Способ работы замкнутой энергетической установки

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт..свид-ву .— (22) Заявлено 23.02 .79 (21) 2728862/24-06 с присоединением заявки №вЂ” (5!) М.К .

F 01 К 25/00

Гееудерстеенный кемнтет (23) Приоритет—

СССР

Опубликовано 15.04.82. Бюллетень № 14

Дата опубликования описания 25.04.82 (53) УДК 621.438..9 (088.8 ) ле делам наебретеннй. н еткрытнй (72) Авторы изобретения

В. П. Бубнов. и В. Б. Нестеренко (71) Заявитель

Институт ядерной энергетики АН Белорусской ССР .,-..л (54) СПОСОБ РАБОТЫ ЗАМКНУТОЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ

УСТАНОВКИ

Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно термодинамике циклов, и может быть использовано в установках, работающих на химически реагирующем рабочем теле.

Известен способ работы замкнутой энергетической установки путем расширения рабочего тела в преобразователе тепловой энергии, последующего использования тепла отработавшего тела для регенеративного подогрева при различном давлении по греющей и обогреваемой сторонам и охлаждения в холодном источнике (1), Недостатком такого способа работы установки. является низкая, экономичность, определяемая термодинамическим циклом и большими габаритами рекуперативных теплообменников,приводящим к большим капитальным затратам.

Целью изобретения является повышение экономичности.

Указанная цель достигается тем, что регенеративный подогрев производят при повышенном давлении по греюшей стороне, затем от потока отработавшего рабочего тела после регенеративного подогрева отбирают его часть, срабатывают в дополнительном преобразователе тепловой энергии и смешивают с оставшейся частью в холодном источнике, причем оставшуюся часть перед холодным источником используют для подогрева рабочего тела после холодного источ5 ника.

На чертеже схематически представлена тепловая схема установки для реализации предлагаемого способа.

1О

Замкнутая энергетическая установка содержит основной источник 1 подвода тепла, подключенный к преобразователю 2 тепловой энергии в другие виды энергии, выход 3 которого сообщен с регенеративным теплообменником 4. Выход 5 регенеративного тепло1s обменника 4 подключен к дополнительному преобразователю 6 тепловой энергии низкого давления и промежуточным подогревателям 7, выходы 8 и 9 которых сообщены с холодным источником 10. Холодный источ2о ник 10 через устройство, обеспечивающее циркуляцию рабочего тела в контуре энергетической установки, например насос 11, промежуточные подогреватели 7 и регенеративный теплообменник 4 сообщен с источником 1 подвода тепла.

920241

Рабочее тело в жидком или газовом состоянии подают в устройство ll, обеспечивающее его циркуляцию, в котором его. доводят до максимального давления. Затем рабочее тело последовательно направляют в промежуточные подогреватели 7, регенеративный теплообменник 4, основной источник 1 подвода тепла и с максимальной температурой рабочее тело подается в преобразователь 2 тепловой энергии. Совершив частичную работу рабочее тело поступает в регенеративный теплообменник 4, где отдает часть тепла на подогрев холодного рабочего тела. При этом обеспечивается повышенное давление отработавшего рабочего тела на выходе 3 преобразователя 2 тепловой энергии, чтобы после регенеративного теплообменника 4 можно было использовать рабочее тело в дополнительном преобразователе 6 тепловой энергии низкого давления. На выходе 5 регенеративного теплообменника 4 производят разделение потока, а именно часть потока рабочего тела направляют в .преобразователь б тепловой энергии низкого давления, а другая часть подается в промежуточные подогреватели 7. Отработавшее рабочее тело поступает в холодный источник 10, затем — в устройство ll, обеспечивающее, циркуляцию рабочего тела, и цикл повторяется.

Предлагаемый способ организации регенерации тепла в термодинамическом цикле позволяет использовать эффект полнопроточной регенерации и эффект отбора горячего рабочего тела.

Повышение КПД и уменьшение весогабаритных характеристик регенеративного теплообменника в случае использования химически реагирующего рабочего тела или химически реагирующих рабочих систем основано на следующем: теплофизические свойства химически реагирующих систем в зависимости от давления и температуры не монотонные функции, поэтому при большой разности давлений в процессе регенерации по греющей и обогреваемой сторонам наблюдается сильная неэквидистаитность изобар, что приводит к большим средним температурным напорам, а, следовательно, к снижению го эффективности процесса регенерации тепла.

Кроме того, неэквидистантность изобар приводит к тому, что минимальный температурный напор в таком теплообменнике может быть не в крайних точках процесса, а между ними, что ограничивает получение минимального среднего температурного напора, Для уменьшения неэквидистантности изобар регенерацию тепла цикла производят по указанному способу, а сдвиг точки минимального температурного напора процесса достигается за счет разветвления потока рабочего тела.

Такая организация процесса регенерации тепла позволяет за счет сближения изобар уменьшить средний температурный напор в теплообменном аппарате, а, следовательно, улучшить процесс передачи тепла и, в конечном итоге, КПД цикла и весогабаритные показатели регенеративного теплообменника.

Формула изобретения

Способ работы замкнутой энергетической установки путем расширения рабочего тела в преобразователе тепловой энергии, последующего использования тепла отработавшего тела для регенеративного подогрева при различном давлении по греющей и обогреваемой сторонам и охлаждения в холодном источнике, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности, регенеративный подогрев производят при повышенном давлении по греющей стороне, затем от потока отработавшего рабочего тела после регенеративного подогрева отбирают его часть, срабатывают в дополнительном преобразователе тепловой энергии и смешивают с оставшейся частью в холодном источнике, причем оставшуюся часть перед холодным источником используют для подогрева рабочего тела после холодного источника.

40 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Андрющенко А. И. Основы термодинамики циклов теплоэнергетических установок.

М., «Высшая школа», 1977, с. 302 (прототип).

920241

Составитель В. Гуторов

Редактор С. Тимохина - Техред А. Бойкас Корректор М. Коста

Заказ 2293 82 Тираж 537 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4