Энергетическая установка

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИ РЕСПУБЛИК ОО,Р 03 6 7/О 51)5 О 1 ЦЦРЕТЕНИЯ(54) ЭНЕРГЕТИ (57) Использова разования низ энергии океан ность изобрет ковка содержи трубке 8 испар УСТАНОВКА ергетикедля преобциальной тепловой ктроэнергию. Сущнергетическая устадой теплообменной пластинчатый упрув каж еля 1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗ"АН ТССРБабаян, Э.С,АванесовС, Ю.Хотин3 1 1(088,8)ент ЕПВ К. 0162579,О 7/04, опублик, 1985 гий сепаратор, размещенный своим входом в области жидкого теплоносителя, при этом сам испаритель 1 расположен ниже уровня конденсата в конденсаторе 6, Верхняя часть пластинчатого упругого сепаратора выполнена в виде жалюзи, расположенных с равномерным шагом, Сепарирующая поверхность жалюзи расположена подострым углом относительно поверхности сепаратора по обе стороны от последней. В теплообменных трубках 8 испарителя 1 полученный пар, обтекая жалюзи пластинчатого сепаратора, сепарируется и перегревается и по паропроводу 2 поступает на турбину 4, а затем в конденсатор 6. В конденсаторе б пар охлаждается и конденсируется, Конденсат стекает, по трубопроводу 7 подачи конденсата в испаритель 1. 2 зя. ф-лы, 3 ил,Изобретение относится к энергетике иможет быть использовано для преобразования низкопотенциальной тепловой энергииСеверного Ледовитого океана и морей Антарктиды в механическую или электрическую,Известна система преобразования геотермальной энергии, в которой используется подземное тепло для нагреватеплоносителя. Система содержит циркуляционный трубопровод, опущенный в скважину в зону образования подземного тепла,Концы трубопровода соединены с. баком. вкотором находится нагреваемое рабочее тело, Бак расположен на поверхности земли и 1образует с трубопроводом первый замкнутый контур. Насос, соединенный с трубопроводом, обеспечивает циркуляциютеплоносителя по второму контуру, Второйконтур, образованный направляющим устройством, баком и теплообменником, позволяет использовать тепловую энергиюжидкости для совершения полезной работы.Известна энергетическая станция, преобразующая энергию океана, содержащаяиспаритель, конденсатор, турбогенератор,насосы и коммутационные вентили, гидравлически связанные между собой паропроводом и трубопроводом. 20 Энергетическая установка выполнена в виде трубчатого испарителя 1, связанного Однако энергетическую станцию, преобразующую энергию океана, использовать в северных широтах Северного Ледовитого океана с вечной мерзлотой или в грунте с вечной мерзлотой невозможно, поскольку принцип действия этой станции построен на использовании тепла верхних слоев океана с применением принудительной циркуляции греющей среды, Но в Северном Ледовитом океане температура верхних слоев воды, находящейся подо льдом, порядка ОСВ связи с этим производительность (КПД) станции будет низкой, При низких температурах окружающей среды насосы, трубопроводы и коммутационные вентили в нерабочем режиме (предусмотренном в работе станции) выходят из строя, так как практически при температуре ниже ОС система замерзает, Конструкция энергетической станции, преобразующей энергию океана, сложна и ненадежна в эксйлуатации, что связано с наличием большого количества теплообменных и коммутирующих аппаратов, изменяющих направление движения теплоносителя, Кроме того, в этих элементах увеличиваются тепловые потери и растет гидравлическое сопротивление системы, что в целом снижает экономичность станции. 30 35 40 45 50 Цель изобретения - повышение экономичности и надежности установки. Поставленная цель достигается тем, что в каждой теплообменной трубке испарителя дополнительно установлен пластинчатый упругий сепаратор, размещенный своим входом в области жидкого теплоносителя, причем сам испаритель расположен ниже уровня конденсата в конденсаторе, Верхняя часть пластинчатого сепаратора выполнена в виде жалюзи, расположенных с равномерным шагам, а сепарирующая поверхность жалюзи располокена под острым углом относительно поверхности пластинчатого сепаратора по обе стороны от последней,На фиг, 1 дана схема энергетической установки; на фиг. 2 - пластинчатый сепаратор; на фиг. 3 - трубка испарителя, разрез паропроводом 2, на котором установлены пусковой клапан 3 и турбина 4, с генератором 5, Турбина 4 соединена с конденсатором б. Последний трубопроводом 7 подачи конденсата связан с трубчатым испарителем 1, причем испаритель 1 расположен ниже уровня конденсата в конденсаторе б и внутри каждой теплообменной трубки 8 трубчатого испарителя 1 расположен пластинчатый сепаратор 9 с жалюзи 10 и окнами 11 на его верхнем конце.Установка работает следующим образом,Рабочим телом энергетической установки является низкокипящая жидкость, например фреон В 12. Рабочее тело под действием силы тяжести стекает из конденсатора б в трубчатый испаритель 1. В трубчатом испарителе 1; представляющем собой вертикально расположенный теплообменник, в котором подача греющей среды (морской воды) осуществляется сверху вниз, а нагреваемого рабочего тела - снизу вверх, в теплообменных трубках 8 в результате теплообмена между морской водой, омывающей трубки 8 снаружи, и рабочим телом, находящимся в жидком состоянии в никней части теплообменной трубки 8, рабочее тело кипит и испаряется. Полученный пар подается по паропроводу 2 на турбину 4 приводя ее во вращение, Генератор 5 вырабатывает электрический ток, который подается в сеть. Отработанный пар поступает в конденсатор б, где полностью конденсируется, Конденсат стекает в трубопровод 7 подачи конденсата. Разность уровней столбов жидкости в трубчатом испарителе 1 и в конденсаторе б обеспечивает подачу рабочего тела в трубчатый испаритель 1, Такимобразом, в установке исключается необхо. димость использования питательного насоса, т,е. отсутствует расход энергии на собственные нужды, что повышает экономичность системы,Энергетическая установка использует тепло глубинных вод, находящихся подо льдом, поэтому трубчатый испаритель 1 расположен подо льдом на глубине 20 - 30 м или более, где температура воды постоянна и составляет 4 С. Глубину погружения трубчатого испарителя 1 в море можно варьировать в зависимости от типа рабочего тела, Конденсатор 6 находится над поверхностью льда, где температура окружающего воздуха - (20.30)С или ниже, В результате такого расположения испарителя 1 и конденсатора 6 создается теплоперепад в 20 - 25 С в зависимости от температуры окружающего воздуха. Конденсатор 6 представляет собой трубчатый теплообменник без наружного кожуха, охлаждение рабочего тела в котором происходит за счет омывания трубок конденсатора 6 струями холодного воздуха.Внутри каждой теплообменной трубки 8 испарителя 1 установлен упругий пластинчатцй сепаратор 9, причем вход последнего погружен в жидкий теплоноситель (испаряемую жидкость), э верхняя часть пластинчатого сепаратора 9 находится в паровом пространстве. Каждый пластинчатый сепаратор 9 представляет собой тонкую пластину, концы которой. изогнуты по контуру трубки 8 для создания хорошего теплового контакта с последней фиг, 2 и 3), Верхняя часть пластинчатого упругого сепаратора 9 выполнена в виде жалюзи 10, Основания жалюзи 10 расположены в чередующемся по высоте порядке с определенным шагом друг от друга. Сепарирующие поверхности жалюзи 10 расположены по обе стороны пластинчатого сепаратора 9 под острым углом наклона кплоскости последнего. Жалюзи 10 имеют Форму полуэллипсэ, малая осьа которого лежит в основании жалюзи 10, эбольшая полуось в определяет длину жалю.5 зи 10 (фиг. 2 и 3),Образовавшийся в результате теплообменэ внутри трубок 8 испарителя 1 пар, двигаясь снизу вверх, проходит через окна 11 изазор между жалюзи 10 и стенкой трубки 8,10 обтекает жалюзи 10, при этом он сепарируется и перегревается, Таким образом, втрубчатом испарителе 1 совмещены областииспарения, сепарации и перегрева пара.Это повышает надежность получения сухого15 пара.Энергетическая установка может обеспечить выдачу электроэнергии в течениедлительного периода времени, проста, экономична и надежна в эксплуатации.20 Формула изобретения1, Энергетическая установка, содеркэщая трубчатые испаритель и конденсатор,сообщенные друг с другом паропроводомчерез паровую турбину и трубопроводом25 подачи конденсата, о т л и ч а ю щ а я с я тем,что; с целью повышения экономичности инадежности, в каждой теплообменной трубке испарителя дополнительно установленпластинчэтый упругий сепаратор, разме 30 щенный своим входом в области жидкоготеплоносителя, при этом сам испаритесьрасположен ниже уровня конденсата в конденсаторе.2, Установка по п.1, отл ич э юща я 35 с я тем, что верхняя часть пластинчэтогосепаратора выполнена в виде жалюзи, расположенных с равномерным шагом,3. Усгановкэ по и, 1, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что сепарирующая поверхность жэ 40 люзи расположена под острым углом относительно поверхности пластинчатогосепаратора по обе стороны от последней,Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул, Гагарина, 1 Заказ 2177 Тираж БНИИПИ Государственного комите 113035, Москва, Подписноео изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 5, Рауискач наб., 4/5