Системы аккумулирования. = 0 ): обычно это случай косвенного аккуму-

Давление в аккумуляторе.

Объем аккумулятора.

Масса аккумулирующей среды.

а) Постоянная масса (dmак

= 0): обычно это случай косвенного аккуму-

лирования. Однако может иметь место и прямое аккумулирование, если

перемещаемая часть массы после охлаждения (при разрядке) или нагрева (при зарядке) полностью возвращается в аккумулятор (вытеснительное аккумулирование).

б) Переменная масса (dmак

рования.

а) Постоянный объем (dVак

¹ 0): это всегда случай прямого аккумули-

= 0): этот случай соответствует аккумули-

рованию в закрытых (или с малым изменением объема) резервуарах.

б) Переменный объем (dVак

¹ 0): этот случай соответствует аккумули-

рованию при атмосферном давлении или со специальным компрессионным

оборудованием.

а) Постоянное давление (dpак

= 0).

б) Переменное (скользящее) давление (dpак

¹ 0).

Для выполнения своих функций аккумулирующая система должна иметь помимо аккумулирующих сосудов и их внутренних устройств также и внешнее оборудование. При тепловом аккумулировании (как в тепловых

процессах промышленных установок, так и в районных отопительных систе-

мах) для зарядки и разрядки могут понадобиться насосы, теплообменники,

испарители, клапаны, трубопроводы.

Основные варианты систем аккумулирования для энергетических уста- новок показаны на рис. 5.3.1. В основу классификации положено деление на безнасосные и насосные системы аккумулирования энергии.

Рис. 3.1. Основные варианты систем теплового аккумулирования для энерго-

установок: I – безнасосные системы аккумулирования; II – насосные систе-

мы аккумулирования; 1 – первичная энергия; 2 – преобразование энергии; 3 –

механическая энергия; 4 – электрическая энергия.

Безнасосные системы аккумулирования получают энергию для зарядки

из теплового цикла энергетической установки. В верхней части рис. 5.3.1

показаны четыре безнасосные системы аккумулирования:

a) система аккумулирования энергии посредством сжатых газов, в ча-

стности, для газотурбинных циклов;

b) система аккумулирования с регенеративным подогревом питатель-

ной воды паровых циклов;

c) система аккумулирования тепла первичного цикла для тепловых

энергетических установок с раздельными теплообменным и рабочим цикла-

ми (аналогично тому, как это делается в солнечных теплоэнергетических ус-

тановках);

d, e) системы аккумулирования тепла в рабочем цикле посредством ак- кумулирования насыщенного или перегретого пара и высокотемпературного аккумулирования тепла в газовых турбинах.

Дальнейшая классификация безнасосных систем аккумулирования свя-

зана с выделением двух групп:

– включенные в энергоустановку системы аккумулирования с установ- кой базисной нагрузки, которая способна покрыть такую нагрузку без ис- пользования систем аккумулирования, или с основной турбиной для базис- ной нагрузки и отдельной пиковой турбиной, или с основной турбиной, спо- собной нести повышенную нагрузку, которая покрывает также и пиковую нагрузку);

– безнасосные системы аккумулирования с отдельным преобразовате- лем энергии (парогенератором) и отдельным двигателем (турбиной для пико- вой нагрузки).

Кроме того, следует отличать аккумулирование с постоянными пара- метрами, при котором аккумулирующая среда отбирается из процесса и вво- дится в него из аккумулятора в одной и той же точке цикла (так называемое

«обратимое аккумулирование»), от аккумулирования с переменными пара- метрами, при котором ввод среды осуществляется в другой точке (ниже по потоку), или со значительно более низкими параметрами.

Насосные системы аккумулирования заряжаются с помощью электри- ческой или механической энергии. В нижней части рис. 5.3.1 показаны на- сосные системы аккумулирования:

f) система пневматического аккумулирования с отдельным аккумуля-

тором теплоты сжатия или без него;

g, h) системы аккумулирования с использованием процесса теплового

насоса (например, с паровым компрессором), с верхним (g) и нижним (h) ак- кумуляторами; один из них, например нижний, может быть заменен окру- жающей средой.

Насосные системы аккумулирования заряжаются обычно от электриче- ской сети и поэтому могут быть подключены в любом месте сети. Таким об- разом, они могут и не входить в состав энергетической установки. Были предложены также входящие в состав энергоустановки насосные системы аккумулирования, заряжаемые механической энергией от газовой или паро- вой турбины.

Верхний аккумулятор обычно имеет параметры (давление, температу-

ру) выше параметров окружающей среды, тогда как параметры нижнего примерно такие же, как и у окружающей среды, которая, таким образом, мо- жет служить нижним аккумулятором (системы аккумулирования с тепловым источником). Насосные системы аккумулирования могут быть спроектиро- ваны и так, что окружающая среда используется в качестве верхнего аккуму- лятора, тогда как параметры нижнего аккумулятора выбираются много ниже, чем у окружающей среды (системы аккумулирования с низкотемпературным теплоприемником). В этом случае тепло для процесса отбирается из окру- жающей среды, а нижний (низкотемпературный) аккумулятор отбирает отра- ботанное тепло и нагревается. Как отмечалось в разд. 2.3.1, плотность запа- саемой эксергии таких систем с «отрицательной эксергией» может быть весьма высока (в пределе бесконечна при 0 °К).

Рассмотренная выше классификация важна для оценки эффективности системы аккумулирования, мощности и скорости зарядки и разрядки, для

выбора режима работы, а также для контроля функционирования.