Способ использования малых температурных перепадов для получения механической работы Советский патент 1936 года по МПК F01K7/34 

При Предлагаемом способе использования малых температурных перепадов для получения механической работы в каждый из таких последовательных перепадов включают испаритель, причем образовавшийся в каждом из них пар или работает в отдельных турбинах, или отводится в одну общую турбину, проходя через теплотараны, в которых температура пара повышается или смешивается с понижением температуры до некоторой средней, при которой он и поступает в турбину.

На чертеже фиг. 1 изображает схему работы пара в отдельных турбинах; фиг. 2-схему работы пара, проходящего через теплотараны; фиг. 3-схему работы пара для случая, когда температура пара понижается до некоторого среднего значения.

Общая схема извлечения максимального количества механической работы при подобном охлаждении состоит в следующем. Вода при температуре -)-55 подается в первый испаритель /, а образовавшийся пар при температуре + 50 поступает в первую турбину 7, а из нее при температуре 9° в конденсатор 73.

Охлажденная до вода поступает во второй испаритель 2, где снова охлаждается на 5° и т. д., до тех пор.

пока в последнем испарителе б она не , приобретет, наконец, нужную температуру -)-25°. Пар с постепенно понижающейся температурой поступает из испарителей в турбины 8, 9, . . 12.

В нижепомещенной таблице, в виде иллюстрации, приведен подсчет среднего коэфициента полезного действия для устройства, изображенного на фиг. 1.

Полученный средний коэфициент полезного действия (0,097) рассмотренной установки выше того коэфициента (0,057),. который был бы получен, если бы воду испарителя сразу охладили до +25° и пропустили весь образовавшийся пар через одну турбину.

Однако этот способ требует сложной установки, заключающей в себе шесть, турбин.

Конструктивно эти турбины могли бы быть объединены в одну многоступенчатую турбину с промежуточным добавлением пара, практическое выполнение которой может однако натолкнуться на затруднения. Поэтому предлагается следующий видоизмененный способ использования малых перепадов.

Пар, образовавшийся в первом испарителе / и имеющий температуру -|-50°, направляется непосредственно в турбину 7.

Пар, образовавшийся во втором испарителе, с температурою +45, направляется предварительно в теплотаран 14, представляющий собой машину, работающую на удар. Он состоит из клапанной коробки с двумя клапанами: внутренним Vi и наружным 1/2- При внезапном открытии клапана Vj пар получает возможность протекать в конденсатор. При этом скорость движения пара будет увеличиваться до тех пор, пока под динамическим давлением пара на поверхность клапана Vi не произойдет внезапное закрытие его. Следствием неожиданного закрытия должно явиться резкое повышение давления в клапанной .коробке и нагревание в ней пара. Повышение давления в коробке заставляет приоткрыться наружный клапан У, причем горячий пар получает возможность выхода. Вслед за выходом пара давление в клапанной коробке падает, наружный клапан Kg закрывается, внутренний Vi открывается и все явление повторяется сначала.

Итак, мы видим, что часть пара из испарителя 2 проходит через клапан Vi теплотарана в конденсатор, другая же часть в нем сжимается (до температуры + 50°), проходит через клапан V, присоединяется к пару, . образовавшемуся в испарителе 7, и вместе с ним направляется в турбину. То лее самое проис.ходит с паром, образовавшимся в испа.рителях 5, - и т. д.

В общем, с помощью теплотаранов достигается то, что в турбину при температуре + 50° поступает не только пар, Образовавшийся в испарителе /, но также и часть пара из испарителей 2, 5 и т. д.

Коэфициент полезного действия талой установки теоретически остается лрежним (0,097).

Еще другой видоизмененный способ состоит в том, чтобы смешать вместе пар, образующийся в отдельных испарителях, и получить в результате пар при средней температуре и давлении, который можно было бы затем направить в турбину.

В рассматриваемом случае средняя температура пара равна +37,5°. Коэфициент полезного действия, работающий в интервале от +37,5° до +9°, равен 0,098, т. е. с учетом неточности подсчетов, тот же самый, что и по первой схеме (фиг. 1).

Практически смешение пара перед направлением его в турбину может быть осуществлено с помощью инжектирования.

Пар из первого испарителя / направляется по трубопроводу в турбину. По пути к нему присоединяется трубопровод, идущий из испарителя 2. Присоединение осуществляется по типу инжектора, поскольку пар, идущий из испарителя 2, имеет давление меньщее, чем в испарителе /. Затем к трубопроводу, несущему смесь пара из испарителей / и 2 снова по принципу инжектора, присоединяется труба от испарителя 5 и т. д.

В результате к турбине 7 подойдет весь образовавшийся в испарителях пар при среднем давлении и температуре (+37,5°).

Предмет изобретения.

1.Способ использования малых температурных перепадов для получения механической работы, отличающийся тем, что весь температурный перепад разделяется на несколько последовательных перепадов со включенным в каждый из них испарителем, образовавщийся в кажлом из которых пар последовательно понижающейся температуры работает в отдельных турбинах, расщиряясь в них до общего температурного уровня, поддерживаемого каким-либо известным способом в общем конденсаторе (фиг. 1).

2.Видоизменение способа по п. 1, отличающееся тем, что температура пара, образовавшегося в отдельных испарителях, повышается при помощи тепловых таранов до температуры пара парового испарителя и пар работает в общей турбине (фиг. 2).