PL7212B1 - Urzadzenie do wytwarzania uzytkowej pary roboczej o dowolnem cisnieniu. - Google Patents

Description

Znany juz jest sposób wytwarzania pary do silników, wedlug którego pare wytwa¬ rza sie powyzej cisnienia krytycznego i temperatury krytycznej i nastepnie prze¬ grzewa. Przegrzewanie mozna przytem prowadzic w sposób ciagly lub stopniowy, przy wzroscie temperatury i niezmiennem cisnieniu lub przy zachowywaniu tempera¬ tury i zmniejszaniu sie cisnienia.Wynalazek niniejszy dotyczy urzadze¬ nia do zastosowania tego sposobu wytwa¬ rzania pary. Sposób ten posiada te wielka zalete, ze srodek roboczy przeplywa rów¬ nomiernym strumieniem przez cala insta¬ lacje i nie wymaga jakichkolwiek zbiorni¬ ków pary lub urzadzenia podobnego. Dzie¬ ki temu instalacja jest niezwykle prosta i 'zwiezla, a zatem tez tania.Silownia sklada sie w istocie swej z o- grzewanego ukladu rurek i pompy zasila¬ jacej, tloczacej równomiernie srodek ro¬ boczy przez uklad rurek. Uklad ten musi byc tak wymierzony i tak ogrzewany, by srodek roboczy przy swym przeplywie równomiernie przetwarzal sie w pare. Po¬ niewaz srodek roboczy utrzymywany jest przytem pod cisnieniem krytycznem lub powyzej niego, przechodzi wiec niepostrze¬ zenie w pare i zostaje nastepnie w swym dalszym biegu przegrzewany w ukladzie rurek, w danym wypadku przy rozpreza¬ niu.Rysunek pokazuje przyklady wynalazku niniejszego. Fig. 1 i 2 pokazuja w piono¬ wym przekroju i w rzucie zgóry instalacje turbinowa z para wodna i wode jako sród-kiem roboczym. Cyfra 1 oznacza ogrze¬ wacz, skladajacy sie z pewnej ilosci wezo¬ wato wygietych rurek stalowych 2. Rurki te sa tak wymierzone i ogrzewacz tak jest urzadzony, ze srodek roboczy podczas po* bierania ciepla powstaje niezawodnie pod cisnieniem krytycznem i w temperaturze krytycznej lub powyzej tego cisnienia i temperatury. Obieg wody o wymaganem cisnieniu utrzymuje pompa 3. Pompa 3 jest napedzana pradem elektrycznym, wy¬ tworzonym przez instalacje silnikowa, ob¬ ca lub te sama. Moze byc ona jednak nape¬ dzana równiez bezposrednio od walu tur¬ biny lub walu maszynowego; w tym wy¬ padku dla ulatwienia uruchomienia insta¬ lacji przewidziana jest pompa reczna 6.Z ogrzewaczem polaczony jest zasobnik preznosci w postaci, naprzyklad, obciazo¬ nego sprezynami akumulatora 4. Zasobnik preznosci sluzy do utrzymywania cisnie¬ nia w ogrzewaczu. Powinien on wyrówny¬ wac nietylko pulsowanie pompy, lecz rów¬ niez raptowne wahania w pobieraniu mocy.Dla wyrównywania dluzej trwajacych zmian w zapotrzebowaniu pary, pompa za¬ silajaca zaopatrzona jest w urzadzenie re¬ gulacyjne, które tak reguluje wydatek pompy, w zaleznosci od zmian cisnienia w wytwarzaczu pary, ze cisnienie to nie opa¬ da ponizej krytycznego, W tym celu moze byc uzyte np, przesuwanie sie tloka aku¬ mulatorowego. Tlok ten moze naprzyklad oddzialywac na opór 5 w obwodzie pradu silnika elektrycznego, napedzajacego pom¬ pe. Przy obciazeniach przecietnych tlok akumulatorowy wlacza wartosc oporu, ja¬ ka warunkuje przecietny wydatek pompy przy okreslonem cisnieniu, Gdy cisnienie w ogrzewaczu wzrosnie pod oddzialywaniem regulacji silnika lub z innych powodów, wtedy tlok akumulatorowy podnosi sie i zmniejsza szybkosc pompy przez wlaczanie wiekszego oporu. Gdy natomiast cisnienie opada, to opada równiez tlok i wylacza przez to opór, wskutek czego szybkosc bie¬ gu pompy zwieksza sie. Jezeli pompa zasi¬ lajaca napedzana jest bezposrednio od wa¬ lu turbinowego, to w przewód pompy moze byc wlaczona droga okrezna z przewodem wstecznym, prowadzacym do studzienki z woda goraca Do sterowania wydatkiem pompy wspomniana droga okrezna zaopa¬ trzona jest w zawórf sterowany elektrycz¬ nie lub mechanicznie, przesuwaniem sie tloka akumulatorowego.Zamiast obciazonego sprezynami aku¬ mulatora 4 moze byc równiez ustawiony powietrznik, opierajacy sie podatnie wzra¬ stajacemu cisnieniu w instalacji, któryby zapomoca jakichkolwiek srodków oddzia¬ lywal na szybkosc biegu pompy. 7 oznacza zawór bezpieczenstwa, który umozliwia rozszerzanie sie wody podczas ogrzewania przed uruchomieniem instala¬ cji i chroni instalacje podczas pracy. Ten zawór bezpieczenstwa zaopatrzony jest w rurke odwadniajaca 8, która odprowadza wode, wypuszczona przez zawór bezpie¬ czenstwa, zpowrotem do studzienki wody goracej przy pompie. Prócz tego ogrzewacz zaopatrzony jest w zwykle urzadzenia, wskazujace cisnienie i temperature. Prze¬ wody wyposazone sa w znane zawory kon¬ trolujace, W postaci wykonania wedlug fig, 1 i 2 srodek roboczy rozpreza sie z poczatku w turbinie wysokopreznej 9, z której przez tniedzystopniowy zbiornik 11 przechodzi do turbiny niskopreznej 10. Obydwie tur¬ biny moga byc miedzy soba sprzezone na ten sam wal zapomoca przekladni 12^ Po rozprezeniu sie w silniku srodek ro¬ boczy wchodzi do skraplacza powierzch¬ niowego 14, do którego pompa 15 dostar¬ cza wode chlodzaca. Pompa 16 skraplacza tloczy skropliny zpowrotem do studzienki wody goracej 17, z której ssie pompa zasi¬ lajaca 3. Do utrzymywania prózni sluzy pompa powietrzna 18* Srodek roboczy pracuje wiec w calko¬ wicie zamknietym obiegu. Do wyrównywa- — 2 —nia jakichkolwiek przypadkowych strat w ilosci srodka roboczego, wskutek \nieszczel- nosci lub podobnych przyczyn, sluzy urza¬ dzenie 19, napelniajace dodatkowo stu¬ dzienke wody goracej/ Fig; 3 i 4 wskazuja ogrzewacz schema¬ tycznie w skali wiekszej. Utworzony jest on ze stalowego kadluba 21, wylozonego ogniotrwalym materjalem 22. Kadlub skla¬ da sie z oddzielnych czesci, co ulatwia jego ustawianie i rozbieranie, oraz dogladanie.Urzadzenie ogrzewajace miesci sie w glowicy zbiornika i ogrzewa zapomoca oleju przez palniki 24. Rysunek przedstawia dla przykladu dwa takie palniki. Jako paliwo stosowac mozna równiez wegiel w kawal¬ kach, pyl weglowy, gaz i t. d. Powietrze doprowadzane jest do palnika pod cisnie¬ niem zapomoca dmuchawy 25, przyczem przechodzi ono przez podgrzewacz 26, u- mieszczony w kanale dymowym, miedzy o- grzewaczem i kominem 27. Gorace powie¬ trze z podgrzewacza doprowadza sie do urzadzenia ogrzewajacego przez przewód % 28* Podgrzewacz powietrza korzysta wiec z ciepla, uchodzacego z ogrzewaczai.Do samoczynnego regulowania ogrze¬ wacza przy zmiennem obciazeniu umie¬ szczone jest w rurze wylotowej 32 ogrze¬ wacza termostatyczne urzadzenie kontro¬ lujace, które dla utrzymywania niezmien¬ nej temperatury koncowej srodka robocze¬ go, zmienia szybkosc biegu dmuchawy 25 i ilosc doprowadzanego paliwa. Urzadzenie to wespól z opisanem sterowaniem pompy zasilajacej calkowicie samoczynnie regulu¬ je prace ogrzewacza. Gdy np. wzrosnie na¬ gle zapotrzebowanie mocy, wtedy otwiera sie sterujacy zawór silnika. Wskutek tego opada chwilowo cisnienie w instalacji wy¬ twarzajacej pare. Ten spadek cisnienia u- ruchomia sterowanie zasilajacej pompy w kierunku; zwiekszenia wydatku. Przyrost wydatku powoduje opadanie temperatury koncowej srodka roboczego, opuszczajacego ogrzewacz. Temu znów opadaniu tempera¬ tury przeciwdziala termostat, zwiekszajac ilosci powietrza i paliwa, az do przywróce¬ nia wlasciwych warunków termicznych.Czesc 29 ogrzewacza przedstawiona jest schematycznie w postaci spirali, lezacej w ogrzewaczu i otaczajacej ogniotrwaly rdzen 30.Woda doprowadza sie do tej spirali ru¬ ra 31, a po ogrzaniu sie i przegrzaniu opu¬ szcza wytwarzacz pary przez rure 32.Jezeli przegrzewanie prowadzi sie, jak w danym przykladzie, w samym ogrzewa¬ czu, to srodek roboczy odpreza sie, wpo- blizu najwyzszej temperatury obiegu przez narzad dlawiacy 33. Mozna równiez zasto¬ sowac wieksza ilosc takich narzadów jeden za drugim. Mozna takze same rury tak u- lozyc, aby niezbedny spadek cisnienia po¬ wstawal bez zastosowania specjalnych u- rzadzen dlawiacych. Srodek roboczy moze byc tez ponownie ogrzewany miedzy ogrze¬ waczem i silnikiem lub w jednym stopniu rozprezania sie swego w silniku lub tez po¬ miedzy takiemi stopniami.Fig. 5 i 6 pokazuja w pionowym prze¬ kroju i w widoku zgóry czesc ogrzewacza, przedstawiona schematycznie na fig. 3.Czesc ta sklada sie z pewnej ilosci wspól¬ osiowych spirali rurowych l1, 21, 3a i t. d., wpojonych w stalowe komory 41, 5\ Sro¬ dek roboczy wchodzi rura 6\ ogrzewa sie i przegrzewa przy przebiegu przez wezowni- ce, i opuszcza ogrzewacz rura 7\ która prowadzi srodek ten do silnika. Spirala na calej swej dlugosci moze byc wykonana z jednego materjalu. Poniewaz jednak tem¬ peratura srodka roboczego przy jego prze¬ plywie wzrasta, przeto celowem jest ze¬ stawic czesci spirali z róznych tworzyw i laczyc czesci te zapomoca spawania; tak wiec odcinki ukladu rurek, wystawione m dzialanie wyzszej temperatury, wykonac nalezy z innych materjalów o wiekszej che¬ micznej lub mechanicznej odpornosci w tych temperaturach.Fig. 7 i 8 uwidoczniaja inna postac wy- — 3 —konania z oddzielnemi pompami zasilai- jaccmi do kazdej spirali. Kazda pompa 7" zasila oddzielna spirale 1", 2", 3" i t. d.f przyczem na przewodach tlocznych znów umieszczone sa akumulatory 4" i t. d., ob¬ ciazone sprezynami. Tak samo mozna tez zastosowac urzadzenia sterujace do kazdej pompy. Wykonaniem takiem osiaga sie moznosc oddzielnego regulowania szybko¬ sci przeplywu w równolegle wlaczonych wezownicach, co zapobiega przepalaniu sie poszczególnych spirali.Fig, 9 wskazuje zastosowanie sposobu tego przy dwóch róznych srodkach robo¬ czych, naprzyklad, wodzie i rteci, które pracuja w dwóch oddzielnych zamknietych obiegach. Instalacja sklada sie z ogrzewa¬ cza 34, w którym rtec jest ogrzewana i przegrzewana, przyczem cisnienie utrzy¬ mywane jest ponad cisnieniem krytycznem zapomoca pompy rteciowej 35 i akumula¬ tora 36 z odpowiedniem sterowaniem pom¬ py. Para rteci rozpreza sie wiec, naprzy¬ klad, w wysokopreznej turbinie 37 i nisko- pr^znej 38, napedzajacych pradnice 39.Para rteciowa nastepnie osadza sie w skra¬ placzu powierzchniowym 40, a skropliny przechodza wlasnym ciezarem lub przetla^ czane sa specjalna pompa zpowrotem do studzienki ssania 41. Uklad wodny sklada sie z pompy 42, akumulatora 43, przegrze- wacza 44, turbin 45 i 46, pradnicy elek¬ trycznej 47, skraplacza 48, pompy do skro- plin 49 i zbiornika ssania 41. Wode miedzy pompa i przegrzewaczem podgrzewa odda¬ jaca swoje cieplo skraplania rtec w spirali 50, stanowiacej czesc chlodnicza rteciowe¬ go skraplacza. W ten sam sposób mozna zastosowac dowolna ilosc srodków robo¬ czych tak, by cieplo oswabadzajace sie przy skraplaniu jednej cieczy sluzylo do podgrzewania cieczy innej.Fig. 10 pokazuje inna, jedna z wielu mozliwych wykonan instalacje wodno-rte- ciowa, W przykladzie wedlug tego rysun¬ ku pompa wodna 51 dostarcza wody do przegrzewacza 53, a pompa rteciowa 61 dostarcza rtec do przegrzewacza 63; dola¬ czone sa "tez przytem akumulatory 52 i 62.Obydwie wysoko przegrzewane ciecze spro¬ wadzaja sie do jednego miejsca (przestrze¬ ni mieszania), np. poprzez dysze 64A w któ- rem mieszaja sie w dowolnym stosunku.Mieszanka pracuje nastepnie w turbinach 54 i 55, napedzajacych pradnice elektrycz¬ na. Przy przejsciowem mieszaniu sie w dy¬ szy 64 i przy rozprezaniu sie w silniku, wy¬ soko przegrzana rtec przenosi czesc swe¬ go ciepla na pare wodna i przegrzewa ja w ten is|pasób. Jednoczesnie etnemgja kine¬ tyczna obu cieczy przetwarza sie na prace mechaniczna.W koncu rozprezania mieszanka wcho¬ dzi do skraplacza 57. Obie ciecze rozdzie¬ laja sie w zbiorniku 58 wskutek róznicy w ich ciezarach wlasciwych. Rtec sila ciaze¬ nia lub specjalna pompa 65 przetlacza sie nastepnie zpowrotem do zbiornika ssania 66, podczas gdy plywajaca po wierzchu wode dostarcza pompa 59 zpowrotem do ' studzienki ssania 60. PL PL

Claims (5)

1. Zastrzezenia p a t e n to w e. 1. Urzadzenie do wytwarzania pary, znamienne tern, ze wytwarzacz pary sklada sie z ogrzewanego ukladu rurek i z pompy zasilajacej, tloczacej równomiernie srodek roboczy przez uklad rurek, przyczem uklad rurek, instalacja ogrzewajaca i pompa za¬ silajaca sa tak dobrane, ze srodek roboczy poddawany jest takiemu cisnieniu (kry¬ tycznemu lub wyzszemu) i nadawana jest mu taka temperatura (krytyczna lub wyz¬ sza), ze wymuszane jest stale przechodze¬ nie w pare srodka roboczego przy jego przeplywie przez uklad rurek, a nastepnie para ta jest przegrzewana.

2. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, zna¬ mienne tern, ze ogrzewacz sklada sie z wiekszej ilosci równolegle wlaczonych we- zownic, polaczonych z oddzielnemi pompa- — 4 —mi zasilajacemi, w tym celtif aby mozna bylo oddzielnie regulowac szybkosci prze¬ plywu srodka roboczego w wezownicach.

3. , Urzadzenie wedlug zastrz. 1, zna¬ mienne polaczeniem wiekszej ilosci ogrze¬ waczy, w których ogrzewane sa rózne srod¬ ki robocze, które tak wspólpracuja, ze cie¬ plo odlotowe jednego srodka roboczego wykorzystane jest do podgrzewania srodka drugiego. 4. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, zna¬ mienne wieksza iloscia ogrzewaczy, w któ¬ rych ogrzewane sa rózne srodki robocze i przestrzenia mieszania, w której srodki te ulegaja zmieszaniu. International Benson- Patent - Verwertungs- Aktiengesellschaft Zastepca: M. Skrzypkowski, rzecznik patentowy.Do opisu patentowego Nr 7212. Ark. 2. 25 cniDo opisu patentowego Nr 7212. Ark. 3.Do opisu patentowego Nr 7212. sArk.

4. (%.#.Do opisu patentowego Nr 7212. Ark.

5. h5a £2T o%c:/0. l3^65 Druk L. Boguslawskiego, Warszawa. PL PL