1598005429-afd80cdf49ba7e5f6ece6b974d8fd3c4 (811213), страница 24
Текст из файла (страница 24)
Трофтена, предложивших новую конструкцию гидравлического преобразования «'. Принцип его действия основан на использовании достаточно длинного резинового шланга, армированного спиралью нз стальной проволоки. Прн натягивании шланга его внутренний объем умепыпается.
Па верхнем н нижнем концах шланга установлены обратные клапаны. Если опустеть нижний конец шланга в воду н периодически натягивать шланг, то он работает как цилиндр насоса. Такого рода помпы раньпте успешно попользовались для' подьема воды из колодцев, а теперь их пытаются применить для создания электростанций, использующих энергию морских волн. Для достижения этой цели на поверхности моря с помощью якоря устанавливается буй, на котором закрепляется верхний конец шланга.
Струя воды из шланга направляется в турбину, которая вращает электро- генератор. Чтобы получить достаточно мощную электростанцию, необходимо установить несколько тысяч таких П С»гл Санда«р«П. Волновые электростанции обретают перспективу. — Зе рубежом, 1982, 34 32 (1153), с. 21. l устройств в районах побережья, где море обычно неспокойно. л К числу преимуществ описан- ного преобразователя относятся .г простота конструкции, невысокая стоимость, отсутствие надобности ° тх» в постоянном уходе и наблюдении, возио»к посты»ос тепе нпо го наращиванияия мощности путем последовательного подключения отдельных блоков н, следовательно, отсутэ. ствае необходимости в единовре- менных болыппх капиталовло»нее %» нпях.
'Грудности состоялн в изготовлении шланга хорошего качества. Предполагается, что энергетичеу окая установка с петропомпой сиожет дать очень дешевую элентроэнергию: стоимость 1 кВт-ч не будет превышать 1 шведскую крону (12 коп.). -'1™ . Первая петрополиса была уста- ~новлека в 1982 г. вблизи изака рис. 26. Волновой иаеос Впнга на подходе к Гетеборгу. тяпа Туп балевс Она качала воду лппсь для изме- рительных целей. Планировалось н ближайшем будущем здесь же установить три насосных буя, которые будут подавать воду для небольшой турбины, смонтированной на маяке.
Тумбаленс — автоматическая помпа, качающая воду за счет энергии поверхностных волн (изобретатель Свен ,Тумоа), получила псирокое распространение в Норвегии для автоматической откачки воды нз небольших судов '". Принцип действия этой помпы поясняетса с помощью рис. 26.
Тумоаленс имеет раму 1 с отверстием и двумя направляющими 2, по которым может свооодно перемещаться вверх-вниз круглый поплавок д, сделанный из легкого пластика (типа пенопласта). Поплавок имеет шток 4 с поршнем на нижнем конце (на рисунке не виден). Поршень ходит в цилиндре насоса 7, закрепленном неподвижно в свинцовых щеках 6, которые одновременно $«См.с «Тумбалеис» — автоматическая помла. — Катера и яхты, 1977, № 2, с. ЗЗ.
служат балластом, удерживая все устройство на плаву в вертшсальном положении. В ниясней части цилиндра насоса 7 расположен штуцер 9 с шариковым клапаном. Еще один спаршсовый клапан есть в теле поршня (как в лсобой всасывающей помпе); он пропускает воду к выходному отверстию верхней части цилиндра. На штуцер 9 надевается гибкий шланг 8 с заоорником воды 10 на противоположном конце. Длина шланга 4,5 и; шланг перебрасывается внутрь лодки, а приемник воды помещается в точке, откуда надо откачать воду. Ва отверстие в раме 1 туибаленс подвеспивается к оорту лодки или к спвартово«су концу так, чтобы поплавок 8 оказался на поверхности воды примерно на половине высоты направляющих 2 прп спокойном уровне моря.
При наличии поверхностных волн поплавок совершает колебания по вертикали и движет ппок с поршнем; насос откачивает воду. Трюмная вода выходит из отверстия 6 в верхней части цилиндра 7. В приеинпсе воды 10 имеется невозвратный клапан иэ подпружиненного шарика, он служит для предотвращения возможного сифонного эффекта, когда вода может пойтп в обратном направлении, т. е. из моря в лодку. Очевсидно, на описанном принципе легко могут быть построены и более мощные устройства для рааличных целей. !20 и. И. Вершяясееа Глава П1 ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ ОКЕАНА ИДЕЯ Д'АРСОИВАЛЯ И РАБОТЫ КЛОДА В 20-е годы нашего века многие журналы мира обошел странный рисунок (рис.
27): из-под киля судна в глубину уходила труба больше самого судна. Столь необычная труба понадобилась французскому ученому Жоржу Клоду для подъема из глубин океана холодной воды. Клод в те годы начал экспериментачьпые работы по использованию тепла океана для получения электрической энергии. Но чтобы извлечь энергию из теплой воды, одновременно . необходима п холодная. Теплой воды сколько угодно на поверхности океана в тропиках, а холодная вода (4 — 5 сС) есть только на больших глубинах океана — около 1 км, Для ее получения оттуда и понадобилась длинная труба, которая оказалась самой уязвимой частью энергетической установки и отломилась во время шторма, а судно потерпело аварию. Это была уже не первая попытка Клода использовать тепло океана для выработки электрической энергии.
Перед опытом с трубой на судне он испытывал энергетическую установку на берегу океана (Атлантического). Но чтобы с берега достать холодну1о воду, потребовалась труба длиной около 1,8 км (по другим данным, 2,5 км). Потери напора в длинной трубе были так велики, что па них шла значиточьная часть мощности, которую могла выработать установка. Слишком длинная труба нрактически не позволяла реализовать прекрасную идею. Длину трубы можно было бы значительно сократитго если смонтировать установку не на берегу, а на судне, трубу ясе опустить прямо с судна в глубину. т1то и было сделано.
Однако конструкция пе выдержала первого шторма. Но главное было сделано — две недели установка проработала и дала мощность 22 кВт за счет тепла океана. Правда, па собственные нужды она потребила значительно болыпе. Однако правильность принципа была доказана— и в этом заслуга Клода. Надо сказать, что соединить с судном трубу длиной более полукилометра — далеко не простое дело. Удовлетворительно ретпить этот вепрю Рнс. 27. Судно е трубой, па котором проводил вксперкыепты Ж. Клод т — янорный блан„в — трубопровод холодной волы, в — прнтппленный бтй, подперпщваюпщй тртбт, е — место соединения труб, х — апептроставння, е — выход отрагютанной воды, 7 — место вабора теплой воды, а — ФильтР теплой воды, Š— обортдованне для нвготовлення льда удалось только в конце 80-х годов нашего века, когдй была создана установка мина-ОТЕС. Клод вместе с французским ученым Бушеро сделали несколько попыток по созданию энергетических тепловых установок в разных частях Атлантического океана: в заливе Мантанзас па Кубе, на побережье Абиджана и в прибрежных водах Бразилиа, Но нн разу пм не удалось получить из океана больше энергии, чем установка потребляла на собственные нужды, и поэторгу для своей работы опа требовала дополнительной энергии от вспомогательного источника.
Эта печальная особенность отчасти была связана с малой мощностью установки, из-за чего различные потери составляли слишком высокий процент в оощем балансе. Потерь оказалось болыпе, чем первоначально предполагалось. Первым обратил вниманпе на громадные запасы тепловой энергии в океане французский ученый Жак Д'Арсонваль более 100 лет назад (1881 г.) и теоретически показал.
возможность ее нспольаования. 1Коржа Клода называют его учеником, ио между ними были серьезные разногласия в вопросе о выборе наилучшей жидкости в качестве рабочего тела для океанической тепловой машины. Этот вопрос надо было решить прежде всего. Рабочая жидкость должна закипать при температуре нагревателя, а пары ее после совершения работы в турбнне должны сконденсироваться при температуре холодичьнвка. Нагреватель — теплая вода из верхних слоев океана. Наиболее высокая температура воды наблюдается в Персидском заливе в августе — более 33 'С (а самая высокая температура воды зафиксирована в Красном море — плюс 36 С).
Но па максимальную температуру рассчитывать преобразователь нельзя: опа встречается на ограниченных участках Мирового океана, а обширные районы имеют температуру поверхностного слоя около 25 'С. Это достаточно высокая температура, при которой кипят многие жидкости. Д'Арсонэаль предл окпп применять в качестве рабочей жидкости вмешан — - жидкость с температурой ' кипения минус 33,4 иС, которая будет хорошо кипеть при 25 'С. Прп пормааьпой температуре (20'С) аммиак— бесцветный газ с едким запахом. Прп повышении давления газообразный аммиак снова превращается в ясидкость. При 20 'С для этого давление надо повысить до 8,46 атм, но прп 5 'С вЂ” значительно меньше.
Выбор аммиака в качестве вторичного рабочего тела связан с отличными термодинамическими свойствами его рис, 28, бдска тенлоэкоргети- чесдой океанской установки от- крытого цикла т — вспарнтель, à — турбина, а генератор, Š— конденсатор, пресная вода, Š— милая вода ве веряния слоев, à — тол ат ои воЛа о боттьшия глубин паров. 11ары . аммиака имеют ниакий молекулярный вес, достаточно большой удельный объем и хорошие характеристики теплопередачп. Они обеспечивают турбипе вращение с большой скоростью, что очень важно. Благодаря этим качествам аммиак широко применяется в наши дни в энергетических установках, использующих топло окоапских вод.
При этом схема тепловой энерготическои:установки должна быть замкнутой, т. о. поело холодплышка жидкий аммиак снова закачивается в нагреватечь. Цикл непрерывно повторяется, пока работает установка. Количество рабочей жидкости, залитой в систему теплового преобрааователя, практически не изменяется в процессе работы.
Замкнутый цикл имеет ряд преимуществ перед открытым циклом, предложенным Клодом, благодаря чему оп получил широкое применение в наши дни в установках ОТЕС. Но Клод не захотел воспользоваться аммиаком. Он решил в качестве рабочей жидкости использовать агорскуто воду.
Чтобы добиться ее кипения при температуре поверхностных вод в тропиках, создал в установке пониженное давление. Если понизить атмосферное давление в 15 раз, т. е. примерно до 50 мм рт. ст., морская вода закипит при температуре не выше 27 'С. Образовавшийся пар пойдет в турбину, заставит ее вращаться и вращать электрогенератор. А потом пар поступит в холодильник, где с помощью холодной глубинкои воды превратится в пресную воду. Клод спускал ее в море: тогда она была никому не нужна.
Такой цикл называется открытым, или но- замкнутым. Схема энергетической установки, работающей по атому принципу, представлена на рис. 28. По этой схеме была построена первая экспеРиментаньная установка Клода й Бушеро. При практической реализации установки ее авторы столкнулись с рядом специфических трудностей. Одна из первых — это создание низконапорной турбины.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
