Способ работы энергетической установки Советский патент 1983 года по МПК F03G7/02 F01K27/00 

Изобретение относится к теплоэнергетике и может использоваться в энергетических установках, использующих низкопотенциальное тепло, прёимущас венно тепло геотермальных источников или вторичных энергоресурЬов. Известны способы .работы энергетических установок, заключающиеся в том что в жидкий теплоноситель вводят поток низкокипящего вешества, нагревают до образования паровой фазы, смесь разгоняют, расширяют в турбине, после чего отделяют низкокипящее вещество, поток его конденсируют и возвращают в цикл С 1 В известном способе в жидкий теплоноситель вводят жидкое вещество, температура кипения которого ниже, чем у теплоносителя (например бутан). В результате смешения происходит наг рев и испарение низкокипящего вещества. Для обеспечения возможности смешения теплоноситель сжимают насосом до давления низкокипяшего вещества, величина которого определяется из уоловий максимальной эффективности цикла. Необходимость повышения .давления горяч его теплоносителя с помощью н coca усложняет условия эксплуатации, тепловую схему установки, снижает ее эффективность. Цепь изобретения - повышение давл ния теплоносителя путем создания в нем по меньшей мере одного скачка уплотнения. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу работы энергетической установки, заключающемуся в то что в жидкий теплоноситель вводят поток низкок1шящего вещества, нагревают до образования паровой фазы, смесь ра гоняют, расширяют в турбине, пЬспе ч&го отделяют низкокипящее вещество, поток его конденсируют и возвращают в цикл, после нагрева паровую фазу низкок1тящвго вещества вьщеляют и вводят в теплоноситель до разгона смеси. На фиг. 1 представлен вариант тепловой схемы энергетической установки, в котором.нагрев и исцаревиё::1ЩЗКС Ни1Ц щего вешества производят в поверхносту яых теплообменниках; на фиг 2 - то же в котором нагрев и испарение низкокипящего вещества производят путем контакта с горячим теплоносителем,, Тепловая схема энергетической уотановки содедж гт трубопровод, .1 гс ячего теплоносителя, например геотермальной воды, подключенный к раэгонной трубе 2, последовательно соед ненной с соплом 3 турбиной 4, от стойникок -сепаратором 5, конденсатором 6, насосом 7 для возврата сконденсированнсдхэ низкокипящего вещества по л№нии 8 в цикл для последующего нагрева и смешения с теплоносителем. В соответствии с вариантом схемы, представленным на фиг. 1, линия 8 разветвлена на участки 9 и 10,-первый из которых подключен к разгонной трубе 2, а второй сообщен по меньшей мере с одним из поверхностных теплообменников 11, паропровод 12 выделенной паровой фазы которого соединен по меньшей мере с одним смесителем 13, включенным в трубопровод 1 подачи горячего теплоносителя к разгонной трубе 2. В соответствии с вариантом, представленным на фиг. 2, к выходному участку разгонной трубы, 2 подключен сепаратор 14, после которого паропровод фазы также соединен по меньшей мере с одним смесителем 13. К паровой турбине 4 подсоед нена нагрузка 16, например электрический генератор. Энергетическая установка по предлагаемому способу работает следующим образом. В варианте, изображенном на фиг. 1, скодденсированный поток низкокипящего вещества разделяют на две части, одну из которых по участку 9 линии 8 вводят в разгонную трубу 2 для смешения с теплоносителем, а вторую часть низкоки ; пящего вещества по участку 10 этой же линии подают к поверхносцтаым теплообменникам 11, где нагревают и испаряют теплом горячего теплоносителя, например геотермальной воды, а паровую фазу вещества отводят по паропроводу 12 и подают в смеситель 13. В соответствии с вариантом, изображенным на фиг. 2, паровую фазу низкокипяшагчэ вещества вьзделят после его нагрева и испарения путем контактного теплообмена в раогонной трубе 2, к выходному участку которой подключен сепаратор 14, где отделяют частицы жидкости, вьщеляют 1|аровую фазу и подают по паропроводу is к смесителям 13, в которых происходит смешение и гомогенизация потока, повышение его давления, разгон полученной смеси для последующего ее расширения в турбине 4. После турбины 4 из потока смеси в отстойнике-сепараторе 5 отделяют низкокипяшее вещество.

Kofopoe затем конденсируют в конденсаооре 6 ,и насосом 7 воаврашают в цикл.

Давление смеси повышается в резупьгтате смешения паровой фазы вещества и жидкого теплоносителя и гомогенизации смеси, происходит резкое понижение показателя адиабаты и скорости звука двухфазной смеси в сравнении с однофазной, что приводит к возникновению скачка уплотнения за смесителем 13, и COOTV ветствуюшее этому повышение давления

в потоке. Интенс ивность скачка, т.е. степень повышения давления, пропорциональна квадрату чисйа Маха и завист- от соотношения фаз. Повышение давления в результате скачков уплотнения происходит за счет внутренней энергии потока и требует значительно меньше затрат механической энергии, необходимых для такого же повышения давления с испол1 зованием механического насоса, -что снижает расход энергии на собственные нужды.

СПОСОБ РАБОТЫ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ, преимуществ, веяно геотермальной, заключающийся в том, что в жидкий теплоноситель вводят поток низкокипящего вещества, нах рееают до образования паровой фазы, смесь разгоняют, расширяют в турбине, после чего отделяют ниакокипящее в&щество, поток его конденсируют и воз- вращают в цикл, отличающийся тем, что, с Ьелью повышения давления теплоносителя путем создания в нем по меньшей мере одного скачка уплот нения, после нагрева паровую ниэкокипящего вещесгува вьщел1пот и вводят в теплоноситель до разгона смеси. осеошмдя J tATKlf :«-Т1ПМКШ ГСШ f , ,su .(SpF 03 G.7/02i; F 01 К 27/OO дй Г€СОЮЭ 1АЯ m 5- .. ЧАЯ ЕТЕНИЯ БИБЛИОТЕКА У (Л to а Од