160551

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИКОПИСАНИЕ ЗОБРЕТЕБ ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИАЕТЕАЬСТВУКласс 21 д, 35 ф Л 1605 Ы МПК Н 02 Заявлено 01.Х.1962 ( 796774/24-6) Госьългственныикомитвт по альмизовитвний и оти итиеСССР УДК Опублнковано 31.1.1964, Бюллетень4 17 одписпал групют Л 0 82 ато Г. АГНИТОГИДРОДИНЛМИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА Предл 1 етом данного изобретения является магиитогидродинамическая установка, в которой энергия сгорания топлива непосредственно преобразуется в электрическую энергию при помощи магнитогидродинамнческих (термоэлектрол 1 агнитных) генераторов.Как известно, МГД-генераторы позволяют резко повысить начальную температуру рабо. чего тела ввиду отсутствия вращающихся металлических деталей в тех частях установки, где имеют место высокие температуры,В настоящее время известны МГД-генераторы работа 1 ощие по разомкнутой и замкнутой схемам. В первой схеме рабочим телом являются продукты сгорания природных топлив, которые после совершения рабочего процесса выбрасываются в окружающую среду, во второй - инертные газы (аргон, гелий и пр.), вновь возвращающиеся в установку после завершения энергетического цикла, На. цальная температура в МГД-генераторах при использовании природных топлив и воздуха в качестве горючего и окислителя может достигать ЗОООК, что является их бесспорным преимуществом перед паросиловыми и газотурб 1 игцщ лгп установками. Общи л 1 недостатком МГД-генераторов, выполненных по указанпыл 1 дгум схемам, является высокая температура отработавших газов при передаче высокопотецциального тепла к холодному источнику. Вез утилизации отработавшего тепла, осу 1 цествляемой в нижних паросиловом и газотурбнцном циклах, невозможно добиться высокого значения к. п, д МГД.установки. При сравнении МГД-генерагоров, работаюих по разомкнутой и замкнутой схемам, выляются следуюшие преимущества и недо. атки каждой установки. Разомкнутая МГД-установка1) Преимущества:а) малые энергетические потери при передаче тепла от горячего источника к рабочему телу, что уменьшает необратимость при подводе тепла в цикле;б) при данной температуре регенеративного подогрева воздуха достигается максимально возможная начальная температура рабочего тела, равная теоретической температуре сгорания топлива.2) Недостатки (для обеспечения достаточной средней электропроводимости рабочего тела температура последнего на выходе из М ГД-генератора должна быть не ниже 2400 - 29 ЮК):а уменьшает возможный теплоперепад и, следовательно, долю мои 1 ности, снимаемой в МГД-генераторе, по отношению к суммарной мощности МГД-установки;б) приводит к значительным энергетическим потерям от необратимого теплообмена при передаче отработавшего в МГД-генераторе тепла газов паросиловой установке из-за больших температурных напоров и невозможнссти повышения водяного пара, При этом даже регенеративный подогрев воздуха отработавшими в МГД-генераторе газами вслед ствие и)с рекамбицз 1)ги це может дастзтац) сзизегть тсмперат,.рпоследних ца вхо;,е в парогенератар.Замкнутая М ГД-установка1) Преимущества;а) возможность обеспечегКя достаточной проводимости рабочего тела при начальных темпегатурах 2400 - -2600 К, что на 400 - 600 ниже, чем в разомкнутых установках;б) температура ца выходе из МГД-генератора может быть на 400 - 500 ниже, чем в замкнутых установках, что значительно снижает энергетические потери от цеабратимога теплообмеца при передачс отработавшего н МГД-генераторе теЕла газон паросилавой устаганке вз:ду ге:ь 11 .х температурных иапорс в.2) Недостатки:а) значительные энергетические потери при передаче тепла от продуктов сгорания топлц. вз к рабочему телу МГД-генератора, чта увеличивает необратимость при подводе тепла и циклеб) начальная темеерзтура рабочего тела в цикле замкнутой МГД-устагговке всегда ццже максимально возможной температуры продуктов сгорания топлива, (прц заданной тем. пературе регенеоативцога подогрева воздуха) нз величину цеобхадцмога температурного цапсра.Предлагаемая маг нитагидрадинамическая установка резко снижает энергапотери, имегагциеся в замкнутой и разомкнутой схемах, чта значительно повышает экономичность МГД- установки в целом. Она выполняется с разомкнутым перничным контуром, содержащим МГД-генератор, работающий на продуктах сгорания топлива и с замкнутым вторичным контуром, в котором рабочее тело нагревается атработавгцим теплом 1)аэомкнутага контура, е:ущнасть изобретения заключается в том, чта вторичный контур тоже содержит магнитогидродинамичсский генератор цо только работающий ца инертном газе (гелий, аргон н др,) с добавкой ионизирующих веществ. Применение такого МГД-генератора во вторичном контуре позволяет повысить к.п.д. установки,Ба чертеже представлена тепловая схема М Д-ус гана)1,ц. Сс 5 дер) згце,", соглзсно изобретениго дьа контура с МГД-генераторами, 3 также паросилоной контур для использования отработавшего тепла вторичного контура установки.ВОЗБх, с)к 1 Г 14 й до З 114,1111 о Г дз 11 л ц ц 51 ц воздушных компрссорах 1, ) и 3 проходит псследовательно рсгсцерзтор 4 цредваритсл 1- ного надарсва воздуха и тенлаоомеццик продукты сгаре 1 цця -- ВОздух) 5,де Оц нзГревается до температурыобеспечивающей прицятук) теоэетиче-.ес ю температуру сгорания топлива ц еО",пает в камеру сгорания б.Продуктьг сгорания топлива, пройдя последовательно МГД-гецератор 7, работающцй па разомкнутой схеме, диффузор 8, теплообмеццик (продукты сгорания -- инертный газ) 9 и теплаобмеццик (продукты сгорания - воздух 5, парогенератор высокого давления 10 ц р- генератор 4 предварительного подогрева воздуха, выбрасываются в атмосферу.Инертный газ, сжатый в компрессоре 3 и предварительно нагретый в регеиераторе (инертный газ - инертный гаэ) 11 поступает в теплообмецник (продукты сгорания ицертшяй гзз) ), где происходит его термичсскзя ионизация, Затем пройдя МГД-генератор 12, работающий по замкнутой схеме, диффузар 1), регенератор (инертный газ - инертный газ) (1, парогецератор низкого давления 14 и охладитель 15, инертный газ вновь насгупает ца всас компрессора 3,Пзросиловой контур выполняется на два давлешя: низкое ц высокое, Часть высокого давления необходима для отвода тепла после тплоабмсцццкз 5. 11 зрзметры пара прц этом могут быть сколь угодно высоки н пределах ссвремеццага уровня развития энергетики, В ЧЗСтн ВЫК)КОГО дЗНЛЕцця уСтацаВЛИНастСя Па. ровзя турбина 1 с) высокого давления с полностью разяпой системой регенерации 17. Е, и. д, такой турбоустацовки (с учетом собственных нужд) составляет 40 - 43 О 1 о. Часть низкого давления с турбиной 18, утилизирук)- шая имеюнеся в большом количестве иизкопотецццзльцое тепло после регецераторз ( ц цергцы й 13 3 -ццрт 1 цзЕЙ гзз) 1 1, ) 111)отзс т це 1 сухом, 11 1 стццо ц цл 1)циам негр,ге 1 цле циелг 1 О сета. К. п. д. такой турбоуста;нлцсц (с учетом обстаццых нужд) составляет 12- - 1 Ь)/о. Отказ От части низкого данлсцця привел 1 ы к зцзчцтльцому сццжешцо электрчского к. и. д. нсй МГД-установки из-за отвода тепла к холодш)му источнику при боле 11 ысакагг тс мперзтуре.Предмет изооретецияМагеитог цдродццзмичс скал установка с разомкнутым первичным кацтуром, содержа- иим мзгцитогидр)Кццзмцчсскцй гецератор, )5160 тз 10151 й цз продуктах "1 срзггЕЕ тоцлицз,С ЗЗМЕС 11 У ГЬ М 15 ГОР ЦЧ Ц Ы М КОЦТУРОМ, В КОТО ром рзс)очес тело цзгрвзется отработавшим тсцлом разомкнутого контура, отл и ч а юи а я с я тем, чта, с целью повыццнця к, п. д, установки, вторичный контур содржит маг. цгетогилродццамц Есский генератор, рабочим тслам которого служит инертный газ (гелий, аргон и др,) с добавкой ионизирующих веществ.Иолп. к печ. 2 Х 64 г. Фор,хат бхь 9,90/ц Обьем О,27 п. л.ак. 2538,О 1 ира;кОО Ьоя 5 коя. Ц 1 ИИГ 1 Государстве. иго кочпгегд цц ле па пхойетеппй и огкрыгвй СССР Москва, Цсптр, нр. Ссрцвл, л. 4 Типография, пр, Сапунова, 2