Устройство для преобразования энергии продуктов газификации угля в подземных условиях шахты Советский патент 1990 года по МПК F01K23/00 

куляционный насос 8 с контуром 2. Второй теплоотводящий контур 10, размещенный внутри контура 9, заполнен низкотемпературным рабочим телом (хлацон, углекислота и др.) и связан входом с питательным насосом 7, а выходом - с турбиной 4. Вынесенный коаксиальный контур 9 теплопередачи позволяет сгладить пиковые колебания температуры дымовых газов, проходя

щих через котел-утилизатор от подземного газогенератора по скважине 11, и тем самьи уберечь от термического разложения высокоэффективное рабочее тело т контуре 1U,представ ляющее собой перегретый пар хладона (фреона). Таким образом обеспечивается использование низкотемпературного тепла, которое ранее сбрасыва- тгоеь в окружающую среду, 1 ил.

Изобретение относится к горному делу. С целью повышения эффективности и надежности в устройство для преобразования энергии продуктов газификации угля в подземных условиях шахты, содержащее котел-утилизатор 1 с теплоотводящим контуром 2, заполненным теплоагентом, электрогенератор 3 на турбину 4, которая выходом через холодильник 5, имеющий внутри охлаждающий контур 6, связана с питательным насосом 7, введены вынесенный коаксиальный теплопередающий контур 9, связанный через циркуляционный насос 8 с контуром 2. Второй теплоотводящий контур 10, размещенный внутри контура 9, заполнен низкотемпературным рабочим телом (хладон, углекислота и др.) и связан входом с питательным насосом 7, а выходом - с турбиной 4. Вынесенный коаксиальный контур 9 теплопередачи позволяет сгладить пиковые колебания температуры дымовых газов, проходящих через котел-утилизатор от подземного газогенератора по скважине 11, и тем самым уберечь от термического разложения высокоэффективное рабочее тело в контуре 10, представляющее собой перегретый пар хладона (фреона). Таким образом обеспечивается использование низкотемпературного тепла, которое ранее сбрасывалось в окружающую среду. 1 ил.

Изобретение относится к горному делу, в частности к геотехнологической разработке угольных пластов, и может быть использовано для преоора- зования и утилизации энергии продуктов газификации угольного пласта в подземных условиях шахты, т.е. угледобывающего и перерабатывающего предприятия, продукцией которого являются не только уголь и горючий газ, а также тепловая и электрическая энергии. Цель изобретения - повышение эффективности и надежности преобразования энергии газификации угля путем использования низкопотенциальных ды- UoBbix газов и высокоэффективного низкотемпературного рабочего тела. j На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит котел-утилизатор 1 с теплоотводящим контуром 2, заполненным теплоагентом, электрогенератор 3, установленный на валу турбины 4, конденсатный выход которого через холодильник 5 с охлаждающим контуром 6 связан с насосом 7. К входу первого теплоотводящего контура 2 через введенный циркуляционный насос 8 подсоединен выход вынесенной ко- аксиально расположенной теплопереда- ющей емкости 9, вход которой связан с выходом первого теплоотводящего контура 2. Введенная вторая тепло- отводящая (теплопередающая) поверхность контура 10 входом связана с насосом 7, а выходом - с входом турбины 4, Вход газа в котел-утилизатор 1 трубопроводом соединен с устьем . продуктивной скважины 11, по которой поступает исходящий из подземного газогенератора нагретый дымовой газ (на чертеже показано стрелками) являющийся источником тепловой энерч

0

5

0

5

0

5

0

5

гии, преобразуемой турбиной 4 в механическую эенргию, а электрогенератором 3 - в электроэнергию. Послед- няя передается через шины 12 глав- ной поверхностной подстанции (ГПП) к линии 13 электропередачи (ЛЭП) энергосистемы. Крктур 10 состоит из трех частей: подогревателя, испарителя и пароперегревателя (не показаны) .

Устройство работает следующим образом.

Нагретый в расположенном под землей газогенераторе дымовой газ от сгорания угля поступает через устье скважины 11 (или шахтный ствол) по трубопроводу в котел-утилизатор 1, где он отдает свое тепло первому теплоотводящему контуру 2. Внутри последнего циркулирует теплоагент, например вода, под действием циркуляционного насоса 8, который обеспечивает обмен теплоагентом между контуром и вынесенной коаксиально рас- - положенной теплопередающей емкостью 9. Объем последней достдточен для сглаживания пиковых колебаний температур дымового газа внутри котла- утилизатора 1. Этим обеспечивается (стабилизируется) работа второй теп- лоотводящей (теплопередающей) поверхности контура 10, заполненного хладоном (фреоном), перетретьи пар которого является рабочим телом турбины 4.

Стабилизация температуры контура 10 необходима, так как при превышении допустимой температуры перегретый пар хладона (фреона) распадается с образованием смеси веществ, термодинамические свойства которых не могут обеспечить нормальной работы турбины 4. Поэтому превышение температуры пара хладона в теплопередающей пов лхно5 I

сти контура 10 выше критической (по распаду), которая для каждого из хла донов известна, является недопустимой, так как ведет к аварийному отказу системы.

В нормальном режиме поверхность 10 вырабатывает кондиционное рабочее тело (перегретый пар хладона или смеси хладонов), которое приводит в движение турбину 4, преобразующую тепловую энергию в механическую.Последняя через вал передается электрогенератору 3, преобразующему ее в

„электрическую энергию, передаваемую через шины 12 в линию 13 электропередачи энергосистемы. После расширения в турбине 4 рабочее тело конденсируется в . холодильнике 5, охлаждаемом контуром 6, обтекаемым хо

лодной водой шахтного водоотлива.

-V,

Формула изобретения

Устройство для преобразования - энергии продуктов газификации угля

Редактор И.Касарда

Составители Ю.Радин Техред М.Ходанич

Заказ 961

Тираж 430

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

607356

в подземных условиях шахты, содержащее газификатор, сообщенный с котлом-утилизатором, подключенным к турбине с электрогенератором, при этом выход турбины через холодильник сообщен с входом питательного насоса, подключенного к входу теплообменной поверхности котла-утилизатора, о т ,п личающееся тем, что, с це- - лью повышения эффективности и надеж ности преобразования энергии газификации угля путем использования низкотемпературных дымовых газов и вы- сокоэффективного низкотемпературного рабочего тела, устройство снабжено теплопередающими емкостью и поверхностью с циркуляционным насосом, вход и выход которой подключены к

20 ,теплопередающей емкости, при этом теплопередающая поверхность расположена коаксиально теплообменной поверхности котла-утилизатора, размещенного внутри теплопередающей емко25 ,сти.

15

Корректор В.Гирняк

Подписное