Гелиотеплопреобразователь водного базирования для гелиотеплоэлектростанций

Гелиотеплопреобразователь водного базирования для гелиотеплоэлектростанций

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к гелиоэнергетическим комплексам, размещенным преимущественно в морской акватории, преобразующим солнечные лучи в тепловую энергию, аккумулирующим ее и распределяющим по объектам потребления с целью производства товарной тепловой и электрической энергии.

В основе предлагаемого изобретения находится создание таких конструкций гелиотеплопреобразователей, в которых применяются темные теплопроводные поверхности, поглощающие солнечные лучи и выделяющие соответствующую им тепловую энергию, - гелиопоглощающие устройства, транспортируемые через них (текучие) теплоносители в виде жидкостей, воздуха или специальных газов с повышенной теплоемкостью и теплопроводностью, переносящих тепловую энергию к средствам ее преобразования в электрическую энергию и в теплоаккумуляторы, содержащие теплонакопители - теплоаккумулирующие материалы в виде жидких сред (например, воды, минеральных масел, расплавленных парафинов, кремнийорганических соединений), или их смесей, или сыпучих материалов, внутри которых свободные полости заполнены текучим теплоносителем, и снабженные средствами регулирования давления и скорости текучего теплоносителя в них, а также гелиоконцентраторы, которые уплотняют солнечную радиацию на одних участках территории за счет других, причем гелиотеплопреобразователи используются для специальных энергетических, технологических и экономических целей. При этом теплоаккумуляторы являются теплоизолированными источниками тепловой энергии заданной мощности на заданный, часто длительный период, и они обеспечивают впрок тепловой энергией технологические средства гелиотеплоэлектростанций для выработки товарной тепловой и электрической энергии.

Известны технические решения в этой области, среди которых наиболее близкими для эффективной промышленной реализации, по мнению авторов, в результате изучения патентной и научно-технической информации, являются следующие:

1. Устройство, созданное патентом РФ №2199023 «Ветроэнергетический комплекс» (F03D 9/00, F24J 2/42, опубл. 20.02.2003 г.), которое содержит теплоаккумулирующую емкость с использованием щебня как теплоаккумулирующего материала, накрытого светопроницаемым теплоизолирующим материалом, поверхность которого под таким светопроницаемым куполом вбирает в себя тепловую энергию солнечных лучей. Воздух как теплоноситель проходит из окружающей среды снизу через полости, пустоты между камнями горячего щебня и, нагреваясь, поступает в зону тыльной стороны ветроколеса и ускоряет его вращение. Воздух как теплоноситель нагревается также наружной поверхностью теплоаккумулирующего материала и уходит по технологическому назначению.

В данном случае имеет место главный недостаток - однократное прохождение теплоносителя через теплоаккумулирующую емкость. Положительным фактором является прохождение воздуха как теплоносителя через толстый слой щебня, имеющий высокую (заданную) суммарную теплоемкость и низкую удельную стоимость, что позволяет эффективно использовать его как наполнитель теплоаккумулирующей емкости с заполнением в нем свободных полостей текучим теплоносителем.

2. Устройство, созданное патентом РФ №2200915 «Способ создания мощных гелиоэнергоустановок» (F24J 2/42, опубл. 20.03.2003 г.), которое содержит теплоаккумулирующую емкость, погруженную в водную среду водоема, заполненную водой как теплоаккумулирующим материалом и ограниченную по периметру посредством стенок и днища, изготовленных с помощью полимерной пленки, закрепленной на гибком проволочном каркасе, и теплоизолированную от окружающей среды светопроницаемым куполом. Над открытой поверхностью теплоаккумулирующей емкости под светопроницаемым теплоизолирующим куполом размещена платформа, изготовленная из гибкого проволочного каркаса, заполненного воздухопроницаемым гелиопоглощающим материалом, в частности металлическими плитками со сквозными отверстиями. В этой гелиотеплопреобразующей конструкции воздухопоток из внешней среды в качестве транспортируемого теплоносителя проходит над теплоаккумулирующей водной средой, нагреваемой солнечными лучами через светопроницаемое покрытие, и далее проходит снизу вверх через указанную гелиопоглощающую воздухопроницаемую платформу, в которой дополнительно нагревается энергией солнечной радиации, и направляется на вход ветротурбоэлектроагрегата, снабженного управляемой тяговой трубой. Данное устройство является реализуемым в промышленных масштабах и может обеспечить выработку электроэнергии значительной мощности. Наиболее существенным недостатком его также является однократное прохождение воздуха как теплоносителя над теплоаккумулирующей емкостью с водной поверхностью и через гелиопоглощающую воздухопроницаемую платформу, под светопроницаемым куполом. Поэтому для получения заданной мощности гелиоэнергоустановки требуется увеличение поверхностей теплоаккумулирующей емкости и воздухопроницаемой платформы и, следовательно, удельной стоимости гелиотеплопреобразователя относительно целесообразного уровня для таких гелиоэнергетических объектов.

Оба приведенных устройства содержат базовые элементы технических решений, примененных в настоящем предлагаемом изобретении, однако более близким к последнему является второе, включающее существенные признаки как прототип.

3. Устройство, созданное патентом РФ №2267061 «Способ термопреобразования солнечной энергии» (F24J 2/42, 2/15, 2/18, опубл. 27.12.2005 г.), которое содержит гелиоконцентраторы, выполненные на основе применения двухуровневой структуры: а) один уровень представляет собой концентраторы и проводники солнечный лучей, которые имеют пирамидообразную форму и направляют последние из окружающей среды на наружную поверхность гелиотеплопреобразующей камеры с уменьшенной ее величиной относительно поверхностей их внешних лучезаборных проемов - больших по площади оснований пирамидообразных конструкций, у которых боковые грани покрыты лучеотражающим материалом; б) другой уровень представляет собой поле пирамидообразных концентраторов и проводников солнечных лучей, встроенных в наружную теплоизоляцию гелиотеплопреобразующей камеры, через меньшие основания которых концентрированные пучки солнечных лучей направляются в ее внутреннюю среду, где преобразуются в тепловую энергию, причем их боковые поверхности также покрыты лучеотражающим материалом.

Такие способ и устройство двухуровневой последовательной гелиоконцентрации позволяют резко сократить тепловые потери в окружающую среду без существенного уменьшения энергии солнечной радиации, поступающей внутрь гелиотеплопреобразующей камеры, за счет чего температура воздушной среды в последней достигает значительно больших значений, чем в других известных технических решениях. Кроме того, в данном устройстве применены средства утилизации тепловых потерь, которые в известных технических решениях проникают из гелиотеплопреобразующей камеры в окружающую среду и теряются бесполезно.

Данное устройство также представляет собой в этой части прототип технического решения, примененного в предлагаемом изобретении.

Задачей создания последнего является разработка преимущественно для морской акватории такой конструкции теплоаккумулирующей емкости в совокупности с теплоаккумулирующим материалом и теплоносителем, такой траектории движения транспортируемого теплоносителя и такого конструктивного соединения гелиопоглощающей поверхности с названными гелиоконцентраторами и, по меньшей мере, двумя светопроницаемыми теплоизолирующими поверхностями, разделенными теплоутилизирующими средами, чтобы объемы и расстояния перемещения теплоносителя были минимизированы, мощность солнечной радиации за счет гелиоконцентрации увеличена, теплопотери в системе значительно снижены, а удельная себестоимость гелиотеплопреобразователя на созданной конструктивной основе получила бы перспективу устойчивого снижения до величины удельной себестоимости ТЭЦ и даже ниже, несмотря на применение в качестве первичного источника тепловой энергии низкопотенциальной солнечной энергии.

Технический результат настоящего решения согласно предлагаемому изобретению заключается в том, что в отличие от указанного прототипа применены днище и боковые поверхности - стены теплоаккумулирующей емкости из жесткого пенистого материала, например газобетона, пенобетона или пеностекла, с высоким содержанием теплоизолирующих пузырьков в нем и с применением особо легкого теплоизолирующего наполнителя, так что его удельные вес и себестоимость являются низкими при весьма малой теплопроводности, однако с соответственно пониженной прочностью, что успешно компенсируется равномерным прижатием его посредством специальной несущей конструкции к наружной среде, в данном случае водной, достигаемым созданием избыточного внутреннего давления, при этом верхнее теплоизолирующее покрытие теплоаккумулирующей емкости в качестве ее потолка, созданное из аналогичного материала, имея высокую пористость, но пониженную прочность, расположено и удерживается при помощи самого теплоаккумулирующего материала как основной несущей базой. Такой потолок может не опираться на стены, а быть вложенным в них с минимальным зазором по всему периметру и иметь определенную свободу вертикального перемещения с учетом теплоизоляции образованных щелей по периметру и гибких подключений к нему технологических каналов. Это полностью решает все попутно возникающие проблемы прочности в такой конструкции. В качестве теплоаккумулирующего материала применена вода. В частности, может быть применен и щебень с наполнителем в виде текучей среды (воздуха, специального газа или жидкости). Они при этом использованы одновременно и как транспортируемый текучий теплоноситель. Именно в текучей среде теплоаккумулирующей емкости (в процессе эксплуатации) создано небольшое избыточное давление, величиной от сотых до нескольких десятых долей атмосферы, совмещенное в отдельных случаях с удерживающими канатными растяжками или плоскими, стержневыми, трубными вставками между противоположными стенами, днищем и потолком. При этом положение верхнего теплоизолирующего покрытия (потолка) уравновешивается давлением снизу с учетом его плавучести, веса и веса размещенного на нем оборудования. Гелиотеплогенерирующая конструкция в данном техническом решении выполнена посредством типовых конструкций в виде пустотелого короба с гелиопоглощающими верхним или нижним основаниями, находящегося в потоке солнечных лучей, усиленном гелиоконцентраторами, посредством чего транспортируемый (прокачиваемый) теплоноситель нагревается солнечными лучами в солнечный период времени и уносит тепловую энергию во внутреннюю среду теплоаккумулирующей емкости, непрерывно циркулируя между ними, для чего содержатся соответствующие средства для обеспечения циркуляции (кругооборота) теплоносителя. При этом применены короткие теплоизолированные трубопроводы в циркуляционных каналах. Транспортируемый теплоноситель может направляться и параллельно теплоаккумулирующей емкости к другим потребителям тепловой энергии посредством теплопередающих каналов и соответствующих переключателей. Температура нагрева теплоносителя на входе в теплоаккумулирующую емкость определяется, главным образом, допустимыми физико-химическими характеристиками теплоносителя и может достигать или превышать 100°С, а в специальных случаях - достигать 200°С и более. Для снижения теплопотерь в окружающую среду от указанных гелиотеплопреобразующих коробов над последними согласно предлагаемому изобретению размещены вторые - верхние короба, выполненные в виде светопроницаемых теплоизолирующих конструкций с замкнутой теплоизолирующей воздушной средой, которая подключается периодически через временные интервалы или с регулированием скорости непрерывного протока текучей среды к дополнительным средствам утилизации теплопотерь. Эти средства преимущественно содержат тепловые преобразователи и, в частности, термодинамические каналы с легко испаряемой жидкостью, в том числе с применением паровых турбин, соединенных с электрогенераторами. В составе гелиотеплопреобразователя применены также технологические проходы и проезды, а поверхности технологических проходов, в частности, теплоизолированы боковыми сторонами специально устроенных пирамидообразных гелиоконцентраторов, расположенных над указанными коробами, причем теплоаккумулирующие емкости термодинамически соединены с соответствующими потребителями тепловой энергии. Благодаря этому достигается основной технический результат - высокий КПД гелиотеплопреобразователя в условиях размещения его в водной среде, на подводной почве или наплаву, с применением якорных средств, в частности, - с автоматическим регулированием длины и натяжения якорных канатов.

Частными техническими результатами предлагаемого изобретения являются резко сниженная себестоимость гелиотеплопреобразователя, позволяющая осуществлять массовое строительство гелиотеплоэлектростанций, возможность культивирования растительных насаждений на отведенной для энергетического производства территории, надежность и долговечность работы энергетического комплекса и ряд других.

Указанный технический результат при осуществлении предлагаемого изобретения достигается тем, что относительно известных устройств из приведенных выше данных, гелиотеплопреобразователь водного базирования, содержащий теплоаккумулирующую емкость, размещенную в водной среде водоема, например в морской акватории, зафиксированную в водном пространстве относительно подводного основания, в частности, якорными средствами на плаву и заполненную жидкой средой, преимущественно водой, как теплоаккумулирующим материалом, причем теплоаккумулирующая емкость выполнена с помощью теплоизолирующих днища, стенок, а также потолка в виде гелиопоглощающей воздухопроницаемой платформы, которая снабжена несущим зачерненным сверху основанием, сквозными воздухопроходными отверстиями и светопроницаемым теплоизолирующим покрытием, энергетически связанными, по меньшей мере, с одним гелиоконцентратором, расположенным над ними и/или рядом с ними, и текучую среду - воздух в качестве теплоносителя, траектория движения которого включает в себя воздухозаборные проемы, размещенные под поверхностью светопроницаемого теплоизолирующего покрытия, теплоаккумулирующую емкость, воздухопроницаемую гелиопоглощающую платформу и, по меньшей мере, один выходной проем, подключенный трубными каналами к внутренней среде теплоаккумулирующей емкости и к средствам съема и преобразования тепловой энергии, входящим в состав технологического оборудования гелиотеплоэлектростанции, имеет отличия в том, что теплоаккумулирующая емкость содержит указанные днище, стенки и верхнее покрытие, выполненные с помощью жесткого теплоизолирующего воздухонасыщенного материала, в частности пенобетона и/или пеностекла, и закрепленного по боковому периметру посредством ажурной несущей конструкции, внутренние свободные полости которой гидротеплоизолированы от внешней среды и содержат теплоутилизирующую среду, подключенную через устройства управления к средствам съема и преобразования тепловой энергии, входящим в состав технологического оборудования гелиотеплоэлектростанции, и заполнена водой как теплоаккумулирующим материалом, примененным одновременно в качестве основной опорной базы для названного плавающего верхнего покрытия, для чего ее внутренняя теплоаккумулирующая среда соединена со средствами задания и регулирования избыточного давления в ней с применением, при наличии в водоеме колебания уровня водной поверхности, в частности, приливов и отливов, автоматически регулируемых якорных средств, а на ее верхнем теплоизолирующем покрытии снаружи герметично установлены пустотелые гелиопоглощающие короба, вытянутые и состыкованные между собой в длину в транспортабельные каналы текучей нагреваемой среды как теплоносителя, снабженные на их противоположных торцах входными и выходными проемами, причем основания каждого из гелиопоглащающих коробов изготовлены из темного теплопроводного материала и/или светопроницаемого теплоизолирующего материала сверху в сочетании с очернением нижнего основания, при этом гелиопоглощающие короба сверху накрыты светопроницаемыми воздухонаполненными конструкциями в виде вторых - верхних - светопроницаемых теплоизолирующих коробов, создающих замкнутую теплоизолирующую воздушную среду над ними, причем входные и выходные проемы гелиопоглощающих коробов подключены к внутренней жидкой теплоаккумулирующей среде теплоаккумулирующей емкости посредством, по меньшей мере, одного теплопередающего циркуляционного канала текучего теплоносителя, связанного термодинамически с последней, а замкнутая теплоизолирующая воздушная среда, содержащаяся в верхних светопроницаемых теплоизолирующих коробах, подключена в качестве одного из средств утилизации теплопотерь к теплоаккумулирующей емкости и/или к названному технологическому оборудованию гелиотеплоэлектростанции посредством автономных воздухопроводов и циркуляционных теплоутилизирующих каналов, при этом в воздушной среде верхних светопроницаемых теплоизолирующих коробов размещено плоское поле вытянутых в длину концентраторов и проводников солнечных лучей - встроенных лучеконцентраторов в качестве названного гелиоконцентратора, боковые поверхности которых выполнены как лучеотражающие и образуют вытянутые в длину теплоизолирующие лучеотражающие профили треугольного поперечного сечения, в частности пустотелые, а их геометрические и оптические параметры установлены посредством параллельной фиксации названных профилей на расчетных расстояниях, с помощью чего созданы легкие конструкции в виде прямоугольных рамок, снабженных конструктивно заданным количеством встроенных в них и вытянутых на соответствующую длину лученаправляющих пирамидообразных щелей, причем суммарная площадь верхних оснований этих щелевых пирамидообразных проемов превышает площадь нижних, и они как основания встроенных лучеконцентраторов, обращенные навстречу входящему потоку солнечных лучей, накрыты светопроницаемым теплоизолирующим материалом, причем между смежными гелиопоглощающими коробами на поверхности теплоизолирующего верхнего покрытия теплоаккумулирующей емкости созданы технологические проходы, при этом верхние слои теплоаккумулирующего материала внутренней среды теплоаккумулирующей емкости и/или теплоутилизирующей среды, находящейся во внутренних полостях ажурной несущей конструкции, подключены, по меньшей мере, к одному тепловому преобразователю, который своим выходом термодинамически связан с указанными средствами съема и преобразования тепловой энергии, входящими в состав технологического оборудования гелиотеплоэлектростанции, а обратные отводы от теплового преобразователя подключены соответственно к их нижним слоям, при этом внутренняя среда теплоаккумулирующей емкости связана термодинамически с электротермическими преобразователями, подключенными к источникам электрического напряжения, и снабжена герметизированными люками.

Отличие также в том, что в теплоаккумулирующей емкости размещены замкнутые свободные полости, изготовленные из жесткого теплопроводного и/или эластичного материала, к которым подключены посредством воздушной среды как рабочего тела регуляторы объема и давления в ней.

Отличие состоит также в том, что над указанным полем встроенных плоских лучеконцентраторов расположен второй пирамидообразный - внешний концентратор и проводник солнечных лучей как один из уровней названного гелиоконцентратора, накрывающий своим нижним пустотелым основанием поле встроенных лучеконцентраторов, при этом теплоизолирующие, расходящиеся кверху боковые грани внешнего концентратора и проводника солнечных лучей содержат лучеотражающий материал, а верхнее основание закрыто светопроницаемым материалом, обращено в сторону поступающих солнечных лучей из окружающего пространства и совместно с нижним основанием вытянуто по ширине теплоаккумулирующей емкости, которая, в свою очередь, вытянута в длину с запада на восток, причем верхние основания смежных внешних концентраторов и проводников солнечных лучей состыкованы между собой с образованием между ними продольных светопроницаемых и теплоизолирующих участков малой ширины, чем одновременно созданы пирамидообразные теплоизолирующие и атмосферозащитные покрытия технологических проходов, внутри которых также применен лучеотражающий материал и размещены посадочные емкости для культивирования овощей, ягод и других растительных культур.

Отличие и в том, что на поверхности водоема с помощью плавающих теплоизолирующих подложек - плотов, которые размещены преимущественно параллельно теплоаккумулирующей емкости, установлены дополнительные гелиопоглощающие короба, покрытые светопроницаемыми, лучеконцентрирующими и теплоизолирующими конструкциями с технологическими проходами между ними, при этом данные короба по ширине размещены в параллельные ряды, вытянутые в длину преимущественно с запада на восток, причем теплоаккумулирующая емкость и подложки - плоты, несущие указанное оборудование, снабжены технологическими водными проездами, над которыми преимущественно размещены на опорных конструкциях верхние ряды подобных гелиопоглощающих коробов со светопроницаемыми просветами между ними и которые применены одновременно для выращивания овощей, ягод и других культивируемых растений в посадочных емкостях, расположенных на технологически определенной высоте над уровнем водоема, и/или для размещения плавающих сооружений двойного назначения - энергетического и хозяйственно-экономического, с применением их наружных поверхностей для установки дополнительных лучеотражающих конструкций и закрепленных к поверхностям этих сооружений подобных гелиопоглощающих коробов, включенных в названные циркуляционные каналы с текучим теплоносителем, внутренние пространства которых оснащены преимущественно экзотермическими производствами, причем плавающие теплоизолирующие подложки-плоты и сооружения на технологических водных проездах зафиксированы относительно теплоаккумулирующей емкости, а светопроницаемые проемы над последними, между гелиопоглощающими коробами, закрыты светопроницаемым теплоизолирующим материалом.

Отличие и в том, что параллельно по отношению к названной теплоаккумулирующей емкости размещены дополнительные подобные теплоаккумулирующие емкости с расположенными на них гелиопоглощающими коробами в аналогичных конструкциях и между ними созданы технологические водные проезды, при этом теплоаккумулирующие емкости и гелиопоглощающие короба включены в соответствующие системы циркуляционных каналов посредством подводных и/или надводных теплоизолированных трубопроводов, которые зафиксированы в его объединенной плавбазе.

Отличие также в том, что в нем, по меньшей мере, в части его теплоаккумулирующих емкостей и гелиопоглощающих коробов в качестве теплоаккумулирующего материала применено высокотемпературное жидкое вещество, а в качестве текучего теплоносителя - аналогичный материал и/или газообразное вещество, при этом гелиопоглощающие короба выполнены для условий повышенного давления посредством применения темных металлических плоских трубопроводов, снабженных разъемными гидравлическими соединениями на торцах.

Отличие и в том, что к нему подключен, по меньшей мере, один теплопередающий циркуляционный канал товарного теплоснабжения потребителей.

Дальнейшие пояснения по сути предлагаемого изобретения будут даны на основе Фиг.1-5, посредством которых представлен один из вариантов его реализации.

На Фиг.1 дан пример принципиальной схемы конструкции гелиотеплопреобразователя.

На Фиг.2 показан вариант конструкции гелиопоглощающих коробов и утилизации тепловых потерь.

На Фиг.3 дан вариант расположения оборудования гелиотеплопреобразователя в плане.

На фиг.4 приведен пример принципиальной схемы конструкции и размещения пирамидообразных гелиоконцентраторов с атмосферной защитой.

На Фиг.5 показан пример принципиальной схемы конструкции встроенного плоского лучеконцентратора.

Гелиотеплопреобразователь согласно предлагаемому изобретению включает в себя теплоаккумулирующую емкость 1, внутренняя среда (1) которой содержит в качестве теплоаккумулирующего материала воду 2 и жидкий (водный) теплоноситель 3, гелиопоглощающий короб 4 (его внутренняя полость также имеет номер 4) с движущейся водой 3 как теплоносителем в его внутренней полости, охваченной гелиопоглощающим теплопроводным материалом его верхнего основания 5 и боковых сторон 6, в данном случае - темным металлом, и циркуляционный теплонакопительный канал, состоящий из всасывающего трубопровода (воздухопровода) и гидравлического насоса 7, предельное избыточное давление воды на выходе которого не превышает 3 атмосфер (атм) и преимущественно составляет лишь 0,05-0,2 атм, внутренней полости гелиопоглощающего короба 4, сквозных отверстий 8 и внутренней водной среды теплоаккумулирующей емкости 1 (Фиг.1), через которую проходят циркулирующие водные потоки 3 (показаны стрелками). Гелиопоглощающий короб 4 в другом варианте может быть выполнен со светопроницаемым верхним основанием и гелиопоглощающим днищем, над которым продвигается нагреваемый текучий теплоноситель, а сквозные отверстия 8 оснащаются трубопроводами либо даже выносятся за его периметр.

В данном конкретном примере реализации гелиотеплопреобразователя стенки и днище теплоаккумулирующей емкости 1 выполнены из внутреннего 9 и внешнего 10 слоев пенобетона, разделенных опорными вставками 11. Воздушный зазор 12 между указанными слоями выполняет функции дополнительной весьма значительной теплоизоляции. Вдоль стен он может быть частично заполнен пенопластом. При этом, если температура воздуха в верхней части воздушного зазора 12 достигает определенного предельного уровня, фиксируемого датчиком температуры 13, включаются пневмоклапан 14 и вспомогательный воздушный компрессор 15, благодаря чему необходимый объем горячего воздуха направляется к средствам 16 съема и преобразования тепловой энергии гелиотеплоэлектростанции, в частности к технологическому оборудованию воздействия на центральный энергетический воздухопоток последней.

Одновременно с этим датчик давления 17 и другой вспомогательный воздушный компрессор 18 с обратным клапаном 19 восстанавливают давление воздуха в воздушном зазоре до заданного значения, которое может превышать давление воды 3 во внутренней среде теплоаккумулирующей емкости 1. Предельно допустимое давление воздуха в воздушном зазоре 12 устанавливается предохранительным воздушным клапаном 20, и его величина соответствует прочностным характеристикам теплоизоляционного материала и конструктивным параметрам стенок и днища теплоаккумулирующей емкости. Последние покрыты гидроизоляцией, которая на Фиг.1 не показана, а к воздушному зазору 12 подключена водяная помпа 21, периодически откачивающая накапливающийся в нем водный конденсат, который возникает в результате охлаждающего действия водной среды 22 (условно охвачена кривой линией 22) водоема. В последней размещена теплоаккумулирующая емкость 1, верхнее теплоизолирующее покрытие 23 которой находится на некоторой высоте над верхним уровнем 24 воды 22, удобной для технологического обеспечения и технического обслуживания гелиотеплопреобразователя.

В других вариантах исполнения теплоаккумулирующей емкости 1 вместо пенобетона может быть применено пеностекло или другие, непрерывно совершенствующиеся, теплоизоляционные материалы. При этом теплоизолирующее верхнее покрытие 23 теплоаккумулирующей емкости 1 в другом варианте может быть выполнено посредством двух платформ из пенистого материала, между которыми размещен особо легкий пенистый материал, в частности сыпучий, удерживаемый от сжатия с помощью вертикальных жестких теплоизолирующих стоек-пластин.

Внутренняя среда теплоаккумулирующей емкости 1, в свою очередь, оснащена средствами стабилизации давления воды (2) в соответствии с заданной величиной. Для этого установлен датчик давления 25 и управляемый выпускной гидроклапан 26 с обратным клапаном 27. С другой стороны теплоаккумулирующей емкости 1 установлен вспомогательный подающий воздухокомпрессор 28 с обратным клапаном 29, который может быть заменен воздухомагистралью (показана пунктиром) с рядом резервных каналов, датчиков давления 30 и предохранительных воздушных клапанов 31. Средства восполнения водного объема в теплоаккумулирующей емкости на Фиг.1 не показаны.

Указанное теплоизолирующее плавучее верхнее покрытие, выполненное преимущественно из строительных блоков наподобие известных панелей потолочных перекрытий, расположено на поверхности воды 2 как на основной опорной базе, которая одновременно, как указано выше, является и теплоаккумулирующим материалом.

На наружной поверхности верхнего покрытия 23 теплоаккумулирующей емкости 1 установлен ряд гелиопоглощающих коробов с промежутками между ними - технологическими проходами. В рассматриваемом варианте гелиотеплопреобразователя по Фиг.1 гелиопоглощающий короб 4 (каждый из них) выполнен из темного металлического листа путем формирования посредством штамповки его верхнего основания 5, боковых сторон 6 и отбортовок - горизонтальных отгибов, полок для их герметичного закрепления к верхнему покрытию 23. Солнечные лучи 32 в дневное время поступают на наружные поверхности 5, 6 гелиопоглощающего короба и преобразуются на них в тепловую энергию, за счет чего жидкий теплоноситель 3 в его внутренней полости (4) нагревается и уносит ее основную часть во внутреннюю среду теплоаккумулирующей емкости 1. Другая часть тепловой энергии теряется в окружающую среду. С целью уменьшения теплопотерь гелиопоглощающий короб 4 охвачен светопроницаемой теплоизолирующей конструкцией - вторым коробом 33, содержащим светопроницаемое верхнее основание 34, выполненное, например, из тонкого листового стекла, боковые стороны 35 и аналогичные горизонтальные отбортовки, отгибы, предназначенные для совместного закрепления с гелиопоглощающим коробом 4 к верхнему покрытию 23 теплоаккумулирующей емкости 1. Светопроницаемое теплоизолирующее основание 34 и боковые стороны 35 создают над гелиопоглощающим коробом 4 теплоизолирующую воздушную среду, которая существенно снижает теплопотери последнего. Однако, в виду плоской конструкции светопроницаемого короба 33 с доминирующим размером верхнего основания 34, указанные теплопотери из-за процесса конвекции остаются все же весьма значительными. С целью их дополнительного существенного сокращения, его воздушная теплоизолирующая среда прокачивается согласно предлагаемому изобретению по второму циркуляционному теплоутилизирующему каналу, в частности, во внутреннюю водную среду (2) теплоаккумулирующей емкости 1. Если этот воздушный поток из второго - светопроницаемого теплоизолирующего короба 33 поступает непосредственно в воду теплоаккумулирующей емкости 1, как и водный теплоноситель 3, то этот воздухопоток, как вспомогательный теплоноситель, также определяется номером 3. Данный циркуляционный канал включает в себя внутреннюю теплоизолирующую и теплопоглощающую воздушную среду (3) светопроницаемого короба 33, воздухопроводы 36, воздушный компрессор или вытяжной вентилятор 37, воздухопровод 38 с его распределительным окончанием во внутренней водной среде (1) теплоаккумулирующей емкости, саму ее водную (водно-воздушную) среду (2, 3) и отводящий воздухопровод 39, подключенный к внутренней полости светопроницаемого теплоизолирующего короба 33 и замыкающий кругооборот воздухопотока - данный воздушный циркуляционный (теплоутилизирующий) канал. Воздух 3 скапливается в водно-воздушной среде (2, 3) теплоаккумулирующей емкости 1 под нижним торцом воздухопровода 39, в том числе благодаря наклону ее теплоизолирующего верхнего покрытия 23, который достигается преимущественно за счет якорных канатов (не показаны). Кроме того, в состав последнего входят магистральные трубопроводы 40, 41, 42, которые запараллеливают соответствующие участки следующих трубопроводов: а) короткие участки подвода воздухопотока от общего трубного вывода 39 из внутренней среды теплоаккумулирующей емкости 1 через магистраль 40 к каждому из общего количества светопроницаемых теплоизолирующих коробов 33; б) короткие участки отвода воздухопотока от последних через магистраль 41 и общий воздухонаправляющий агрегат 37 в общий трубопровод 38, вводящий воздухопоток во внутреннюю среду теплоаккумулирующей емкости 1; в) горизонтальные участки трубопровода 38, размещенные по ширине и длине последней посредством магистрали 42 в водной среде теплоаккумулирующего материала (2), которые с помощью воздухоотводящих отверстий 43 распределяют тепловую энергию данного воздухопотока в более холодных нижних слоях воды с целью передачи им части тепловой энергии, теряемой гелиопоглощающим коробом 4. На Фиг.1 не показан еще один канал утилизации теплопотерь гелиопоглощающего короба, подключаемый в случае высокого нагрева также и нижних слоев воды 2. Этот канал образован от полости 33 через дополнительный воздушный клапан к средствам 16 съема и преобразования тепловой энергии. В последнем случае конвективные теплопотери гелиопоглощающего короба утилизируются практически полностью в рамках общей технологии всей гелиотеплоэлектростанции.

В других исполнениях гелиотеплопреобразователя с текучим теплоносителем, в частности воздухом или специальным газом повышенной теплоемкости и теплопроводности, или высокотемпературным минеральным маслом, расплавленным парафином, когда давление внутри гелиопоглощающих коробов 4 может достигать 3 атмосфер, могут быть применены гелиопоглощающие плоские трубопроводы, выполненные, например, посредством экструзии из алюминия, с внутренними упрочняющими продольными ребрами - перегородками, с последующим зачернением верхней наружной поверхности алюминия. При этом на торцах этих плоских трубопроводов устанавливаются посредством сварки, приклейки, связки цементным раствором фланцы, снабженные гидравлическими соединениями с последующим подключением к ним подводящих - отводящих трубопроводов.

Значительное снижение стоимости гелиотеплоаккумулятора с текучим теплоносителем (в частности водой) связано с рядом факторов. Одним из них является более глубокая интеграция конструкций гелипоглощающего (4) и светопроницаемого теплоизолирующего (33) коробов и дальнейшее снижение их общих теплопотерь. Вариант такого решения представлен на Фиг.2. Здесь в гелиопоглощающем коробе 4 роль гелиопоглощающей поверхности выполняет подложка 44, на которой крепится сам короб 4 и которая является его нижним основанием, располагаемым и преимущественно фиксируемым на верхнем теплоизолирующем покрытии 23 теплоаккумулирующей емкости 1, а верхнее основание 5 выполняется из светопроницаемого материала - стекла (или тонкой стеклянной пленки, при ее наличии, которая относится к высокопрочным материалам со стабильными химико-физическими свойствами). Светопроницаемый короб 33, как и в предыдущем случае, имеет верхнее основание в виде листового стекла или стеклянной пленки, а нижнее основание является открытым, то есть представленным гелиопоглощающим коробом. На Фиг.2 крепление обоих коробов к общему основанию - подложке 44 - осуществляется аналогично, посредством наложения и закрепления боковых изгибов-отбортовок. Это - принципиальная схема взаимосвязи и герметизации коробов 4, 33 и подложки 44. Однако, практически, их боковые стороны должны быть совмещены в данном варианте в одну интегрированную, удешевленную конструкцию из теплоизолирующего материала, снабженную внутренними полками (буртами) для закрепления оснований 5 и 34 (из листового стекла), которые на иллюстрациях не показаны. Боковые стороны имеют