1598005429-afd80cdf49ba7e5f6ece6b974d8fd3c4 (811213), страница 26
Текст из файла (страница 26)
Надо сказать что, видимо, труба все же «победит» судно, в том смысле, что новые станции ОТЕС на мощность во много десятков п сотен мегаватт проектируются без судна. Это — одна грандиозная тру- — — — — — — — — — — У ба, в верхней части которои находится круглый машинный зал, где размещены все необходимые устройства для преобразования энергии 'грие.
29). Верхний конец трубопровода холодной воды расположится в океане на глубине 25 — 50 и. Машинный зал проектируется вокруг трубы на глубине около 100 и. Там будут установлены турбоагрегаты, работающие на парах аиииака, а также все остальное оборудование. Масса всего сооружения превьппает 300 тыс.
т. Труба-монстр, уходящая почти на километр в холодную глубину океана, а в ее верхней части что-то вроде маленького островка. И никакого судна, кроме, конечно, обычных судов, необходиьагх для обслуживания системы н для связи с берегом. Зто любопытньгй эпизод аз новейшей истории Развития техники преобразования тепла океана. Ыа конец 1986 г. намечено окончапио строительства новой, третьей «о счету, экспеРиментальной станции ОТЕС, мощность котороп будет находиться в пределах 40 — 100 МВт. Прп строительстве этой станции используется модульный принцип, она собирается из отдельных блоков по 10 МВт каждый.
Такой подход позволит легко наращивать мощность до желательной величины в уста- 131 новленных пределах. Трубопровод холодной воды по- прежнему остается одним из наиболее сложных уалов этой станции. Станция мощностью в 40 МВт требуется трубопровод диаметрою 10 и и длиной 900 и. А для проектируемой коммерческой станции ОТЕС на 400 МВт при той же длине трубопровод должен иметь диаметр 80 м. Каждую секунду насосы через него будут прокачивать около 1500 юе холодной воды.
Столько же потреоуется прокачать и теплой воды. Суммарный расход воды в атой мощной установке получится, как у реки Нпл,— 2600 ме/с Полное водоизмещение корпуса станции на 400 МВт с заборной трубой оценпвается цифрой около 500 тыс. т. Станция должна устанавливаться в районах океана с глубинами более 1200 и. Для ее удержания в районе постановки требуется якорная система с болыпой массон.
В целом — поистине циклопическое сооружение, строительство его предполагалось начать в 1985 г. Было также сообщение о строительстве станции типа ОТИС в Японии, но значительно менее мощной. ТЕПЛО ИЗ ХОЛОДА Энергию можно получать не только из тйплых вод тропических или субтропических районов Мирового океана, но и из крайних северных или южных бассейнов планеты, т. е. из вод Арктики и Антарктики. Была бы только достаточная разность температур для эффективной работы тепловой машины. А разность там обычно есть и иногда не меньше, чем в тропиках.
Но не между слоями поверхностной и глубинной воды, как в тропиках. Например, в Северном Ледовитом океане температура в поверхностном слое подо льдом близка к 0 'С. Ниже, на нескольких сотнях метров глубины, температура воды немного повышается и доходит примерно до О,б 'С. Там находится теплый промежуточный слой, образовавшийся А . за счет притока вод атлантического происхождения.
глубже нескольких сот метров температура воды снова понижается до минус 1 "С. Самая холодная вода встречается в Датском проливе близ Гренландии, где температура ее падает до минус 2,2 'С; такая же холодная вода бывает и в море Уэддела в Антарктике. Где же при подобных условиях взять достаточно высокую разность температур е этих пи~ротах плаиеть~у Па помощь энергетикам приходит холодный воздух. 132 Во многих районах Арктики ббльшую часть года темпера- тура воздуха ниеке минус 10 'С. Например, на Новосибирских островах в году бывает всего 2 — 4 дня с тем1пературой возчуха выше минус 10 'С, ка пеоорежье моря Лаптевых таких дней от 10 до 14, а на архипелаге Северная Земля их только 10 — 12.
В осталшюе время года здесь царствуют морозы, временами значительно превышающие минус 10 'С. На возможность пспользозанзя энергетического потенциала высоких широт, по-вкдпмому, первым обратил внимание в 1928 г. французский инженер Баржо. В качестве нагревателя км предлагалась порская вода с температурой, близкой к 0 "С.
Холодвльнпкою доля~ен был служить морозный воздух. В ка еестве вторичного рабочего тела было предложено взять такое вещество, которое кипело бы при температуре несколько ниже 0 'С и конденсировалось бы в жидкость при температуре минус 20 'С. Баржо рекомендовал углеводородные соединения типа пропана, бутана плп пзобутана. Для предотвращения потерь рабочего вещества предлагался замкнутый цикл работы энергетической установки. Схема Баржо имеет много общего с идеей Д'Арсонваля. Но, учитывая арктические условия, Баржо предлагал вызывать кипение рабочего тела путем разбрызггвания в нагревателе морской .воды, чтобы замерзая, опа отдавала рабочему телу свою скрытую теплоту льдообраэоваппя.
Это — остроумное предложение, но, как лучше реализовать его, до сих пор неизвестно. Предложенио Баржо ие было практически реализовано. Пятьдесят лет назад указывались минимум две причины этого: малый КПД установки и практически неприемлемые размеры топлообменника (нагревателя) для получения достаточной мощности кз-за нивкой рабочей температуры нагревателя.
А недавно опубликована работа А. К. Ильина, где показана возможность практической реализации преобразования тепловой энергии океана в арктических районах е. В ней отмечается не только важность наличйя достаточного градиента температуры, но также и необходимость достаточной скорости ветра и скорости течения воды в океане. Два последних условия, на которые ' Иеьип А. К.
Особенности преобразования тепловой энергии океана в арктических районах. — В кнл Преобразование тепловой енергвв океана. Влейввостек: ТОИ ДВИЦ ЛН СССР, 1984, е,. 18 — 55. 133 раньпге не об ращалось должного внимания, необходимы для обеспечения нормальной работы теплообм Б о менников. ~ лагоприятные условия для работы энергетических уста- ~ новок имеются в устье сибирских рек. Допустимая максимальная степень охлаждения воды в арктических силовых установках определяется неравен- б энергией, получаемой от сжпгаппя химнческо1о топлива на Земном шаре в течение годал '. Использование новых источников энергии весьма важно для развития энергетики Крайнего Севера.
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ЛА ОСНОВЕ ЭЗФ Т,Тм=йТ(2 К, где Т вЂ” телшература морской воды, забираемой в паг еватель п еоб р разователя; Т, — температура замерзания морской воды при данной солености. Физический смысл этого неравенства заключается в том, что морскую воду нельзя доводить до точки замерзания, как предлагал в свое время Баржо. Гслк опа будет замерзать в теалообменнике, служащем нагревателем для вторичной рабочей жидкости, то образуется лед, который нарушит работу преобразователя. П о расчетам Ильина, КПД энергетической устнк мо пост ус в нкошш щ тью около о0 кВт в арктических условиях к. чается в пределах 0,79 — 2,08 %.
Речь идет о КНД нсполь- Д самой устазования тепла воды, что же касается КПД тн цифра новки, то он достаточно высок н достигает 43 с4 Э ф Н относится к аммиачной установке мощностью 1 МВ . а основйнии детальных расчетов автор приходит к выводу, что в арктических районах океана зимой энергия, обусловленная разностью температур между морской сс'- дой подо Льдом и атмосферным воздухом, может использоваться достаточно эффективно. Имеется и другой путь использования тепловой энергии океана в высоких широтах.
Речь идет о термоэлект ических преобразователях, на перспективность применения которых для этой цели указывал академик А. Ф. Иоффе еще в 1932 г. в Тихо г. В паше время этот вопрос исследуется По ихоокеанском окоанологнческом ивст туте АН СССР. и о расчетам, при разности температур 10 'С и разности глу ин 100 м при использовании термоэлектрических преобразователей энергии с КПД 1 % с 1 клгз поверхности океана можно получить электрическую мощнос М1 т. Необходимым условием является наличие течения со скоростью не менее 0,1 м7с.
Отмечается, что «общая энергия Ми ов р ого океана, которую можно использовать подобным образом, превышает 10" Дж в год т. ж в год, т. е. сравнима 1ЗА ЭЗФ вЂ” эффокт заноминанпя формы — физическое явление, впервые обнаруженное советскими учеными — академиком Г. В. Курдюмовым и ~!. Р. Хондросом в 1949 г. Эффект запоминания формы наблюдается в особых сплавах и заключается в том, что детали из ких восстанавливают после деформации свою начальную форму прп тепловом воздействии. Например, если пластинку пз сплава нитинол согнуть в холодном состоянии в дугу, то ока будет сохранять эту форму сколь угодно долго.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
