Теплоэнергетическая установка

О П Й .А НИ Е ИЗОБРЕТЕНИЯ п 11 436165 Союз Советских Социвлистических Республик(51) М. Кл. Г 011 с 21/001. 03 д 7/00 аявкиисоединен 2) Приори сударственныи комитет,овета МинистРов СССРео делам изобретенийи откРытий бликовано 15,07.74, Бюллетеньа опубликования описания 22,11,7 3) У 1.438 (088.8)(71) Заявитель ного Знаана сковское ордена Ленина и ордена Трудового Кр высшее техническое, училище им. Н. Э. Бау 54) ТЕПЛОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВК ускос уп. Изобретение относится к установкам, использующим атмосферное тепло, и может быть использовано как привод, например, электрогенератора.Известны теплоэнергетические установки, использующие атмосферное тепло и содержащие турбину, холодильник, компрессор и бак с хладоагентом. Однако экономичность их невысока, так как рабочим телом в них является атмосферный газ.Предложенная установка отличается тем, что холодильник ее выполнен в виде эжектора, рабочее сопло и приемная камера которого соединены соответственно с баком и трактом за турбиной, а к магистрали за компрессором подключен выходной нагнетатель для удаления избытка рабочего тела. Кроме того, бак может содержать твердый хладоагент и соединен при этом с трактом за выходным нагнетателем.Такое, выполнение установки, работающей по закрытому циклу, позволит использовать рабочее тело с,высокими термодинамическим и свойствами и повысить экономичность установки,На фиг, 1 показана схема установки с жидким хладоагентом; на фиг. 2 - схема установки с твердым хладоагентом.Теплоэнергетическая установка содержит замкнутый контур, включающий теплообменник 1, соединенный с турбиной 2 (или тепловой расширительной, машиной другого типа, например поршневого), которая в свою очередь соединена с холодильником 3, выполнен ным по эжекторной схеме и установленнымперед компрессором 4 замкнутого контура. На выходе из компрессора установлено распределительное устройство 5, соединяющее компрессор с теплообменником 1 и с выходным О нагнетателем б, который через обратный клапан 7 связан с системой утилизации паров отработавшего хладоагента.Система утилизации состоит из эжектора8, питаемого отработавшим хладоагентом, во всасывающем патрубке которого расположены теплообменные каналы теплообменника 1. Система подачи хладоагента в холодильниквключает в себя управляемый клапан 9, сое- О диняющий атмосферу с вытеснительным элементом 10, помещенным в баке 11 с жидким хладоагентом, который соединен с холодильником через управляющий, клапан 12,Система запуска состоит из генератора ра бочего тела, которым в период подготовки является теплообменник 1, отделенный от остальной части контура обратным клапаном 13 и управляющим клапаном 14, а также из п вой магистрали 15 подачи хладоагента О равляемым клапаном 16.40 45 50 55 Контур циркуляции отработавшего хладоагента седержит магистраль с установленным на ней двухходовым клапаном 17, соединяющую бак с хладоагентом с выходным нагнетателем 6, причем магистраль оканчивается узлом 18 впрыска отработавшего хладоагента. В верхней части бака хладоагента помещены брикеты 19 твердого хладоагента, которые расположены таким образом, что позволяют охлажденному хладоагенту и расплаву собираться в нижней части бака.Для подачи хладоагента в холодильную камеру в теплоэнергетической установке, использующей теплоту плавления твердого хладоагента, смонтирована система, состоявшая из газового аккумулятора давления 20, соединенная через управляемый клапан 21 и редуктор давления 22 с баком хладоагента. Силовой частью теплоэнергетической установки является приводимый турбиной 2 потребитель мощности 23, например электрогенератор.Перед запуском теплоэнергетической установки осуществляется заполнение каналов теплообменника 1 некоторым количеством хладоагента,по пусковой магистрали 15 при кратковременном открытии клапанов 9, 12 и 16, 21. Часть хладоагента, поступившая в холодильник 3, вызывает частичное охлаждение рабочего тела, имеющего тот же самый химический состав, кто способствует снижению давления за турбиной 2.,В результате нагрева хладоагента в теплообменнике 1 за счет атмосферного тепла образуется рабочее тело, предназначенное для пуска теплоэнергетической установки. При открытом положении управляющего клапана осуществляется подача рабочего тела в турбину 2, которая, раскручивая вал, приводит в движение компрессор 4, создающий разрежение в холодильнике 3.По мере раскрутки ротора теплоэнергетической установки при открытии, клапанов 9, 12, 14 и 21 выходят на режим компрессор 4 и выходной нагнетатель 6.Вследствие, перепада давления в холодильнике 3 и баке 11 хладоагента при открытом клапане 12 жидкий хладоагент того же химического состава, что и рабочее тело, поступает в холодильник 3, охлаждая рабочее тело, отработавшее на турбине 2, Перепад давления,поддерживается передачей давления атмосферы в бак 11 через вытеснительныи элемент 10 или подачей давления из газового аккумулятора давления 20, величина которого определяется работой редуктора давления 22. Регулирование расхода хладоагента, а 5 10 15 20 25 30 35 следовательно, и регулирование мощностй всей установки осуществляется управляющим клапаном 12. После сжатия в компрессоре 4 рабочее тело поступает в распределительное устройство 5, которое, поддерживая заданное давление в замкнутом контуре, направляет избыточную часть рабочего тела в выходной ндгнетатель 6, откачивающий ее в систему утилизации через обратный клапан 7. Вытекая через рабочее сопло эжектора 8, отработавший хладоагент эжектирует атмосферный газ, интенсифицируя теплообмен в теплообменнике 1. Часть рабочего тела после распределительного устройства 5 поступает в теплообменник 1, где нагревается до заданной температуры и впоследствии вновь расширяется в турбине.Для использования теплоты плавления твердого хладоагента отработавшее рабочее тело после выходного нагнетателя 6 поступает через двухходовой клапан 17 в бак 11 с брикетами твердого хладоагента, т. е.,в это время отработавший хладоагент не подается в систему утилизации. За счет теплоты плавления хладоагент восстанавливает свои,первоначальные свойства и повторно поступает в холодильник 3. После полного использования теплоты плавления клапан 17 прекращает циркуляцию отработавшего рабочего тела и открывает ему доступ в систему утилизации, Останов теплоэнергетической установки производится закрытием клапанов 12 и 14, а также клапанов 9 и 21. За счет движения по инерции ротора нагнетатели создают остаточное разрежение, которое позволяет снизить энергетические затраты при повторных пусках. П,редмет изобретения 1. Теплоэнергетическая установка закрытого,цикла с использованием атмосферного тепла, содержащая компрессор, теплообменник, турбину, холодильник и бак с хладоагентом, отличающаяся тем, что, с целью повышения экономичности установки, холодильник выполнен в вид эжектора, рабочее сопло и приемная камера которого соединены соответственно с баком и трактом за турбиной, а к магистрали за компрессором, подключен выходной нагнетатель для удаления избытка рабочего тела.2, Установка по п. 1, отличающаяся тем, что бак содержит твердый хладоагент и дополнительно соединен с трактом за выходным нагнетателем.436165 1 Э 7 17 22 1 Риг. 2 Составитель В. НицкевичТехред Л, Богданова Редактор Н. Коган Корректор А. Степанова Типография, пр. Сапунова, 2 Заказ 3524/3 Изд,1808 Тираж 565 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, Ж.35, Раушская наб., д. 4/5