Способ работы энергетической установки с рабочим телом на смеси веществ химически активного и химически инертного по отношению к конструкционным материалам Советский патент 1989 года по МПК F01K25/06 

1

Изобретение относится к энергетике.

Цель изобретения - повышение термодинамической эффективности.

На фиг. 1 представлена установка, реализующая предлагаемый способ с предварительным расширением инертного вещества; на фиг. 2 - установка, реализующая способ с предварительным расширением инертного и активного веществ.

Установки, реализующие способ, содержат нагреватель 1, подключенный к линиям 2 и 3 подачи химически инертного вещества и химически активного вещества, турбину 4 инертного вещества, установленную на линии 2, и смеситель 5, подключенный к выхлопу турбины 4 и к линии 3 подачи активного вещества (фиг. 1 и 2). Установки также содержат турбину 6, работающую на смеси веществ и подсоединенную к смесителю 5, регенератор 7, подключенный к выхлопу турбины 6 и к линиям 2 и 3 подачи инертного и активного веществ. К выхлопу турбины 6

последовательно за регенератором подключен также охладитель 8, который в свою очередь соединен с разделителем 9 Разделитель 9 подсоединен через устройства 10 для сжатия веществ к линиям 2 и 3 подачи инертного и активного веществ. Установка, реализующая способ с предварительным расширением инертного и активного веществ, дополнительно содержит П активного вещества, установленною на линии 3 подачи активного вещества (фиг. 2).

Способ осуществляется следующим образом.

Химически инертное и химически активное вещества (например, углекислота и гелий), предварительно подогретые в регенераторе 7 (фиг. 1), направляются по линиям 2 и 3 в нагреватель 1, где каждое вещество в отдельности нагревается до предельной температуры, не превышающей температуры начала химического взаимодействия вещества с конструкционными материалами нагре Ј)

со

вателя (например, углекислота до 1000 К, гелий до 1400 К). Нагретое инертное вещество направляется в турбину 4, где расширяется с совершением работы до давления, при котором температура инертного вещества равна температуре нагретого активного вещества. После турбины 4 инертное вещество подается в смеситель 5, куда одновременно подается и активное вещество из нагревателя 1. После смешения веществ в смесителе 5 при одинаковых температурах и давлениях смесь направляется в турбину 6, где расширяется с совершением работы. Отработавшая смесь подается в регенератор 7, в котором отдает тепло инертному и активному веществам, подаваемым в нагреватель 1. Отдав тепло в регенераторе, смесь окончательно охлаждается в охладителе 8, а затем разделяется на составляющие ее активные инертные вещества в разделителе 9. После разделителя каждое вещество в отдельности через устройства Ш для сжатия веществ подается по линиям 2 и 3 в регенератор и нагреватель. При этом активное вещество сжимается до давления, обеспечивающего смешение веществ в смесителе 5 при равных давлениях.

Химически активное вещество также как и химически инертное вещество может быть расширено в отдельной турбине 11 перед смешением (фиг, 2). При этом активное вещество предварительно сжимается в устройстве 10 до максимально по прочности нагревателя допустимого давления.

Изобретение позволяет повысить термодинамическую эффективность путем увели5

чения начальных параметров веществ перед их отдельным расширением в турбинах, а также путем уменьшения термодинамических потерь при смешении веществ.

Формула изобретения

1. Способ работы энергетической установки с рабочим телом на смеси веществ

химически активного и химически инертного по отношению к конструкционным материалам, включающий нагрев и смешение веществ, осуществляемое при одинаковых давлениях веществ, расширение смеси веществ с совершением работы, охлаждение с последующим ее разделением и сжатием веществ, отличающийся тем, что, с целью повышения термодинамической эффективности, разделяют вещества перед нагревом и каждое вещество нагревают в отдельности до предель0 ной температуры, не превышающей температуры начала химического взаимодействия вещества с конструкционными материалами нагревателя, а перед расширением смеси сначала расширяют отдельно инертное вещество с совершением работы до давления, при котором температура инертного вещества равна температуре активного вещества перед смешением, а смешение веществ выполняют после расширения инертного вещества и нагрева активного вещества.

0 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что химически активное вещество сжимают до максимально допустимого по прочности нагревателя давления и перед смешением расширяют с совершением работы.

5

Изобретение относится к энергетике и позволяет повысить термодинамическую эффективность установки. Перед нагревом смесь в-в разделяют и каждое в-во нагревают в отдельности до предельной т-ры, не превышающей т-ры начала химического взаимодействия в-ва с конструкционными материалами нагревателя. Перед расширением смеси сначала расширяют отдельно инертное в-во с совершением работы до давления, при котором т-ра инертного в-ва равна т-ре активного в-ва перед смешением. Смешение в-в осуществляют при одинаковых давлениях в-в. Затем смесь охлаждают с последующим ее разделением и сжатием. Химически активное в-во сжимают до максимально допустимого по прочности нагревателя давления и перед смешением расширяют с совершением работы. Предложенный способ позволяет увеличить начальный параметр в-в перед их отдельным расширением в турбинах и уменьшить термодинамические потери при смешении в-в. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Ъ8