СПОСОБ Е.Б.ГЛАГОЛЕВА ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ РЕГЕНЕРАТИВНОГО ПАРОЖИДКОСТНОГО ЦИКЛА ТЕПЛОСИЛОВОГО УСТРОЙСТВА Российский патент 1994 года по МПК F01K25/00 

Описание патента на изобретение RU2006597C1

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано при создании и модернизации транспортных тепловых двигателей и стационарных теплосиловых установок.

Известен способ осуществления регенеративного паротурбинного цикла теплосиловой установки на низкокипящих веществах, содержащей турбину, конденсатор, регенератор и компрессор, в которой заданную часть пара, отработавшего в турбине и охлажденного в регенераторе, сжимают в компрессоре до начального давления и подают для нагрева в верхнюю ступень регенератора [1] .

К недостаткам этого способа можно отнести его низкий КПД из-за больших энергозатрат на привод компрессора.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ осуществления регенеративного парожидкостного цикла теплосиловой установки, включающий нагрев жидкого рабочего тела, парообразование, расширение, регенеративный отвод тепла с конденсацией и сжатие, причем парообразование производят в паровом котле за счет теплоты сгорания топлива, а на расширение направляют сухой насыщенный пар со степенью сухости, близкой к единице [2] .

Недостатком этого способа является низкая экономичность из-за большого количества тепла, выбрасываемого в окружающую среду, по отношению к количеству тепла, затраченному на нагрев рабочего тела.

Целью изобретения является повышение экономичности способа.

Указанная цель достигается тем, что в способе осуществления регенеративного парожидкостного цикла теплосиловой установки, включающем нагрев жидкого рабочего тела, перевод его в паровую фазу, расширение с получением энергии, регенеративный отвод тепла от сработавшего при расширении тела и конденсацию последнего, нагрев рабочего тела ведут до температуры, не превышающей 0,8 от его критической температуры, и степени сухости близкой к 0, а парообразование ведут при расширении без подвода тепла.

Преимуществом предлагаемого способа является более высокая эффективность цикла за счет парообразования без подвода тепла при испарении нагретого жидкого рабочего тела, что позволяет после совершения работы при расширении полнее производить регенеративный отвод тепла от сработавшего рабочего тела.

Способ может быть реализован в известных парутурбинной установке или поршневом двигателе.

Питательная жидкость, сжатая насосом, подается в нагреватель, где за счет сгорания топлива нагревается под давлением до максимальной температуры цикла, не превышающей 0,8 критической температуры данного рабочего тела, и подается в рабочий орган (турбину или поршень). В соплах турбины или при движении поршня в результате уменьшения давления на рабочее тело происходит его расширение и частичное парообразование. Образовавшийся пар совершает механическую работу (двигает лопатки турбины или перемещает поршень). Одновременно с расширением от рабочего тела отбирается некоторая часть тепла (например, в виде части пара) для регенеративного подогрева питательной жидкости. Остатки пара конденсируются и вместе с жидкой частью рабочего тела подаются для сжатия в питательный насос.

Описываемый процесс может быть изображен в TS-диаграмме, представленной на фиг. 1; на фиг. 2 - отдельно площади, соответствующие количествам тепла, поданного в цикл с помощью нагревателя и удаленного из него в окружающую среду (по предлагаемому способу).

Все диаграммы даны в масштабе по характеристикам рабочего тела (в данном случае воды), известным для сухого насыщенного пара и воды по кривой насыщения. Кривые постоянной степени сухости построены также известным способом по зависимости Х= (Sx-SI )/(SII -SI ).

На фиг. 1 показаны процессы:
1-5 - процесс адиабатического расширения рабочего тела (РТ) с парообразованием;
5-6 - процесс расширения рабочего тела с конденсацией парообразной части РТ и регенерацией тепла;
6-3 - процесс охлаждения РТ с конденсацией оставшегося пара;
3-4 - нагрев сжатого жидкого РТ теплом регенерации;
4-1 - нагрев сжатого РТ теплом топлива.

На фиг. 2 площадь фигуры 1-7-8-4-1 отражает количество тепла, затрачиваемого на нагрев РТ теплом топлива (q1); площадь фигуры 6-9-10-3-6 - тепла, удаляемого в окружающую среду (q2); площадь фигуры 1-6-3-4-1 - тепла, использованного для совершения механической работы (q1-q2).

На фиг. 3 представлена установка для реализации заявленного способа, включающая нагреватель 1, рабочий орган 2, регенератор 3, конденсатор 4 и насос 5 с указанием характерных параметров рабочего тела по диаграмме фиг. 1.

(56) 1. Авторское свидетельство СССР N 162542, кл. F 01 K 25/10, 1962.

2. Кириллин В. А. и др. Техническая термодинамика. М. : Энергия, 1974, с. 339.

Похожие патенты RU2006597C1

название год авторы номер документа
ПАРОЖИДКОСТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ Е.Б.ГЛАГОЛЕВА 1990
  • Глаголев Евгений Борисович
  • Глаголев Александр Евгеньевич
RU2008479C1
СПОСОБ РАБОТЫ ТЕПЛОСИЛОВОЙ ПАРОВОЙ УСТАНОВКИ 2023
  • Марков Василий Степанович
RU2812135C1
СПОСОБ РАБОТЫ ПАРОГАЗОВОЙ УСТАНОВКИ 2023
  • Марков Василий Степанович
RU2812381C1
Способ работы теплового двигателя 1984
  • Глаголев Евгений Борисович
SU1364753A1
Способ производства электроэнергии на основе закритического СО-цикла 2023
  • Садкин Иван Сергеевич
  • Щинников Павел Александрович
RU2810854C1
КАТАЛИТИЧЕСКАЯ ТЕПЛОЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ. КАТАЛИТИЧЕСКИЙ РЕАКТОР 2000
  • Поливода А.И.
  • Поливода Ф.А.
  • Цой А.Д.
  • Цой К.А.
RU2232903C2
РОТОРНАЯ МАШИНА 2013
  • Пузырёв Евгений Михайлович
  • Пузырёв Михаил Евгеньевич
RU2564172C2
СПОСОБ РАБОТЫ ТЕПЛОВОГО ДВИГАТЕЛЯ С ВНЕШНИМ ПОДВОДОМ ТЕПЛА И ДВИГАТЕЛЬ ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 1994
  • Болычевский Юрий Михайлович
RU2082895C1
СПОСОБ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ ЦИКЛОВ С ФАЗОВЫМИ ПЕРЕХОДАМИ 2000
  • Калинайчев С.В.
RU2172844C2
СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ ВНЕШНЕГО ИСТОЧНИКА ТЕПЛА В МЕХАНИЧЕСКУЮ РАБОТУ 1994
  • Смирнов Лев Николаевич
RU2078253C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 006 597 C1

Реферат патента 1994 года СПОСОБ Е.Б.ГЛАГОЛЕВА ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ РЕГЕНЕРАТИВНОГО ПАРОЖИДКОСТНОГО ЦИКЛА ТЕПЛОСИЛОВОГО УСТРОЙСТВА

Использование: в теплотехнике при создании и модернизации транспортных тепловых двигателей и стационарных тепловых установок. Сущность изобретения: способ заключается в нагреве жидкого рабочего тела до температуры, не превышающей 0,8 от его критической температуры, и степени сухости, близкой к 0, переводе его в паровую фазу, расширении с получением энергии, регенеративном отводе тепла от сработавшего при расширении тела и конденсации последнего, при этом парообразование рабочего тела ведут при расширении без подвода тепла. 3 ил.

Формула изобретения RU 2 006 597 C1

Способ осуществления регенеративного парожидкостного цикла теплосилового устройства, включающий нагрев жидкого рабочего тела, перевод его в паровую фазу, расширение с получением энергии, регенеративный отвод тепла от сработавшего при расширении тела и конденсацию последнего, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности, нагрев рабочего тела ведут до температуры, не превышающей 0,8 его критической температуры, и степени сухости, близкой к 0, а парообразование ведут при расширении без подвода тепла.

RU 2 006 597 C1

Авторы

Глаголев Евгений Борисович

Глаголев Александр Евгеньевич

Даты

1994-01-30Публикация

1990-04-17Подача