СПОСОБ РАБОТЫ ТУРБОУСТАНОВКИ Советский патент 1973 года по МПК F01K27/00 

I

Изобретение относится к энергетике и холодной технике и может быть использовано при создании геотермальных ТЭС, утилизации энергии воды систем охлалсдения двигателей и технологических устройств.

Способы работы турбоустановок с рабочие телом, вскипающим в процессе адиабатического расширения, известны.

Однако из-за отсутствия необходимых конструкций для работы на высоковлажном паре возникают необратимые потери, примерно пропорциональные абсолютному значению влагосодержания. Это, в свою очередь, ведет к потере подавляющей части теплопереиада. Кроме того, из-за эрозийных повреждений допустимый предел влажности не должен превышать 12-14%, что уже само по себе исключает применение известных конструкций влажнопаровых турбин в условиях, где степень сухости составляет величину порядка 0,1. Применению же гидравлических турбин, рассчр1танных на неразрывный поток капельной жидкости, препятствует кавитация, а в гидропаровых турбинах объем пара, выделяющегося в процессе истечения может в несколько раз превзойти объем капельножидкой составляющей. Поэтому использование существующих конструкций роторов исключено.

Предлагаемый способ работы отличается от известных тем, что рабочее тело конденсируют охлаждающей жидкостью в камере смещения аппарата для получения капельножидкой струи, которую подают на рабочие лопатки турбины.

Такое осуществление способа позволит повысить надежность, к.п.д. и уменьщить габариты турбоустановки. При таком способе можно использовать и обычные гидравлические турбины.

На фиг. 1 схематично нзображена установка, в которой реализуется указанный способ; на фиг. 2 - диаграмма цикла турбоустановкн.

К соплу / струйного аппарата подают горячую жидкость с температурой Т. Профиль сопла имеет форму, обеспечивающую мннимальную площадь в сечении 2. Состоянию жидкости перед соплом соответствует точка а. В сопле / жидкость вскипает в изоэнтропнйном процессе, за сечением 2 приобретает сверхзвуковую скорость и после сечения 3 (точка б на фиг. 2) вступает во взаимодействие с охлаждающей жидкостью, подаваемой через сопло 4.

В идеальном случае кинетическая энергия вскипевщего парол идкостного потока в сечении 3 изображается . площадью абва. Если считать процесс конденсации в камере смешения 5 изобарным, то охлаждению рабочего тела будет соответствовать линия бв, а нагреву охлаждающей жидкости от начальной температуры TZ до температуры конденсации Гз - линия гд. Так как точка в лежит на нижней пограничной кривой, в сечении 6 образуется однородный капельножидкий поток, температура которого равна температуре Гз, а состояние соответствует точке е. Кинетическая энергия потока в сечение 6 изображается площадью жевж. При отсутствии потерь и при пренебрежимо малой кинетической энергии за соплом / должно иметь место равенство площадей: абва жевж.

Выходные срезы сопел / и 4 совмещены в плоскости 7, к которой примыкает камера смешения 5, выполненная в виде сходящегося канала. Для увеличения эффективности сопла/в нем может быть установлена парогенерирующая решетка 8. Выходное сечение 6 камеры смешения 5 должно быть размещено так, чтобы струя под углом попадала на лопатки 9, например, ковшовой турбины 10.

Предмет изобретения

Способ работы содержащей струйный аппарат турбоустановки с рабочим телом, вскипающим в процессе адиабатического расширения, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, к.п.д. и уменьшения габаритов, рабочее тело конденсируют охлаждающей жидкостью в камере смешения аппарата для получения капельножидкой струи, которую подают на рабочие лопатки турбины.

(Риг 2