Паросиловая установка

СООЭ СОВЕТСКИХоаИципаетиРЕСПУБЛИК ОЮ О 1) зло У 01 К 11/04 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙР)гОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 1" ЯН 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 6(56) 1. Авторское свидетельство СССРУ 920239, кл. Г 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 по 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 пото. ка.11030 Изобретение относится к энергетическому машиностроению, а именно,к паросиловым установкам, предназначенным для привода различных агрегатов, в частности, транспортных установок, насосов и т.п.По основному авт, св, У 920239известна паросиловая установка,содержащая коаксиально установленныена основании в подшипниковых опорах 10парогенератор, турбину, конденсатори конденсатный насос, последовательно соединенные в замкнутый контур,причем конденсатор и парогенераторвыполнены в виде тел вращения, конденсатор прикреплен к парогенераторуи смещен относительно него.к осивращения, а рабочее колесо насосаприкреплено к торцу парогенератора,рабочее колесо турбины прикреплено 20к противоположному торцу парогенератора 1 Д .Однако в известной установке низкий КПД и недостаточная удельнаямощность, обусловленные тем, что 25тепло, отводимое от рабочего телапри его конденсации, а также кинетическая энергия горячего теплоносителя не используются для полученияполезной работы. 30 Цель изобретения - повышение КПД.и удельной мощности,Указанная цель достигается тем, что паросиловая установка, содержа щая коаксиально установленные наосновании 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 прикреплено 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, имеющим температуру кипения, меньшую 55 температуры конденсации основногоконтура, причем стенка конденсатора основного контура выполнена заодно 02 1со стенкой дополнительного парогенератора.Парогенератор основного контура на наружной 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 дополнительыыми парогенератором 8, турбиной 9, конденсатором 10 и конденсатным насосом 11, между которыми установлен торообразный термоизоля" тор 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 рабочимтелом 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 дбполнительной контуры, образованные парогенераторами 3 и 8, турбинами 4 и 9, конденсаторами 5 10 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 пери ферийной части корпуса основания 1 размещена газовая горелка с торообразным коллектором 9, соединенным с входным патрубком 20 газа и соплами 21, оси которых направлены по 20 касательной к наружной поверхности парогенератора 3 основного контура.Парогенератор 3 на наружной поверхности имеет турбинные лопатки 22 для взаимодействия с потоком горяче- р го 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 продуктов35 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 зажигается факельный веер газовых струй горелки и обеспечивается пузыр. чатое кипение и перегрев рабочего , тела основного контура в парогенераторе 3./Пар срабатывает свою энергию на турбине 4, конденсируется в конден-..3 1103002 асаторе 5 и подается в виде жидкостинасосом б к парогенератору 3.При конденсации рабочего телаосновного контура оно передает теплочерез стенку конденсатора 5 котораяявляется одновремевло стенкой дополните.пьного парогенератора 8, рабочему телу дополнительного контура.Цикл дополнительного контура установки аналогичен циклу основногоконтура. Конденсация рабочего теладополнительного контура обеспечивается продувкой воздуха вентиляторными лопатками 16. Далее воздух, подогреваемый теплопередачей от ротора 23, подается к газовой горелке,обеспечивая сгорание горячих газовпри хорошем КПД горения в связи,с тем, что воздух подогрет и нетнеобходимости тратить энергию на егоподогрев при сгорании. Кинетическаяэнергия газовой струи, выходящейиз сопел 21, срабатывается на турбинныл лопатках 22, что способствуетповышению КПД паросиловой установки.Направления потоков в паросиловойустановке показаны стрелками,КПД и удельная мощность установкиувеличены за счет действия следующих факторов: полезного использования тепла, отводимого от рабочеготела основного контура, для получения механической энергии в дополнительном контуре; увеличения поверхности теплообмена на барабанепарогенератора основного контуравследствие наличия на нем лопаток;полезного использования для получения вращения ротора не только тепловой,энергии, но и кинетической энергии газов горелки; регенерации тепла, отводимого от дополнительногоконденсатора, к охлаждающему воздуху, подаваемому в газовую горелку;устранения необходимости в пусковомдвигателе при раскручивании роторапотоком газа газовой горелки. Крометого, полное отсутствие уплотненийпо рабочему телу в такой установкеупрощает реализацию бинарного циклапри использовании в качестве рабочихтел основного и дополнительного контуров соответственно ртути и воды.1103002 Составитель Л.Тугаревдактор И.Касарда Техред Т, Наточка Корректор ска Заказ 4 13035,Филиал ППП "Патент", г,ужгород, ул,Проектна 26 Тираж 502НИИПИ Государственпо делам изобМосква, Ж, Р Подписного комитета СССРтений и открытийушская наб., д. 4/5