Паросиловая установка

 

1. ПАРОСИЛОВАЯ УСТАНОВКА по авт. сб. № 920239, отличающаяся тем, что, с целью повышения КПД и удельной мощности, она снабжена дополнительными парогенератором , турбиной, конденсатором и конденсатным насосом, соединенными I Г8 / 10111 в замкнутый герметичный размещенный внутри основного контура дополнительный контур с рабочим телом, имеющим температуру кипения, меньшую температуры конденсации основного контура, причем стенка конденсатора основного контура выполнена заодно со стенкой дополнительного парогенератора. 2. Установка по п.. 1, о т л и чающаяся тем,то парогенератор основного контура на наружной поверхности имеет турбинные лопатки для взаимодействия с потоком горячего теплоносителя, причем входные кромки лопаток направлены вдоль потока . . 7 / / В 2J 25. Фиг, 1

СООЭ COBETCHHX

Ц

РЕСПУБЛИК. 0Ю (11) 31Я) F 01 К 11/04

ГОСУДАРСТВЕННОЙ НОМИТЕТ СССР

AO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 1 " Я

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) (57) 1. ПАРОСИЛОВАЯ УСТАНОВКА по авт. св. В 920239, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения КПД и удельной мощности, она снабжена дополнительными парогенератором, турбиной, конденсатором и конденсатным насосом, соединенными (61) 920239 (21) 3458873/24-06; 3458874/24-06 (22) 23.06.82 (46) 15.07.84. Бюл. У 26 (72) В.В.Иванов и В.Н.Васильев (53) 621 ° 165(088.8) . (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 920239, кл. F 01 К 11/04, 1979. в замкнутый герметичный размещенный внутри основного контура дополнительный контур с рабочим телом, имеющим температуру кипения, меньшую температуры конденсации основного контура, причем стенка конденсатора основного контура выполнена заодно со стенкой дополнительного парогенератора.

2. Установка rio п,. 1, о т л ич а ю щ а я с я тем, -что парогенератор основного контура на наружной поверхности имеет турбинные лопатки для взаимодействия с потоком горячего теплоносителя, причем входные кромки лопаток направлены вдоль потока.

»030

Изобретение относится к энергетическому машиностроению, а именно, к паросиловым установкам, предназначенным для привода различных агрегатов, в частности, транспортных уста- 5 новок, насосов и т.п.

По основному авт. св. N 920239 известна паросиловая установка, содержащая коаксиально установленные на основании в подшипниковых опорах парогенератор, турбину, конденсатор и конденсатный насос, последовательно соединенные в замкнутый контур, причем конденсатор и парогенератор выполнены в виде тел вращения, кон- 15 денсатор прикреплен к парогенератору и смещен относительно него.к оси вращения, а .рабочее колесо насоса прикреплено к торцу парогенератора, рабочее колесо турбины прикреплено 20 к противоположному торцу парогенератора (1) .

Однако в известной установке низкий КПД и недостаточная удельная мощность, обусловленные тем, что 25 тепло, отводимое от рабочего тела при его конденсации, а также кинетическая энергия горячего теплоносителя не используются для получения полезной работы. 30

Цель изобретения — повышение КПД. и удельной мощности, Указанная цель достигается тем, что паросиловая установка, содержа- 35 щая коаксиально установленные на основании в подшипниковых опорах парогенератор, турбину, конденсатор и конденсатный насос, последовательно соединенные в замкнутый контур, 40 причем конденсатор и парогенератор выполнены в виде тел вращения, конденсатор прикреплен к парогенератору и смещен относительно него к оси вращения, а рабочее колесо насоса при- 45 креплено к торцу парогенератора и рабочее колесо турбины прикреплено к противоположному торцу парогенератора, снабжена дополнительными парогенератором, турбиной, конденсатором 50 и конденсатным насосом, соединенными в замкнутый герметичный размещенный внутри основного контура дополнительный контур с рабочим телом, имею-. щим температуру кипения, меньшую 55 температуры конденсации основного контура, причем стенка конденсатора основного контура выполнена заодно

02 2 со стенкой дополнительного парогенератора.

Парогенератор основного контура на vàðóæíîé поверхности имеет турбинные лопатки для взаимодействия с потоком горячего теплоносителя, причем входные кромки лопаток направлены вдоль потока.

При таком выполнении установки тепловая энергия, отводимая от рабочего тела основного контура, используется для получения полезной работы в дополнительном контуре, а кинетическая энергия горячего теплоносителя так же, как и энергия рабочего тела, используется для вращения турбины..

На фиг. 1 представлена паросиловая установка, осевой разрез; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1; на фиг.. 3 — вид В на фиг. 1.

Установка содержит основание и коаксиально установленные на нем в подшипниковых опорах 2 парогенератор 3, турбину 4, конденсатор 5 и конденсатный насос 6, последовательно соединенные в основной замкнутый герметичный контур. Конденсатор 5 и парогенератор 3 выполнены в виде тел вращения, конденсатор 5 прикреплен к парогенератору 3 и смещен относительно него к оси вращения, рабочее колесо насоса 6 прикреплено к торцу парогенератора 3, а рабочее колесо турбины 4 прикреплено к противоположному торцу парогенератора 3.

Между парогенератором 3, турбиной 4, конденсатором 5 и насосом 6 установлен торообразный термоизолятор 7.

Внутри основного контура, образованного парогенератором 3, турбиной 4, конденсатором 5 и насосом 6, размещен дополнительный герметичный. замкнутый контур, образованный дополнительными парогенератором 8, турбиной 9, конденсатором 10 и конденсатным насосом 11, между которыми установлен торообразный термоизолятор 12. Стенка конденсатора 5 основного контура выполнена заодно со стенкой дополнительного парогенератора 8.

Основной контур паросиловой установки частично заполнен рабочим телом с относительно высокой температурой кипения и конденсации, например ртутью. Дополнительный контур установки частично заполнен рабочим телом с температурой кипения, меньшей температуры конденсации рабочего тела основного контура, например водой.

Стенка 13 дополнительного конденсатора 10 соединена с втулкой 14 вала 15 лопатками 16 вентилятора.

Основной и дополнительной контуры, образованные парогенераторами 3 и 8, турбинами 4 и 9, конденсаторами 5 1о и 10 и насосами 6 и 11, расположены в корпусе основания 1. В центральной части корпуса основания 1 выполнено окно 17 всасывания вентилятора с направляющими лопатками 18. На периферийной части корпуса основания 1 размещена газовая горелка с торообразным коллектором !9, соединенным с входным патрубком 20 газа и соплами 21, оси которых направлены по 2б касательной к наружной поверхности парогенератора 3 основного контура.

Парогенератор 3 на наружной поверхности имеет турбинные лопатки 22 для взаимодействия с потоком горячего газа горелки, причем входные кромки лопаток .22 направлены вдоль потока. Основной и дополнительный контуры с турбинными лопатками 22, втулкой 14, валом 15 и лопатками 16 вен. тилятора составляют общий ротор 23 паросиловой установки.

В корпусе основания 1 размещена также электросвеча 24 зажигания горелки и окна 25 выхода продуктов

35 сгорания.

Паросиловая установка работает следующим образом.

При пОдаче ГорячеГО Газа ПОд дав 40 лением через входной патрубок 20 и сопла 21 на турбинные лопатки 22 ротор 23 раскручивается вхолостую; при достижении определенной скорости вращения с помощью электросвечи 24, 4 зажигается факельный веер газовых струй горелки и обеспечивается пузырчатое кипение и перегрев рабочего, тела основного контура в парогенераторе 3.

Пар срабатывает свою энергию на турбине 4, конденсируется в конден3 1103002 4 саторе 5 и подается в виде жидкости насосом б к парогенератору 3.

При конденсации рабочего тела основного контура оно передает тепло через стенку конденсатора 5» которая является одновремевло стенкой дополните.пьного парогенератора 8, рабочему телу дополнительного контура.

Цикл дополнительного контура установки аналогичен циклу основного контура. Конденсация рабочего тела дополнительного контура обеспечивается продувкой воздуха вентиляторными лопатками 16. Далее воздух, подогреваемый теплопередачей от ротора 23, подается к газовой горелке, обеспечивая сгорание горячих газов при хорошем КПД горения в связи. с тем, что воздух подогрет и нет необходимости тратить энергию на его подогрев при сгорании. Кинетическая энергия газовой струи, выходящей из сопел 21, срабатывается на турбин. ныл лопатках 22, что способствует повышению КПД паросиловой установки.

Направления потоков в паросиловой установке показаны стрелками.

КПД и удельная мощность установки увеличены за счет действия следующих факторов: полезного использования тепла, отводимого от рабочего тела основного контура, для получения механической энергии в дополнительном контуре; увеличения поверхности теплообмена на барабане парогенератора основного контура вследствие наличия на нем лопаток; полезного использования для получения вращения ротора не только тепловой.энергии, но и кинетической энергии газов горелки; регенерации тепла, отводимого от дополнительного конденсатора, к охлаждающему воздуху, подаваемому в газовую горелку; устранения необходимости в пусковом двигателе при раскручивании ротора потоком газа газовой горелки. Кроме того, полное отсутствие уплотнений по рабочему телу в такой установке упрощает реализацию бинарного цикла при использовании в качестве рабочих тел основного и дополнительного контуров соответственно ртути и воды.

1103002

Составитель Л.Тугарев

Редактор И.Касарда Техред Т, Маточка Корректор И.Муска

Заказ 4923/26 Тираж 502 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г,ужгород, ул.Проектная, 4