Биогазовый барогальванический электротеплогенератор



Биогазовый барогальванический электротеплогенератор
Биогазовый барогальванический электротеплогенератор
Биогазовый барогальванический электротеплогенератор
Биогазовый барогальванический электротеплогенератор
Биогазовый барогальванический электротеплогенератор

 


Владельцы патента RU 2492333:

Учреждение Научно-исследовательский институт строительной физики Российской академии архитектуры и строительных наук (НИИСФ РААСН) (RU)
Шубин Игорь Любимович (RU)
Сидорцев Сергей Алексеевич (RU)

Изобретение относится к энергетике. В биогазовом барогальваническом электротеплогенераторе, содержащем циркуляционный газовый контур, включающий электрогенерирующую и компрессорную барогальванические ячейки, каждая из которых выполнена в виде диэлектрического корпуса; твердого электролита, выполненного из материала с ионной проводимостью и установленного в корпусе с возможностью его разделения на полости высокого и низкого давления; электродов, выполненных газопроницаемыми из материала с электронной проводимостью и установленных в полостях высокого и низкого давления в контакте с твердым электролитом, электрогенерирующая ячейка выполнена с возможностью ее нагревания посредством источника тепла, а компрессорная ячейка выполнена с возможностью ее охлаждения посредством источника холода. Изобретение позволяет повысить эффективность использования тепла сжигаемого биогаза. 5 ил.

 

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано для прямого преобразования тепла сжигаемого биогаза в электричество постоянного тока с утилизацией тепла отводимых продуктов сгорания на отопление и горячее водоснабжение энерго-автономных усадебных домов.

Известен барогальванический конвертор, содержащий циркуляционный газовый контур, включающий электрогенерирующую и компрессорную барогальванические ячейки, каждая из которых выполнена в виде диэлектрического корпуса, твердого электролита, выполненного из материала с ионной проводимостью и установленного в корпусе с возможностью его разделения на полости высокого и низкого давления, электродов, выполненных газопроницаемыми из материала с электронной проводимостью и установленных в полостях высокого и низкого давления в контакте с твердым электролитом. Электрогенерирующая ячейка выполнена с возможностью ее нагревания посредством источника тепла, а компрессорная ячейка выполнена с возможностью ее охлаждения посредством источника холода, при этом полости высокого давления и полости низкого давления обеих ячеек связаны посредством теплообменника-регенератора, а электроды, установленные в полостях низкого давления ячеек электрически связаны между собой, принят за прототип (Патент на изобретение №2080528 «Барогальванический конвертор», автор Белоусов И.Г, 1997, МПК F25B 9/00).

Недостатком прототипа является то обстоятельство, что он не приспособлен и не может эффективно использовать в качестве источника тепла продукты горения сжигаемого биогаза и в качестве источника холода - циркулирующую жидкость-теплоноситель.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является создание конструкции барогальванического электротеплогенератора, эффективно использующего тепло сжигаемого биогаза.

Поставленная задача достигается тем, что биогазовый барогальванический электротеплогенератор, содержащий циркуляционный газовый контур, включающий электрогенерирующую и компрессорную барогальванические ячейки, каждая из которых выполнена в виде диэлектрического корпуса; твердого электролита, выполненного из материала с ионной проводимостью и установленного в корпусе с возможностью его разделения на полости высокого и низкого давления; электродов, выполненных газопроницаемыми из материала с электронной проводимостью и установленных в полостях высокого и низкого давления в контакте с твердым электролитом. Электрогенерирующая ячейка выполнена с возможностью ее нагревания посредством источника тепла, а компрессорная ячейка выполнена с возможностью ее охлаждения посредством источника холода; при этом полости высокого давления и полости низкого давления обеих ячеек связаны посредством теплообменника-регенератора, а электроды, установленные в полостях низкого давления ячеек электрически связаны между собой, при этом электротеплогенератор дополнительно содержит: цилиндрический корпус-кожух с ножками с перфорированным основанием и боковым запально-смотровым отверстием; коаксиально-цилиндрический тракт вертикального движения вверх продуктов сгорания с турбулизатором потока газов; основную горелку в форме трубчатого обруча с равномерным расположением отверстий в нем для выхода биогаза и подводящим трубопроводом биогаза с краном с ручным приводом; запальную горелку с подводящим трубопроводом биогаза; коаксиальный цилиндрический охладитель системы отопления с циркулирующим через него жидким теплоносителем с краном с электроприводом на входе и краном с ручным приводом на выходе, при этом компрессорная барогальваническая ячейка выполнена в форме коаксиального цилиндра, эквидистантно расположенного внутри охладителя; зонт с обтекателем; теплообменник горячего водоснабжения с вентилями с ручным приводом на входе и выходе, при этом теплообменник выполнен в форме коаксиального цилиндра, внутренняя цилиндрическая поверхность которого приведена в плотный термический контакт с наружной цилиндрической поверхностью тракта движения продуктов сгорания в его конечной верхней части; узел автоматики безопасной работы по тяге и терморегулированию, содержащий магнитный газовый клапан, обеспечивающий полное прекращение подачи биогаза к основной и запальной горелкам при погасании пламени в последней, терморегулятор, обеспечивающий автоматическое регулирование температуры теплоносителя в охладителе, при этом узел автоматики соединен с подводящим трубопроводом биогаза через вентиль с ручным приводом, с отводящими трубопроводами биогаза к запальной и основной горелкам, датчиком тяги, термопарами и электроприводом крана на входе в охладитель; дымоход и теплоизоляцию узлов, при этом электрогенерирующая ячейка выполнена в форме коаксиального цилиндра, внутренняя цилиндрическая поверхность которого, ограничивающая полость высокого давления, приведена в плотный термический контакт с наружной поверхностью коаксиально-цилиндрического тракта движения продуктов сгорания в центральной его части, а электроды и твердый электролит выполнены в форме цилиндров, разделенных на секции, с диэлектрическими прокладками между ними, при этом электроды скоммутированы через штырьковые гермовводы, пропущенные через диэлектрические прокладки; при этом электроды и твердый электролит компрессорной ячейки также выполнены в форме цилиндров, разделенных на секции, с диэлектрическими прокладками между ними, при этом электроды скоммутированы через штырьковые гермовводы, пропущенные через диэлектрические прокладки, при этом регенеративный теплообменник и компрессорная ячейка расположены под электрогенерирующей ячейкой.

На фиг.1 изображена конструкция электротеплогенератора в разрезе;

на фиг.2 - то же, что на фиг.1 - сечение А-А; на фиг.3 - то же, что на фиг.1 - сечение Б-Б; на фиг.4 - диаграмма термодинамического цикла работы электротеплогенератора, зависимость температуры "Т" от энтропии "S"; на фиг.5 - энергетические характеристики электротеплогенератора, зависимость напряжения на электродах ячейки и удельной мощности от плотности тока на электродах ячейки.

Барогальванический электротеплогенератор содержит (фиг.1): 1 - электротеплогенератор; 2 - электрогенерирующая ячейка; 3 - компрессорная ячейка; 4 - диэлектрический корпус ячейки 2; 5 - твердый электролит ячейки 2; 6 - полость высокого давления ячейки 2; 7 - полость низкого давления ячейки 2; 8 - электрод высокого давления ячейки 2; 9 - электрод низкого давления ячейки 2; 10 - диэлектрический корпус ячейки 3; 11 - твердый электролит ячейки 3; 12 - полость высокого давления ячейки 3; 13 - полость низкого давления ячейки 3; 14 - электрод высокого давления ячейки 3; 15 -электрод низкого давления ячейки 3; 16 - теплообменник-регенератор; 17 -первый тракт теплообменника-регенератора; 18 - второй тракт теплообменника-регенератора; 19 - электрическая связь электродов 9 и 15; 20 - цилиндрический корпус-кожух; 21 - ножки; 22 - перфорированное основание; 23 - боковое запально-смотровое отверстие с заслонкой; 24 - коаксиально-цилиндрический тракт вертикального движения верх продуктов сгорания; 25 - турболизатор потока газов; 26 - основная газовая горелка в форме замкнутого трубчатого обруча; 27 - равномерно расположенные отверстия в основной горелке; 28 - основной подводящий трубопровод биогаза к основной горелке; 29 - кран с ручным приводом на основном трубопроводе биогаза; 30 - запальная горелка; 31 - подводящий трубопровод биогаза к запальной горелке; 32 - коаксиальный цилиндрический охладитель компрессорной ячейки системы отопления; 33 - циркулирующий через охладитель жидкий теплоноситель; 34 - кран с электроприводом на трубопроводе теплоносителя на входе в охладитель; 35 - кран с ручным приводом на трубопроводе теплоносителя на выходе из охладителя; 36 - зонт; 37 - обтекатель; 38 - коаксиально-цилинрический теплообменник контура горячего водоснабжения; 39 - вентиль с ручным приводом на трубопроводе с подводимой холодной водой на входе в теплообменник контура горячего водоснабжения; 40 - вентиль с ручным приводом на трубопроводе с отводимой подогретой водой на выходе из теплообменника контура горячего водоснабжения; 41 - внутренняя цилиндрическая поверхность теплообменника контура горячего водоснабжения, приведенная в плотный термический контакт с наружной цилиндрической поверхностью тракта движения продуктов сгорания в его конечной верхней части; 42 - узел автоматики безопасной работы по тяге и терморегулированию, включающий магнитный газовый клапан и терморегулятор, 43 - подводящий трубопровод биогаза к узлу автоматики; 44 - вентиль с ручным приводом на подводящем трубопроводе биогаза к узлу автоматики; 45 - термопара контроля температуры электрода низкого давления 9 электрогенерирующей ячейки 2; 46 - термопара контроля температуры электрода низкого давления 15 компрессорной ячейки 3; 47 - датчик тяги; 48 - дымоход; 49 -теплоизоляция узлов; 50 - цилиндрическая стенка, ограничивающая полость высокого давления электрогенерирующей ячейки 2, приведенная в плотный термический контакт с наружной поверхностью коаксиально-цилиндрического тракта в центральной его части; (фиг.2): 51 - секционный электрод электрода высокого давления 8 ячейки 2; 52 - секционный электрод электрода низкого давления 9 ячейки 2; 53 - секционный электролит твердого электролита 5 ячейки 2; 54 - диэлектрические прокладки; 55 - штырьковые гермовводы; 56 - электрическая коммутация электродов; 57 - наружная клемма секционного электрода 51 электрода высокого давления 8 ячейки 2 для подключения к минусовой клемме аккумуляторной батареи; (фиг.3): 58 - секционный электрод электрода высокого давления 14 ячейки 3; 59 - секционный электрод электрода низкого давления 15 ячейки 3; 60 - секционный электролит твердого электролита 11 ячейки 3; 61 - диэлектрические прокладки; 62 - штырьковые гермовводы; 63 - электрическая коммутация электродов; 64 - наружная клемма секционного электрода 58 электрода высокого давления 14 ячейки 3 для подключения к плюсовой клемме аккумуляторной батареи.

На фиг.4 изображено: (65-66) - процесс выработки электрической энергии в электрогенерирующей ячейке 2 при Т1(мах)=600К; (66-67) - процесс охлаждения перегретого (или сухого) пара (газа) йода низкого давления P2=const=10-2 атм. от Т1(мах)=600К до Т2(min)=400K в первом тракте 17 теплообменника-регенератора 16; (67-68) - процесс сжатия пара йода низкого давления Р2=10-2 атм. при температуре T2(min)=400K до пара высокого давления P1=1 атм. за счет части электрической энергии, выработанной электрогенерирующей ячейкой 2; (68-65) - процесс нагрева пара йода высокого давления P1=1 атм. от Т2(min)=400K до Т1(мах)=600К во втором тракте 18 теплообменника-регенератора 16. Цикл замкнут.

Биогазовый барогальванический электротеплогенератор (фиг.1-4) работает следующим образом.

Открывают вентиль 44. Биогаз по трубопроводу 43 через вентиль 44, блок автоматизации 42 и трубопровод 31 поступает к запальной горелке 30, которую поджигают через боковое запально-смотровое отверстие с заслонкой 23.

Открывают кран с ручным приводом 29, и зажигается основная газовая горелка в форме замкнутого трубчатого обруча 26. Продукты сгорания биогаза в коаксиально-цилиндрическом тракте вертикального движения вверх продуктов сгорания 24 интенсивно перемешиваются с помощью турбулизатора потока газов 25 и через стенку 50 нагревают электрогенерирующую ячейку 2 до температуры Т1(мах)=600К. В ячейке 2 источником электродвижущей силы (ЭДС) служит перепад давления P1 и Р2 рабочего тела на ее электродах 8 и 9. В качестве рабочего тела используется пар йода. Разность термодинамических потенциалов Гиббса для рабочего тела, находящегося при различных давлениях P1 и Р2 в контакте с электродами 8 и 9, является количественной мерой ЭДС ячейки 2.

Рабочий процесс выработки электрической энергии складывается из нескольких стадий. Пар йода из полости высокого давления P1 - 6 проникает через пористый электрод 8 в зону его контакта с твердым электролитом 5. Здесь происходит ионизация атомов или молекул йода путем обмена электронами на поверхности электрода 8 по реакции I 2 + 2 e ¯ 2 I и поступление ионов йода в среду твердого электролита 5, изготовленного, например, из йодистого свинца PbI, с проводимостью по ионам йода. Одновременно с этим происходит обратный процесс в зоне контакта твердого электролита 5 с электродом 9 по реакции 2 I - 2 e ¯ I 2 : ионы йода выходят из твердого электролита 5 в виде нейтральных атомов или молекул, обмениваясь электронами с электродом 9.

Макроскопический рабочий процесс выглядит, как течение рабочего тела - йода через ячейку 2 под действием перепада давлений P1 и Р2 так, что ионная составляющая проходит через твердый электролит 5, а электронная составляющая проходит через внешнюю электрическую цепь, подсоединенную к наружным клеммам 57 и 64 генератора 1. Процесс электрогенерации в ячейке 2 (фиг.4) представлен изотермическим процессом (65-66).

Из полости низкого давления 7 ячейки 2 пар йода с давлением P2(min)=10-2 и температурой Т1(мах)=600К поступает в первый тракт 17 теплообменника-регенератора 16, где охлаждается - процесс (66-67) на фиг.4, до температуры Т2(min)=400K после чего поступает в полость низкого давления 13 компрессорной ячейки 3.

За счет части электрической энергии, выработанной электрогенерирующей ячейкой 2, происходит изотермический процесс сжатия пара низкого давления Р2=10-2 атм. при температуре Т2(min)=400K компрессорной ячейки 3 с выделением ею тепла - процесс (67-68) на фиг.4.

Рабочий процесс сжатия в компрессорной ячейке 3 состоит в ионизации пара йода низкого давления Р2=10-2 атм. в полости 13 по реакции I 2 + 2 e ¯ 2 I на границе электрод 15 - электролит 11, перетоке ионов йода через слой электролита 11 под действием градиента электростатического поля, рекомбинации ионов йода на границе электролит 11 - электрод 14 по реакции 2 I - 2 e ¯ I 2 в полости высокого давления пара йода 12 - P1=1 атм.

Тепло сжатия пара йода в компрессорной ячейке 3 забирается теплоносителем 33, циркулирующим через коаксиальный цилиндрический охладитель компрессорной ячейки системы отопления 32, и используется на отопление энерго-автономного дома.

Из полости 12 ячейки 3 пар йода с давлением Т1(мах)=1 атм и температурой T2(min)=400K поступает во второй тракт 18 теплообменника-регенератора 16, где нагревается до температуры Т1(мах)=600К - процесс (68-65) на фиг.4 и поступает в полость высокого давления 6 электрогенерирующей ячейки 2. Цикл замкнут (фиг.4). Работа цикла получается в форме электрической энергии, снимаемой с наружных клемм 57 (фиг.2) и 64 (фиг.3), а отводимое от компрессорной ячейки 3 тепло теплоносителем 33 в охладителе 32 идет на отопление дома.

Через коаксиально-цилиндрический теплообменник контура горячего водоснабжения 38 прокачивается холодная вода, которая через стенку 41 аккумулирует тепло уходящих через обтекатель 37, зонт 36 и дымоход 48 газов, нагревается и используется на горячее водоснабжение.

Электродвижущая сила электрогенерирующей ячейки 2 определяется по формуле:

E я ч . 2 = Δ G Z F = R T 1 ( m a x ) Z F l n P 1 P 2 ( 1 )

где: ΔG - перепад термодинамического потенциала Гиббса, Дж/моль;

Z - валентность иона йода, переносчика заряда в системе Z=2;

F - число Фарадея, 96500 Кл/моль ≈ 10-4 Кл/моль;

R - газовая постоянная, 1 , 9 8 7 2 к а л м о л ь г р а д

P1=1 атм; P2=10-2 атм; Т1(мах)=600К.

Подставляя значения этих величин в формулу (1), получим:

E я ч . 2 = 2 6 0 0 2 , 3 2 2 1 0 4 = 0 , 2 7 6 B ( 2 )

ЭДС компрессорной ячейки 3 будет равно:

E я ч . 3 = R T 2 ( m i n ) Z F l n P 1 P 2 = 2 4 0 0 2 , 3 2 2 1 0 4 = 0 , 1 8 4 B ( 3 )

Напряжение на электродах 8, 14 (фиг.1) последовательно соединенных двух ячеек 2 и 3 будет равно:

E г е н . = E я ч . 2 E я ч . 3 = 0 , 2 7 6 B 0 , 1 8 4 B = 0 , 0 9 2 B ( 4 )

Удельная мощность на электродах 8, 14, последовательно соединенных двух ячеек 2 и 3 будет равна:

W = ( E г е н δ э л е к т р æ э л е к т р I ) I В т / с м 2 ( 5 )

В качестве электролита примем йодистый свинец PbI с электропроводимостью æэлектр=0,1 1/Ом·см и толщину электролита примем δэлектр=0,1 см, тогда формула (5) примет вид:

W = ( 0,092 I ) I В т / с м 2 ( 6 )

На фиг.5 представлены расчетные значения напряжений на электродах 8, 14 одного модуля (фиг.1) с электрической регенерацией и его удельной мощности, рассчитанные по формулам (1-6), в зависимости от плотности тока на электродах 8, 14. Как видно из графика (фиг.5), при работе в режиме максимальной удельной мощности, составляющей W=2,12·10-3 Вт/м2, напряжение на электродах 8, 14 составит величину 0,046 В при плотности тока на них 0,046 А/см2.

Предельная эффективность цикла (фиг.4) прямого преобразования тепловой энергии сжигаемого биогаза в электрическую энергию (без учета утилизируемой тепловой энергии сжигаемого биогаза на отопление и горячее водоснабжение) будет равна:

η к а р н о = T 1 ( м а х ) T 2 ( m i n ) T 1 ( м а х ) = 0 , 3 3 ( 7 )

В предложенном электротеплогенераторе используются дешевые вещества - йод и йодистый свинец. В современных условиях пористые электроды 8, 9, 14, 15 и электродные блоки, включающие пористые электроды и твердый электролит 8, 5, 9 и 14, 11, 15 могут быть изготовлены с использованием новых наноматериалов (нанотрубок из графита) и нанопроцессов (напылением).

Эти обстоятельства являются предпосылкой к снижению удельной стоимости вырабатываемой электроэнергии при одновременной утилизации тепла сжигаемого биогаза на отопление и горячее водоснабжение энергоавтономного дома.

Биогазовый барогальванический электротеплогенератор, содержащий циркуляционный газовый контур, включающий электрогенерирующую и компрессорную барогальванические ячейки, каждая из которых выполнена в виде диэлектрического корпуса; твердого электролита, выполненного из материала с ионной проводимостью и установленного в корпусе с возможностью его разделения на полости высокого и низкого давления;
электродов, выполненных газопроницаемыми из материала с электронной проводимостью и установленных в полостях высокого и низкого давления в контакте с твердым электролитом, при этом электрогенерирующая ячейка выполнена с возможностью ее нагревания посредством источника тепла, а компрессорная ячейка выполнена с возможностью ее охлаждения посредством источника холода; при этом полости высокого давления и полости низкого давления обеих ячеек связаны посредством теплообменника-регенератора, а электроды, установленные в полостях низкого давления ячеек, электрически связаны между собой, отличающийся тем, что электротеплогенератор дополнительно содержит: цилиндрический корпус-кожух с ножками с перфорированным основанием и боковым запально-смотровым отверстием; коаксиально-цилиндрический тракт вертикального движения вверх продуктов сгорания с турбулизатором потока газов; основную горелку в форме трубчатого обруча с равномерным расположением отверстий в нем для выхода биогаза и подводящим трубопроводом биогаза с краном с ручным приводом; запальную горелку с подводящим трубопроводом биогаза; коаксиальный цилиндрический охладитель системы отопления с циркулирующим через него жидким теплоносителем с краном с электроприводом на входе и краном с ручным приводом на выходе, при этом компрессорная барогальваническая ячейка выполнена в форме коаксиального цилиндра, эквидистантно расположенного внутри охладителя; зонт с обтекателем; теплообменник горячего водоснабжения с вентилями с ручным приводом на входе и выходе, при этом теплообменник выполнен в форме коаксиального цилиндра, внутренняя цилиндрическая поверхность которого приведена в плотный термический контакт с наружной цилиндрической поверхностью тракта движения продуктов сгорания в его конечной верхней части; узел автоматики безопасной работы по тяге и терморегулированию, содержащий магнитный газовый клапан, обеспечивающий полное прекращение подачи биогаза к основной и запальной горелкам при погасании пламени в последней, терморегулятор, обеспечивающий автоматическое регулирование температуры теплоносителя в охладителе, при этом узел автоматики соединен с подводящим трубопроводом биогаза вентилем с ручным приводом, отводящими трубопроводами биогаза к запальной и основной горелкам, датчиком тяги, термопарами и электроприводом крана на входе в охладитель; дымоход и теплоизоляцию узлов, при этом электрогенерирующая ячейка выполнена в форме коаксиального цилиндра, внутренняя цилиндрическая поверхность которого, ограничивающая полость высокого давления приведена в плотный термический контакт с наружной поверхностью коаксиально-цилиндрического тракта движения продуктов сгорания в центральной его части, а электроды и твердый электролит выполнены в форме цилиндров, разделенных на секции с диэлектрическими прокладками между ними, при этом электроды скоммутированы через штырьковые гермовводы, пропущенные через диэлектрические прокладки; при этом электроды и электролит компрессорной ячейки также выполнены в форме цилиндров, разделенных на секции, с диэлектрическими прокладками между ними, при этом электроды скоммутированы через штырьковые гермовводы, пропущенные через диэлектрические прокладки, при этом регенеративный теплообменник и компрессорная ячейка расположены под электрогенерирующей ячейкой.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к усовершенствованному способу утилизации энергии при получении ароматических карбоновых кислот жидкофазным окислением ароматических углеводородов, при котором в верхней части реактора образуется пар, содержащий растворитель реакции и воду, способ включает стадии: а) высокоэффективное разделение пара из верхней части реактора с образованием по меньшей мере газового потока высокого давления, содержащего воду и органические примеси; b) утилизацию тепла газового потока высокого давления путем теплообмена с теплопоглотителем, при котором образуется конденсат, содержащий примерно 20-60 мас.% воды, присутствующей в газовом потоке высокого давления, и отходящий газ высокого давления, содержащий примерно 40-80 мас.% воды, присутствующей в газовом потоке высокого давления, остается неконденсированным, и температура или давление теплопоглотителя повышается; и с) расширение отходящего газа высокого давления, неконденсированного на стадии (b), содержащего примерно 40-80 мас.% воды, присутствующей в газовом потоке высокого давления для утилизации энергии отходящего газа высокого давления в виде работы; и d) направление теплопоглотителя, температура и давление которого повышаются на стадии (с), на другую стадию способа для нагревания или использования вне способа.

Изобретение относится к теп л технике и м,б. .

Изобретение относится к теплотехнике и м.бо использовано в транспортных и стационарных двигателях с диссоциируюпим рабочим телом (РТ). .

Изобретение относится к энергетике. Энергосистема основана на органическом цикле Ренкина и содержит средство для перегрева испаренной органической рабочей текучей среды, модуль органической турбины, соединенный с генератором, и первую трубу, через которую перегретая органическая рабочая текучая среда подается к турбине, в которой средство перегрева представляет собой комплект змеевиков, через которые протекает испаренная органическая рабочая текучая среда и которые находятся в прямом теплообменном взаимодействии с содержащими отходящее тепло газами. Изобретение позволяет безопасно, надежно и эффективно извлечь тепловую составляющую содержащих отходящее тепло газов для выработки энергии. 8 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к энергетике, в частности к способу смазки расширительной машины, при котором осуществляют подачу от испарителя рабочей среды, которая содержит смазочное средство, а также осуществляют отделение части смазочного средства от рабочей среды, причём подача рабочей среды в расширительную машину осуществляется с содержанием смазочного средства, уменьшенным вследствие отделения по меньшей мере части смазочного средства. Также представлены система смазки, а также паровая электростанция, которая включает в себя систему смазки согласно изобретению. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано для утилизации теплоты тепловой электрической станции (ТЭС). Осуществляют подачу пара отопительных параметров из отборов паровой турбины в паровое пространство верхнего и нижнего сетевых подогревателей, подачу сетевой воды от потребителей по обратному трубопроводу сетевой воды в теплообменник-охладитель сетевой воды и в нижний, и верхний сетевые подогреватели, подачу сетевой воды в подающий трубопровод сетевой воды, направление отработавшего пара из паровой турбины в паровое пространство конденсатора, в котором пар конденсируется на поверхности конденсаторных трубок. Конденсат с помощью конденсатного насоса конденсатора паровой турбины направляют в систему регенерации. Дополнительно используют систему маслоснабжения подшипников паровой турбины, состоящую из охладителя, бака и насоса, и конденсационную установку, состоящую из конденсатора паровой турбины с производственным отбором пара и системы маслоснабжения ее подшипников с маслоохладителем. Осуществляют утилизацию низкопотенциальной теплоты системы маслоснабжения подшипников паровой турбины, утилизацию низкопотенциальной теплоты системы маслоснабжения подшипников паровой турбины с производственным отбором пара, утилизацию высокопотенциальной теплоты пара производственного отбора и утилизацию избыточной низкопотенциальной теплоты обратной сетевой воды при помощи теплового двигателя с замкнутым контуром циркуляции, работающего по органическому циклу Ренкина. В цикле Ренкина в качестве охлаждающей жидкости используют низкокипящее рабочее тело, циркулирующее в замкнутом контуре. Низкокипящее рабочее тело сжимают в конденсатном насосе теплового двигателя, нагревают в теплообменнике-рекуператоре теплового двигателя, нагревают в охладителе масла, нагревают в маслоохладителе и нагревают в теплообменнике-охладителе сетевой воды, испаряют и перегревают в конденсаторе паровой турбины с производственным отбором пара, расширяют в турбодетандере теплового двигателя, снижают его температуру в теплообменнике-рекуператоре теплового двигателя и конденсируют в теплообменнике-конденсаторе теплового двигателя. В частном случае осуществления изобретения в качестве теплообменника-конденсатора теплового двигателя используют конденсатор воздушного охлаждения или конденсатор водяного охлаждения, или конденсатор воздушного и водяного охлаждения. В качестве низкокипящего рабочего тела используют сжиженный пропан С3Н8. Обеспечивается повышение коэффициента полезного действия ТЭС за счет дополнительной выработки электрической энергии. 2 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 пр.

Изобретение относится к области энергетики к утилизации теплоты тепловой электрической станции (ТЭС). Осуществляют подачу пара отопительных параметров из отборов паровой турбины в паровое пространство верхнего и нижнего сетевых подогревателей, подачу сетевой воды от потребителей по обратному трубопроводу сетевой воды в теплообменник-охладитель сетевой воды и в нижний и верхний сетевые подогреватели, подачу сетевой воды в подающий трубопровод сетевой воды и направление отработавшего пара из паровой турбины в паровое пространство конденсатора, в котором пар конденсируется на поверхности конденсаторных трубок. Конденсат с помощью конденсатного насоса конденсатора паровой турбины направляют в систему регенерации. В тепловой электрической станции используют конденсационную установку, имеющую конденсатор паровой турбины с производственным отбором пара, и осуществляют утилизацию избыточной низкопотенциальной теплоты обратной сетевой воды и утилизацию высокопотенциальной теплоты пара производственного отбора при помощи теплового двигателя с замкнутым контуром циркуляции, работающего по органическому циклу Ренкина. В цикле Ренкина в качестве охлаждающей жидкости используют низкокипящее рабочее тело, циркулирующее в замкнутом контуре. Низкокипящее рабочее тело сжимают в конденсатном насосе теплового двигателя, нагревают в теплообменнике-рекуператоре теплового двигателя и в теплообменнике-охладителе сетевой воды, испаряют и перегревают в конденсаторе паровой турбины с производственным отбором пара, расширяют в турбодетандере теплового двигателя, снижают его температуру в теплообменнике-рекуператоре теплового двигателя и конденсируют в теплообменнике-конденсаторе теплового двигателя. В частном случае осуществления изобретения в качестве теплообменника-конденсатора теплового двигателя используют конденсатор воздушного охлаждения, конденсатор водяного охлаждения или конденсатор воздушного и водяного охлаждения. В качестве низкокипящего рабочего тела используют сжиженный пропан C3H8. Обеспечивается повышение коэффициента полезного действия ТЭС за счет утилизации избыточной низкопотенциальной теплоты обратной сетевой воды для дополнительной выработки электрической энергии. 2 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 пр.

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано для утилизации теплоты тепловой электрической станции (ТЭС). Осуществляют подачу пара отопительных параметров из отборов паровой турбины в паровое пространство верхнего и нижнего сетевых подогревателей, подачу сетевой воды от потребителей по обратному трубопроводу сетевой воды в теплообменник-охладитель сетевой воды и в нижний, и верхний сетевые подогреватели, направление сетевой воды в подающий трубопровод сетевой воды, направление отработавшего пара из паровой турбины в паровое пространство конденсатора, в котором пар конденсируется на поверхности конденсаторных трубок. Конденсат с помощью конденсатного насоса конденсатора паровой турбины направляют в систему регенерации. Используют конденсационную установку, имеющую конденсатор паровой турбины с производственным отбором пара, и систему маслоснабжения подшипников паровой турбины с маслоохладителем. Осуществляют утилизацию низкопотенциальной теплоты системы маслоснабжения подшипников паровой турбины с производственным отбором пара, утилизацию высокопотенциальной теплоты пара производственного отбора и утилизацию избыточной низкопотенциальной теплоты обратной сетевой воды при помощи теплового двигателя с замкнутым контуром циркуляции, работающего по органическому циклу Ренкина. В цикле Ренкина в качестве охлаждающей жидкости используют низкокипящее рабочее тело, циркулирующее в замкнутом контуре. Низкокипящее рабочее тело сжимают в конденсатном насосе теплового двигателя, нагревают в маслоохладителе и в теплообменнике-охладителе сетевой воды, испаряют и перегревают в конденсаторе паровой турбины с производственным отбором пара, расширяют в турбодетандере теплового двигателя и конденсируют в теплообменнике-конденсаторе теплового двигателя. В частном случае осуществления изобретения в качестве теплообменника-конденсатора теплового двигателя используют конденсатор воздушного охлаждения, конденсатор водяного охлаждения или конденсатор воздушного и водяного охлаждения. В качестве низкокипящего рабочего тела используют сжиженный пропан C3H8. Обеспечивается повышение коэффициента полезного действия ТЭС за счет утилизации избыточной низкопотенциальной теплоты обратной сетевой воды для дополнительной выработки электрической энергии. 2 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 пр.

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано для утилизации теплоты тепловой электрической станции (ТЭС). Осуществляют подачу пара отопительных параметров из отборов паровой турбины в паровое пространство верхнего и нижнего сетевых подогревателей, подачу сетевой воды от потребителей по обратному трубопроводу сетевой воды в теплообменник-охладитель сетевой воды и в нижний, и верхний сетевые подогреватели, подачу сетевой воды в подающий трубопровод сетевой воды, направление отработавшего пара из паровой турбины в паровое пространство конденсатора, в котором пар конденсируется на поверхности конденсаторных трубок. Конденсат с помощью конденсатного насоса конденсатора паровой турбины направляют в систему регенерации. Дополнительно используют конденсационную установку, имеющую конденсатор паровой турбины с производственным отбором пара и систему маслоснабжения ее подшипников с маслоохладителем, и осуществляют утилизацию низкопотенциальной теплоты системы маслоснабжения подшипников паровой турбины с производственным отбором пара, утилизацию высокопотенциальной теплоты пара производственного отбора и утилизацию избыточной низкопотенциальной теплоты обратной сетевой воды при помощи теплового двигателя с замкнутым контуром циркуляции, работающего по органическому циклу Ренкина. В цикле Ренкина в качестве охлаждающей жидкости используют низкокипящее рабочее тело, циркулирующее в замкнутом контуре. Низкокипящее рабочее тело сжимают в конденсатном насосе теплового двигателя, нагревают в теплообменнике-рекуператоре теплового двигателя, нагревают в маслоохладителе, нагревают в теплообменнике-охладителе сетевой воды, испаряют и перегревают в конденсаторе паровой турбины с производственным отбором пара, расширяют в турбодетандере теплового двигателя, снижают его температуру в теплообменнике-рекуператоре теплового двигателя и конденсируют в теплообменнике-конденсаторе теплового двигателя. В частном случае осуществления изобретения в качестве теплообменника-конденсатора теплового двигателя используют конденсатор воздушного охлаждения, или конденсатор водяного охлаждения, или конденсатор воздушного и водяного охлаждения. В качестве низкокипящего рабочего тела используют сжиженный пропан C3H8.Обеспечивается повышение коэффициента полезного действия ТЭС для дополнительной выработки электрической энергии. 2 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 пр.

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано на тепловых электрических станциях (ТЭС) при утилизации ее теплоты для дополнительной выработки электрической энергии. Осуществляют подачу отработавшего пара из паровой турбины в паровое пространство конденсатора, в котором пар конденсируется на поверхности конденсаторных трубок. Конденсат с помощью конденсатного насоса конденсатора паровой турбины направляют в систему регенерации. Дополнительно используют систему маслоснабжения подшипников паровой турбины с маслоохладителем, при этом осуществляют утилизацию низкопотенциальной теплоты системы маслоснабжения подшипников паровой турбины при помощи теплового двигателя с замкнутым контуром циркуляции, работающего по органическому циклу Ренкина, в котором в качестве охлаждающей жидкости используют низкокипящее рабочее тело, циркулирующее в замкнутом контуре. Низкокипящее рабочее тело сжимают в конденсатном насосе теплового двигателя, нагревают в теплообменнике-рекуператоре теплового двигателя, испаряют и перегревают в маслоохладителе, расширяют в турбодетандере теплового двигателя, снижают его температуру в теплообменнике-рекуператоре теплового двигателя и конденсируют в теплообменнике-конденсаторе теплового двигателя. В частном случае осуществления изобретения в качестве теплообменника-конденсатора теплового двигателя используют конденсатор воздушного охлаждения или конденсатор водяного охлаждения, или конденсатор воздушного и водяного охлаждения. В качестве низкокипящего рабочего тела используют сжиженный пропан С3Н8. Обеспечивается повышение коэффициента полезного действия ТЭС за счет утилизации низкопотенциальной теплоты системы маслоснабжения подшипников паровой турбины для дополнительной выработки электрической энергии. 2 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 пр.

Изобретение относится к системам и способам, использующим текучую среду в цикле Ренкина на органическом теплоносителе (ORC) в энергетических установках. Энергетическая установка с циклом Ренкина на органическом теплоносителе (ORC) содержит теплообменник, выполненный с возможностью установки полностью внутри канала и имеющий одно входное отверстие, которое проходит от внешней стороны канала до внутренней стороны канала, одно выходное отверстие, которое проходит от внутренней стороны канала до внешней стороны канала, и трубопровод, соединяющий указанное одно входное отверстие с указанным одним выходным отверстием, причем трубопровод полностью расположен внутри канала. Изобретение позволяет снизить стоимость и повысить к.п.д. в энергетических установках. 4 н. и 6 з.п. ф-лы, 11 ил.
Наверх