým uzatváracím ventilom l 4, 15, s homou retenčnou nádržou Z a výtlačným ponomým čerpadlom 2, FunkciaSystém banskej prečerpávacej elektráme L aplikovaný do banského diela, kedy je turbínový sústroj g umiestnený v banskej chodbe 3, umožňuje získať optimálne množstvo potenciálnej energie prúdiaceho kvapalného média, ktoré sa nachádza v homej retenčnej nádrži 1, ďalej prechádzajúceho prívodným potrubim Q,kde prestupuje čistiacim a fíltračným systémom Q hrubých sedimentov, v ktorej sa zbaví hrubých usadenín a kalov typických pre špecifické banske prostredie, a ďalej prechádza ñltračnou jednotkou Q slúžiacou na separáciu drobných častíc, ktoré by mohli poškodiť aktívne časti turbínového sústroja g. Ako pri ñltračnej jednotke Q, tak pri čistiacom a frltračnom systéme Q hrubých sedimentov musí byť vykonávaná plánovaná údržba podľa stanovených intervalov. Počas prevádzky je možné vstupnú a výstupnú časť filtračnej jednotky Q uzavrieť a vykonať jednoduché vyčistenie zjej spodnej časti, ktoráje vybavená čistiacim otvorom.Kvapalné médium vďaka vhodnému prevýšeniu získa v spodnej časti prívodného potrubia Q potrebnú hydrodynamickú energiu, kedy prechádza cez redukčný medzikus gg, hydraulicky ovládaný guľový ventil gr, tvarový medzikus Q až na ústie do hydraulický ovládanej dýzy l 9, kde je táto hydrodynamická energia premenená na kinetickú energiu lúčov kvapalného média, ktoré túto energiu odovzdáva obežnému kolesu turbínového stroja Q turbínového sústroja g, prepojeného pomocou hriadeľovej spojky l 7 s výstupným hriadeľom 30 generátora Q elektrickej energie a na výstupnom hriadeli Q generátora l 8 elektrickej energie tak vznikne potrebný moment. Mechanická energia je transformovaná na elektrickú, táje následne odvádzaná do transformačnej jednotky Q a ďalej do rozvodnej stanice Q, ktorá slúži ako uzlový bod nadväzujúci na dis 10tribučnú sieť elektrickej energie a privádza túto energiu v určitej napäťovej hladine.Kvapalné médium potom ďalej padá voľne do odpadného potrubia u, ktorým je vedené do spodnej banskej retenčnej nádrže 1 Q, umiestneného v spodnej časti banskej jamy Q a odtiaľ je výtlačným ponomým čerpadlom 2 kvapalina tlačená do výtlačného potrubia § ústiaceho v homej retenčnej nádrži 1.Prívodné potrubie Qje na výstupe z homej retenčnej nádrže Z osadené automatickým uzatváracím ventilom l 4 a výtlačné potrubie § automatickým uzatváracím ventilom l 5, ktoré po svojom uzatvorení umožňujú vypustenie potrubného systému v prípade potreby údržby či z iných dôvodov. Prívodné potrubie Q, výtlačné potrubie § i odpadne potrubie sú vybavené záťažovým kotvením Q s kotviacimi výstužami prichytenými do steny a nosnej konštrukcie banskej jamy i, a ďalej potom do počvy banskej chodby 3 a k banským výstuhám, ktoré je nevyhnutné z dôvodu pôsobení síl, najmä v odbočke vertikálneho potrubia, rázov a ďalších nepriaznivých faktorov súvisiacich s banským prostredím.Homá časť gs skrine turbínového stroja E turbínového sústroja g je odnímateľná a disponuje systémom otvárania, čo umožňuje ľahký prístup pre údržbu a tiež montáž a demontáž obežneho kolesa. Ďalej je skriňa Z 2 vybavená priezormi napríklad z tvrdeného skla, ktoré slúžia prevažne na vizuálnu kontrolu. Z dôvodu kontaktu s agresívnou salinitnou vodou je výhodné, ked sú skriňa Q turbínového stroja 16 a generátor Q elektrickej energie na svojom povrchu vybavené ochrannou vrstvou 32.Hydraulický agregát 25 umiestnený v banskej chodbe 3 v bezprostrednej blízkosti turbínového sústroja g slúžiaci na zabezpečenie potrebného tlaku hydraulického média pre hydraulický ovládanú dýzu lj 9, hydraulicky ovládaný guľový ventil 1 L a príslušenstvo turbínového stroja l 6.V banskej chodbe ą je ďalej umiestnený riadiaci systém 21, ktorý je prostredníctvom vodiča Q, napríklad optokábla, prepojený s centrálnym riadiacim stanoviskom Q, ďalej s automatickým uzatváracím ventilom 14, l 5, s homou retenčnou nádržou 7 a výtlačným ponomým čerpadlom 2. Riadiaci systém 27 priamo komunikuje s centrálnym riadiacim stanoviskom Q umiestneným napríklad v budove j jamy i, v ktorom sú znázomené funkčné údaje prebiehajúcich procesov jednotlivých subsystémov a komponentov banskej prečerpávacej elektrárne.Systém je možné využiť v oblastiach s potrebou akumulácie a dodávok elektrickej energie, najmä pri p 0 trebe vyrovnaní výkyvov v dodávke elektrickej energie, a to pri umiestnení v bani, aj v iných typoch špecifického prostredia, ktoré vykazuje obdobné charakteristiky.1. Banská prečerpávacia elektráreň so samostatným turbínovým sústrojom a samostatným čerpacím systémom, v y z n a č u j ú c a s a t ý m , že je tvorená turbínovým sústrojom (2) umiestneným v banskej chodbe (3) nadväzujúcim na banskú jamu (4) ústiacu na povrchu, ktorý je napojený na prívodné potrubie (6) vedúce z homej retenčnej nádrže (7), a ďalej na odpadne potrubie (l 1), ktoré ústi do spodnej banskej retenčnej nádrže (10), je vedené po celej dĺžke banskej jamy (4) až do úrovne nadväzujúcej banskej chodby (3),pričom na konci vertikálnej časti prívodného potrubia (6) umiestneného v banskej jame (4) je napojený čistiaci a filtračný systém (24) hrubých sedimentov, kedy nad úrovňou čistiaceho a ñltračného systému (24) hrubých sedimentov prívodné potrubie (6) ďalej pokračuje do banskej chodby (3), pričom je osadené filtračnou jednotkou (23), následne nadväzuje na hydraulický ovládaný guľový ventil (21) pevne napojený na tvarový medzikus (20) prepojený s hydraulický ovládanou dýzou (19) napojenou na turbínový stroj (16), pričom je turbínový stroj (16) vo svojej spodnej časti napojený na odpadné potrubie (l 1) ústiace do spodnej banskej retenčnej nádrže (10) umiestnené vo spodnej časti banskej jamy (4), kedy v spodnej banskej retenčnej nádrži(10) je umiestnené výtlačné ponomé čerpadlo (9) napojené na výtlačné potrubie (8), ktoré je vedené po celej dĺžke banskej jamy (4) do homej retenčnej nádrže (7), pričom prívodné potrubie (6), výtlačné potrubie (8) aj odpadné potrubie (l l) sú vybavené záťažovým kotvením (31) s kotviacimi výstuhami prichytením do steny a nosnej konštrukcie banskej jamy (4), a ďalej potom do počvy banskej chodby (3) a k banským výstuhám,pričom v banskej chodbe (3) je ďalej umiestnený hydraulický agregát (25) napojený na hydraulický ovládanú dýzu (19) hydraulický ovládaný guľový ventil (21) a na turbínový stroj (16), pričom turbínový stroj (16) je prepojený s výstupnou hriadeľov (30) generátora (18) elektrickej energie, ktorý je napojený na transformačnú jednotku (26) umiestenú v banskej chodbe (3), ktoráje prepojená s rozvodnou stanicou (13), pričom riadiaci systém (27) je umiestnený v banskej chodbe (3).2. Banská prečerpávacia elektráreň so samostatným turbínovým sústrojom a samostatným čerpacím systémom podľa nároku 1, v y z n a č u j ú c a s a t ý m , že riadiaci systém (27)je prepojený s centrálnym riadiacim stanoviskom (12), automatickým uzatváracím ventilom (14, 15) hornej retenčnej nádrže (7) a výtlačným ponomým čerpadlom (9).3. Banská prečerpávacía elektráreň so samostatným turbínovým sústrojom a samostatným čerpacim systémom podľa nároku l, v y z n a č u j ú c a s a t ý m , že prívodné potrubie (6) je na výstupe z homej retenčnej nádrže (7) osadené automatickým uzatváracím ventilom (14).4. Banská prečerpávacía elektráreň so samostatným turbínovým sústrojom a samostatným čerpacím systémom podľa nároku 1, v y z n a č u j ú c a s a t ý m , že filtračná jednotka (23) je vo svojej spodnej časti vybavená čistiacim otvorom.5. Banská prečerpávacia elektráreň so samostatným turbínovým sústrojom a samostatným čerpacím systémom podľa nároku l, v y z n a č u j ú c a s a t ý m , že výtlačne potrubie (8) je pred vstupom do hornej retenčnej nádrže (7) osadené automatickým uzatváracím ventilom (15).6. Banská prečerpávacía elektráreň so samostatným turbínovým sústrojom a samostatným čerpacím systémom podľa nároku l, v y z n a č u j ú c a s a t ý m , že súčasťou turbínového stroja (16) je skriňa(29), ktorej vrchná časť (28) je odnímateľná a disponuje systémom otvárania.7. Banská prečerpávacia elektráreň so samostatným turbínovým sústrojom a samostatným čerpacím systémom podľa nároku l, v y z n a č u j ú c a s a t ý m , že centrálne riadiace stanovisko (12) je urniestnené v budove (5) jamy (4).8. Banská prečerpávacia elektráreň so samostatným turbínovým sústrojom a samostatným čerpacím systémom podľa nároku l, v y z n a č u j ú c a s a t ý m , že hydraulický ovládaná dýza (19) je demontovateľná a je osadená filtrom nečistôt.9. Banská prečerpávacia elektráreň so samostatným turbínovým sústrojom a samostatným čerpacím systémom podľa nároku l, v y z n a č u j ú c a s a t ý m , že generátor (18) elektrickej energie a skriňa(29) turbínového stroja (16) sú na svojom povrchu vybavené ochrannou vrstvou (32) a súčasťou skrine (19) turbínového stroja (16) sú priezory z tvrdeného skla.

MPK / Značky

MPK: F03B 13/06, E21F 17/16, F03B 13/08

Značky: samostatným, systémom, turbinovým, sústrojom, elektráren, prečerpávacia, čerpacím, banská

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/9-u6843-banska-precerpavacia-elektraren-so-samostatnym-turbinovym-sustrojom-a-samostatnym-cerpacim-systemom.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Banská prečerpávacia elektráreň so samostatným turbínovým sústrojom a samostatným čerpacím systémom</a>

Podobne patenty