ТЕПЛОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА Советский патент 1974 года по МПК F01K21/00 F03G7/00 

1

Изобретение относится к установкам, использующим атмосферное тепло, и может быть ис-пользовано как привод, например, электрогенератора.

Известны теплоэнергетические установки, использующие атмосферное тепло и содержащие турбину, холодильник, компрессор и бак с хладоагентом. Однако экономичность их невысока, так как рабочим телом в них является атмосферный га13.

Предложенная установка отличается тем, что холодильник ее выполнен в виде эжектора, рабочее сопло и приемная (Камера которого соединены соответственно с баком и трактом за турбиной, а к магистрали за компрессором подключен выходной нагнетатель для удаления избытка рабочего тела. Кроме того, бак может содержать твердый хладоагент и соединен при этом с трактом за выходным нагнетателем.

Такое выполнение установки, работающей по закрытому циклу, позволит «спользовать рабочее тело с высокими термодинамическими свойствами н повысить экономичность установки.

На фИГ. 1 показана схема установки с жидким хладоагентом; на фиг. 2 - схема установки с твердым хладоагентом.

Теплоэнергетическая установка содержит замкнутый контур, включающий теплообменник 1, соединенный с турбиной 2 (нли тепловой расширительной .мащиной другого типа, например порщневого), которая в свою очередь соединена с холодильником 3, вьшолненньш по эжекторной схеме и установленным перед компрессором 4 замкнутого контура. На выходе из компрессора установлено распределительное устройство 5, соединяющее компрессор с теплообменником 1 и с выходным

нагнетателем 6, который через обратный клапан 7 связан с системой утилизации паров отработавшего хладоагента.

Система утилизации состоит из эжектора 8, питаемого отработавшим хладоагентом, во

всасывающем патрубке которого расположены теплообменные каналы теплообменника 1.

Система подачи хладоагента в холодильник включает в себя управляемый клапан 9, соединяющий атмосферу с вытеснительным элементом 10, помещенным в баке 11 с жидким хладоагентом, который соединен с холодильником через управляющий, клапан 12.

Система запуска состоит из генератора рабочего тела, которым в период подготовки является теплообменник 1, отделенный от остальной части контура обратным клапаном 13 и управляющим клапаном 14, а также из пусковой магистрали 16 подачИ хладоагента с управляемым клапаном 16.

Контур Циркуляции отработавшего хладоагента седержлт магистраль с установленным на ней двухходовым клапаном 17, соединяющую бак с хладоагентом с выходным нагнетателем 6, причем магистраль оканчивается узлом 18 впрыска отработавшего хладоагента. В верхней части бака хладоагента помещены брикеты 19 твердого хладоагента, которые расположены таким образом, что позволяют охлажденному хладоагенту -и расплаву собираться Б нижней части бака.

Для подачи хладоагента в холодильную камеру iB теплоэнергетической установке, использующей теплоту плавления твердого хладоагента, смонтирована система, состоящая из газового аккумулятора давления 20, соединенная через управляемый клапан 21 я редуктор давления 22 с :баком хладоагента. Силовой частью теплоэнергетической установки является Приводимый турбиной 2 потребитель мощности 23, например электрогенератор.

Перед запуском теплоэнергетической установки осуществляется заполнение каналов теплообменника 1 некоторым количеством хладоагента ло пусковой магистрали 16 при кратковременном открытии клапанов 9, 12 и 16, 21. Часть хладоагента, поступившая в холодильник 3, вызывает частичное охлаждение рабочего тела, имеющего тот же самый химический состав, кто способствует снижению давления за турбиной 1. .В результате нагрева хладоагента в теплообменнике 1 за счет атмосферного тепла образуется рабочее тело, предназначенное для пуска теплоэнергетической установки. При открытом положении управляющего клапана осуществляется подача рабочего тела в турбину 2, которая, раскручивая вал, приводит в движение компрессор 4, создающий разрежение в холодильнике 3.

По мере раскрутки ротора теплоэнергетической установки ори открытии клапанов 9, 12, 14 и 21 выходят на режим компрессор 4 и выходной нагнетатель 6.

Вследствие перепада давления в холодильнике 3 и баке Ь1 хладоагента при открытом клапане 12 л идкий хладоагент того же химического состава, что и рабочее тело, поступает в холодильник 3, охлаждая рабочее тело, отработавшее на турбине 2. Перепад давления поддерживается передачей давления атмосферы в бак 11 через вытеснительный элемент 10 или подачей давления -из газового аккумулятора давления 20, величина которого определяется работой редуктора давления 22. Регулирование расхода хладоагента, а

следовательно, и регулирование мощности всей установки осуществляется управляющим клапаном 12. После сжатия в компрессоре 4 рабочее тело поступает в распределительное устройство 5, которое, поддерживая заданное давление в замкнутом контуре, направляет избыточную часть рабочего тела в выходной нагнетатель 6, откачивающий ее в систе му утилизации через обратный клапан 7. Вытекая через рабочее сопло эжектора 8, отработавший хладоагент эжектирует атмосферный газ, интенсифицируя теплообмен в теплообменнике 1. Часть рабочего тела после распределительного устройства 5 поступает в теплообменник 1, где нагревается до заданной температуры И впоследствии вновь расширяется в турбине.

Для использования теплоты плавления твердого хладоагента отработавшее рабочее тело после выходного нагнетателя 6 поступает через двухходовой клапан 17 в бак М с брикетами твердого хладоагента, т. е. в это время отработавший хладоагент не подается в систему утили1зации. За счет теплоты плавления хладоагент восстанавливает свои первоначальные свойства и повторно поступает в холодильник 3. После полного использования теплоты плавления клапан 17 прекращает 1циркулящию отработавшего рабочего тела и открывает ему доступ в систему утилизации. Останов теплоэнергетической установки производится закрытием клапанов 12 и 14, а также клапанов 9 и 21. За счет движения по инерции ротора нагнетатели создают остаточное разрежение, которое позволяет снизить энергетические затраты при повторных пусках.

П |р е д 1М е т изобретения

1.Теплоэнергетическая установка закрытого цикла с использованием атмосферного тепла, содержащая компрессор, теплообменник, турбину, холодильник и бак с хладоагентом, отличающаяся тем, что, с щелью повышения экономичности установки, холодильник выполнен в вид эжектора, рабочее сопло и приемная камера которого соединены соответственно с баком и трактом за турбиной, а к магистрали за компрессором подключен выходной нагнетатель для удаления избытка рабочего тела.

2.Установка по п. 1, отличающаяся тем, что бак содержит твердый хладоагент и дополнительно соединен с трактом за выходным нагнетателем.

4 sK. т

./ -НПад i

II

23

,«./

16 щ 1

Z3JS3

7 21 J8

9ui.l