Способ преобразования энергии пара в механическую работу и паросиловая установка для его осуществления

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 372 1) г 01 к 210 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 36 15717/25-29,8 е 73,таллурги ЭНЕРГИИ И ПАРОСИ- УЩЕСТВЛЕмашиносиловым ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕП"КИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ПНТ СС(54) СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ПАРА В МЕХАНИЧЕСКУЮ РАБОТУ ЛОВАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГО ОС НИЯ(57) Изобретение относится строению, в частности к па установкам, и позволяет расширитьдиапазон регулирования в широкомдиапазоне нагрузок, повысить быстроходность и удельную выходную мощностьпаросиловой установки. Жидкость испаряют в парогенераторе (ПГ) 1. Образующийся пар периодически подают врабочую камеру 12 паровой машины 9,Отводят отработанный пар в конденсатор 7, Подачу жидкости в ПГ 1 осуществляют дискретными дозами синхроннос частотой рабочих циклов машины 9.Величину дозы жидкости изменяют дляизменения частоты циклов и мощностимашины 9, Жидкость сжимают до давления,большего величины давления, н ПГ 1 в1564372 Момент окончания подачи в него жид ости, и подогревают до т-ры, мень ей т"ры ее кипения при давлении сжаия. В цилиндре 10 машины 9 размещен йоршень 11 с образованием рабочей камеры 12 переменного объема. На . Входе ПГ 1 установлена форсунка 13 клапанного типа. Выход ПГ 1 постоянИзобретение относится к машиноСтроению, в частности к паросиловымустановкам.Цель изобретения - расширение диапазона регулирования при измененииусловий работы паросиловой установки,На фиг. 1 представлена принципиальная схема паросиловой установкис рабочим цилиндром одинарного дейСтвия; на фиг. 2 - то же, с механическим регулятором дозы жидкости вдозаторе; на фиг. 3 - то же, с парораспределителем золотникового типаи рабочим цилиндром двойного действия;на Фиг, 4 - то же, с клапанным парораспределителем и рабочим цилиндромодинарного действия,Паросиловая установка содержит парогенератор 1, перегреватель 2 ра очей жидкости, конденсатный насос 3с приводным механизмом, состоящимиз штока 4, кулачка 5 и кривошипа 6,конденсатор 7, выпускной клапан 8,объемную паровую машину 9, состоящуюиз цилиндра 10 с размещенным в немпоршнем 11 и рабочей камерой 12 навходе парогенератора 1, выход которого постоянно сообщен с рабочей камерой 12 переменного объема, а входфорсунки 13 - с выходом конденсатного насоса 3, кинематически связанного с поршнем 11 паровой машины(Фиг1).В паросиловой установке кинематическая связь по частоте и Фазе поршня 11 паровой машины и поршня 14 доэатора 15 конденсатного насоса 3 может осуществляться посредством штока16, который своим упорам 17 взаимодействует с упорами 18 и 19 поршня11 паровой машины (фиг,2), Регулнро 55вание дозы жидкости осуществляетсяупором 20 или дросселем 21,Паровая машина может содержатьпарораспреде 1 и 1 тель 22 1 олотнпкового но со щен с камерой 2. Вход форсунки 13 сообщен с выходом конденсатного насоса 3, приводной механизмк-рого кинематически связан с поршнем 11. Выход ПГ 1 сообщен с камерой12 через синхронизированный с движением поршня 11 парораспределитель.2 з.п. Ф-лы, 4 ил. типа, рабочий цилиндр 23 двойного действия с двумя рабочими камерами 12 и 12 паровой машины, датчик 24(температуры и регулятор 25 для измерения температуры парогенератора 1 и расхода горячих газов к нагревательной рубашке парогенератора 1 (Фиг.3).В состав паросиловой установки может входить клапанный парораспределитель 26, который посредством штока 27 кинематически связан с поршнем 14 конденсатного насоса 3 и поршнем 11 паровой машины, который упорами 28 и 29 взаимодействует с упором 17 штока 27 (фиг,4) .Паросиловая установка, представленная на Фиг, 1 работает следующим рбразом.Предварительно разогревают парогенератор 1, например, до 1200 С, проворачивают вал паровой машины, приводя поршень 11 паровой машины и кулачок 5 в движение. При движении поршня 1 1 вверх, сопровождающемся уменьшением рабочей камеры 12, закрывается выпускной клапан 8 и давление в рабочей камере 12 повышается, При приближении поршня 11 паровой машины к верхней мертвой точке выступ кулачка 5 смещает поршень 14 дозатора 15, в результате дополнительно повышается давление в канале связи дозатора 15 с форсункой 13 и последняя открывается, что вызывает интенсивное расширение перегретой жидкости в парогенераторе 1, ее испарение и перегревание пара по мере его движения в рабочую камеру 12. 1 ри этом давяпэпе врабочей камере 12 повышается относительно величины давления, котораяимела место к ксццу такта с катия,.что приводит к движению псршня 11паровой машины вниз, Далее рабочийцикл повторяется. Процесс иарообразо Гвания пара в парогенераторе 1 осуществляется периодически и синхронизирован с рабочим циклом паровой машины как по частоте, так и по Фазе путем распыления в предварительно разогретом парогенераторе 1 тарированных доз жидкости за счет их импульсного нагнетания в парогенератор 1 дозатором 15 конденсатного насоса 3, рабочий цикл которого синхронизи" рован по частоте и по фазе с движением поршня 11 паровой машины, что позволяет точно задавать параметры пара в парогенераторе 1 давление и температуру при постоянном объеме), энергия которого реализуется паросиловой установкой за один рабочий цикл, поэтому изменение дозы жидкости, распыленной в парогенераторе 1, вызывает изменение в очередном рабочем цикле выходной мощности паросиловой установки.Лля повышения удельной мощности на выходе паросиловой установки рабочую жидкость при ее движении от выхода дозатора 15 к входу в парогенератор 1 дополнительно сжимают до давления, превышающего давление в парогенераторе 1 к моменту распыления в нем жидкости, и нагревают до температуры, меньшей температуры ее кипения при давлении ее сжатия, что обеспечивает интенсификацию процесса парообразования жидкости после ее распыления в парогенераторе например, форсункой 13 клапанного типа, установленной в парогенераторе 1, поскольку вся внутренняя энергия накопленная жидкостью, передается образующемуся пару с минимальными потерями.Выступ кулачка 5 установлен так, что такт нагнетания дозатора и импульсное нагнетание жидкости в парогенератор 1 происходят в завершающей фазе такта сжатия рабочей камеры 12, т.е, при приближении поршня 11 паровой машины к верхней мертвой точке.Регулируя дроссель 21, осуществляют управление рабочими параметрами паровой машины. За счет инерционности парогенератора 1 его средняя температура регулируется изменением подводатепла, В предлагаемой конструкции паросиловой установки внутренние потери энергии пара минимальны в результате отсутствия парораспределителя и плавного нарастания давления64372 6в рабочей камере 12 после закрытиявыпускного клапана 8Регулирование дозы жидкости паросиловой установки, представленнойна фиг. 2, осуществляется перестановкой упора 20, ограничивающего эффективный ход поршня 14 дозатора 15.Для паросиловой установки, пред ставленной на фиг, 3, такт нагнетаниядозатора 15 и распыление жидкости впарогенераторе 1 осуществляют сразупосле разобщения парогенератора 1 срабочими камерами 12 и 12паровой 15 машины двойного действия, что позволяет использовать один парогенераторс импульсным. парообразованием дляповьппения давления в двух противофазно работающих рабочих камерах 12 20 и 12 паровой машины двойного действия. Формула изобретения 45 1Способ преобразования энергии пара в механическую работу в паросиловой установке путем испарения жид 50 кости в парогенераторе, периодической подачи образующегося при этомпара в рабочую камеру паровой машины и отвода отработанного пара в конден,сатор, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью расширения диапазона регулирования в широком диапазоненагрузок, подачу жидкости в парогенератор осуществляют дискретными дозами синхронно с частотой рабочих цик 25 ЗО 35 40 Для паросиловой установки, представленной на фиг. 4, такт нагнетания дозатором 15 и распыление жидкости на Аорсунке 13 парогенератора 1 осуществляются после закрытия клапан- ного парораспределителя 26, происходящего при смещении упора 17 штока 27 влево упором 28 поршня 1 1 паровой машины, что увеличивает долю рабочего цикла паровой машины, которая идет на процесс парообразовання пара в парогенераторе 1. Клапанный парораспределитель 26 после его закрытия удерживается в закрытом состоянии повышающимся давлением пара в парогенераторе 1. Открытие парораспределителя 26 осуществляется в результате повышения давления в рабочей камере 12 в конце такта сжатия и (или) механического воздействия упора 29 поршня 11 паровой машины при его движении впрево на упор 17 штока 27.лов паровой машины, причем величину дозы жидкости изменяют для изменения частоты рабочих циклов и мощности паровой машины.2, Способ по п,1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повьшения удельной мощности, жидкость перед подачей в парогенератор сжимают до давления, большего велччины давле- ния в парогенераторе в момент окончания подачи в него жидкости, и поцогревают до температуры, меньшей температуры ее кипения при давлении ее сжатия. 3. Паросиловая установка дпя преобразования энергии пара в мехапичес кую работу, содержащая соединечные между собой парогенератор, конденсат 7 Д ный насос с приводным механизмом, конденсатор и объемную паровую машину с цилиндром и размещенным в нем с образаванием рабочей камеры переменого объема поршнем, о т л и ч а ющ а. я с я тем, что она снабжена Форсукой клапаного типа, устаселе- ной на входе парогенератора, выход последнего постоянно сообщен с рабочей камерой переменного объема, вход форсукн - с выходом конденсатого насоса, приводной механизм которого кинематическн связан с поршнем.4. Установка по п.3 с т л и - ч а ю щ а я с я тем, что, с целью говышения быстроходности и уделы(ой Выход (ой мсщносч и р вьход пароге нера. тора сообце с рабочей камерой через синхроннэированый с движением псршя парораспределитель е.в .с выход - с Вьходом ксденсатнсго насоса выполненного в видг регулируемого объемного дозатора, а приводной механизм кинематнческн связан с поршнемпарораспределнтелем.1564372 Составитель О.Картуесовактор А.Лежнина Техред Л. Сердокова Корректор Л, Бескид ираж 4 Подпи Зака осударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 В ьский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 10 роиэводственно