Ртутная паросиловая установка

 

¹ 50508

Класс 14h, 7

ОПИСАНИЕ ИЗОЬРЕтЕНИя

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зарегистрировано в Бюро изоорвтенпи Госилана при C.1гК (Р:

А. М. Регирер.

Ртутная паросиловая установка.

Заявлено 29 гполя 1938 года в НКЭП за ¹ 13216

Опубликовало 31 марта 1941 года.

Данное изобретение касается бинарных паросиловых установок с ртутной верхней ступенью и имеет целью осуществление ртутной ступени с более высоким, чем в настоящее время, коэфициентом полезного действия при меньших удельных количествах ртути на единицу мощности.

При предлагаемом способе работы ртутной паросиловой установки осуществляется естественная циркуляция теплоносителя и понижение рабочего давления в обогреваемом топочными газами котле. Для этого котел располагается на известной высоте над необогреваемым газами смесителем-дегазатором, где испаряется ртуть действием теплоносителя, так что в соединительном трубопроводе образуется столб жидкости, вследствие чего давление в котле, по сравнению с давлением ртутного пара, уменьшается на величину давления означенного столба жидкости.

На чертеже фиг. 1 изображает схему осуществления способа работы ртутной паросиловой установки, фиг. 2— то же в другой форме выполнения.

Линиями с одной черточкой условно обозначены трубопроводы (a) с ртутью, линиями с двумя черточками трубопроводы (Ь) с теплоносителем чистым или содержащим небольшое количество ртути, линиями с тремя черточками трубопроводы (с) со смесью ртути и теплоносителя (амальгамой), линиями без черточек части трубопроводов (d) нижней ступени и двумя линиями толстой и тонкой — дымоходы (е) с дымовыми газами. Во избежание затемнения схем HB них не показаны IIpp.способления для первоначального расплавления теплоносителя, равно как и некоторые другие детали, нс имеющие принципиального значения.

В устройстве, изображенном схематически на фиг. 1, собственно ртутная система состоит в основном из паротурбинной установки 1, конденсатораиспарителя 2, в котором отработавший ртутный пар конденсируется, испаряя рабочее тело нижней ступени, и смесителя-дегазатора 5, где ртуть смешивается с горячим теплоносителем и действием его обращается в пар.

В котле 6 означенный теплоноситель подогревается дымовыми газами до более высокой температуры в сравнении с начальной температурой ртутного пара. В качестве теплоносителя может ! быть применен, например, свинец, ко торый кипит при значительно более высокой температуре, чем ртуть, и не вступает в реакцию с железом.

В целях осуществления естественной циркуляции теплоносителя котел 6 располагается на известной высоте над дегазатором 5 и, таким образом, в трубопроводе 8 образуется соответствующий столб жидкости, а в нижнюю часть обратного подъемного трубопровода 7 обеспечивается впуск посредством известных устройств и вентиля 3 соответствующих количеств ртути, если окажется недостаточным то количество ее, которое будет оставаться в массе теплоносителя по выходе его из смесителя-дегазатора 5. При таком устройстве естественная циркуляция теплоносителя должна обусловливаться испарением, а также расширением ртути в трубопроводе 7 и уменьшением удельного веса парожидкостной смеси в труоопроводе 7 в сравнении с удельным весом жидкости в трубопроводе 8.

Котел 6, являюшийся по сути дела пе паровым, может быть осуществлен при такой схеме на более низкое давление в сравнении с начальным давлением ртутного пара. Так как удельный вес жидкого свинца равен приблизительно 10 г.см, То при применении его в качестве теплоносителя давление в котле 6 должно уменьшаться в сравнении с давлением в смесителе-дегазаторе 5 примерно на столько атмосфер, сколько метров будет иметь вертикальная проекция трубопровода 8, Внутренняя разность давлений в котле, обусловливаемая высотой массы свинца внутри самого котла, может быть сведена к минимуму путем ограничения размерс|в котла в вертикальном направлении, осуществления его по типу горизонтальных трубчатых, тунне tbHblx и т. п.

Поскольку тепловосприятие от дымовых газов осуществляется при таком устройстве при произвольно низких давлениях, а обращение ртути з пар производится в аппаратах, не 05orpeваемых газами, открывается возможность применения при одних и тех же сортах стали вообще более высоких параметров ртутного пара, чем в современных ртутных установках. С этой же целью, а также с целью ингенсификации процесса выделения ртутного пара из смеси (амальгамы), смесительдегазатор 5 выполняется в виде нескольких дегазаторов, включаемых каскадно и соединяемых отдельными паропроводами с соответствующим образом оборудуемой турбинной установкой. На фиг. 1 показан вариант выполнения смесителя 5 из двух каскадно включаемых аппаратов 5 и 5". При этом целесообразно построение котла 6 с соблюдением, как в экономайзерах, принципа противотока. Такой метод генерирования и использования ртутного пара обеспечивает возможность осуществления нового более экономичного цикла.

Выделяющийся в трубопроводе 7, баке 4 и в котле 6 ртутный пар может отводиться либо, как показано на фиг, 1, в конденсатор-испаритель 2, либо в другой соответствующий теплообменник, либо, наконец, в соотвстствующу.ю ступень турбинной установки, На схеме показан вариант с естественным стоком ртути в смеситель 5 из конденсатора-испарителя 2, устанавливаемого для этого соответственно выше смесителя 5.

При описанной схеме удельные количества ртути на единицу установленной мощности должны быть меньше, чем в обыкновенных ртутных установках, осуществляемых с применение я больших кратностей циркуляции жидкой ртути.

Следует отметить, что возможны различные модификации описанной схемы. Так, например, возможно осуществление одного общего паропровода к турбине от аппаратов 5 и 5" с уравниванием давлений получаемых в них паров посредством соответствующих вентилей или сопротивлений; возможно выполнение устройства 5 в виде одного агрегата и вообще возможны варианты с применением не всех предлагаемых мероприятий в совокупности, а лишь некоторой части их; возможно также осуществление принудительной циркуляции ртути посредством насоса, применение ртутных экономайзеров и т. д.

Схема, изображенная на фиг. 2, отличается от вышеописанной примене59508 нием, на ряду с системой котел ба — дегазатор 5а, другой системы котел бв — дегазатор 5в или нескольких таких систем с убывающими значениями начальных параметров ртутного пара, включаемых каскадно. Каскадное включение состоит в том, что дегазаторы 5а и 5в соединяются отдельными паро провода ми с соответствующими ступенями паротурбинной установки 1, а котлы ба и бв включаются в газовый тракт таким образом, что котел бв ооогревается газами, отходящими из котла ба.

Такая схема открывает возможность . значительного приближения к газовому циклу и получения высоких коэфициентов полезного действия. Для уяснения этого следует отметить, что в современных ртутных установках дымовые газы должны покидать котел при,, сравнительно высокой температуре с большим содержанием тепла, надлежащее использование которого с повышением начальных параметров пара должно представлять известные затруднения. Применением ступени бв—

5в и т. д. достигается возможность

Осуществления при сколь угодно высоких начальных параметрах ртутного пара в системе ба — 5а сколь угодно глубокого охлаждения газов до поступления их в воздушный экономайзер.

Схема на фиг. 2 тоже может быть модифицирована. В частности следует отметить возможность осуществления подачи в дегазатор 5в второй системы соответствующих количеств теплоносителя непосредственно из трубопровода 7а первой системы; в этом случае котел бв должен быть непосредственно соединен с котлом ба и трубопровод 8в может отпасть. Возможно также комбинирование обеих систем, изображенных на фиг. 1 и 2.

Предмет изобретения.

Ртутная паросиловая установка, о тличающаяся тем, что, в целях осуществления естественной циркуляции теплоносителя и понижения рабочего давления в обогреваемом топочными газами котле 6, последний расположен на известной высоте над необогреваемым газами смесителем-дегазатором 5 (в котором ртуть испаряется действием означенного теплоносителя), образуя в соединительном трубопроводе 8 столб жидкости, на величину давления которого и уменьшается давление в котле б в сравнении с давлением ртутного пара.

2. Установка по и. 1, о тл и ч а ющ а я с я тем, что, в целях осуществления циркуляции теплоносителя без помощи насоса, в нижнюю часть обратного подъемного трубопровода 7, вместе с теплоносителем, подается соответствующее количество ртути.

Б авторскоиу свидетельству ¹ 50508 фи г.2

Отз. редактор П. В. Никитин

Тип,Сов, печ. N 49557. 3ак. М 2438 †5

Госпланиздат

1!ена 35 коп.