RU1779103C - Паросиловая установка и.и.пухового - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к устройствам для превращения тепловой энергии в механическую и может применяться в маломощных силовых установках, используя твердое, жидкое и газообразное топливо, а также теплоту вторичных газообразных энергоресурсов и позволяет повысить надежность и снизить расход энергии на собственные нужды установки. В паросиловой установке на валу парогенератора вблизи диска турбины установлен разделительный диск, периферийная часть которого размещена в полости напорного кармана конденсатора. Напорная трубка закреплена в разделительном диске. В корпусе конденсатора закреплен трубопровод отвода неконденсирующихся газов, проходящий в зазоре между разделительным диском и обечайкой напорного кармана. Для подпитки контура рабочим телом установлено сопло, направленное на разделительный диск. Пар из парогенератора через полость вала поступает на диски, после которых конденсируется в конденсаторе, а конденсат накапливается в напорном кармане. Вращающийся вместе с напорной трубкой разделительный диск создает центробежное гидравлическое уплотнение, а по напорной трубке конденсат подается в парогенератор. Создание гидравлического уплотнения и уменьшение гидравлического сопротивления при совместном вращении напорной трубки и диска повышают надежность при снижении расхода энергии на собственные нужды установки. 3 з. п. ф-лы, 1 ил.

Description

Изобретение относится к устройствам для превращения тепловой энергии в механическую, в частности к устройствам, использующим паросиловой цикл Ренкина, заключающийся в получении перегретого пара в парогенераторе, его расширении в турбине, конденсации отработанного пара в конденсаторе и подаче жидкого рабочего тела (конденсата) в парогенератор с помощью насоса.

Цель изобретения повышение надежности работы установки и снижение расхода энергии на собственные нужды.

На чертеже представлена принципиальная схема паросиловой установки.

Теплоизолированная камера 1, которая может служить как камерой сгорания, так и адиабатной оболочкой (в случае применения отработанных горячих газов), снабжена устройствами 2, 3 подачи твердого топлива и воздуха. В случае сжигания газообразного или жидкого топлива используется горелка 4. При применении в качестве греющей среды отработанных горячих дымовых газов их подача осуществляется через патрубок 5, снабженный шибером 6. Удаление отработанных газов производится через трубу 7. Камера 1 имеет лабиринтовые уплотнения 8, препятствующие проникновению газов в подшипниковые узлы 9 и 10, несущие вал 11. На валу 11 установлено зубчатое колесо 12, передающее механическую энергию потребителям (привод генератора или привод других механизмов).

Осевая полость 13 связана через радиальные отверстия с парогенератором (ПГ) 15 и расположена в вале 11 ПГ 15. ПГ 15 выполнен в виде спицеобразно расположенных труб 16, связанных по своей периферии и в центре с полостями 17 и 18. Полость 17 образована цилиндрами 19 и 20, полость 18 цилиндром 21 и валом 11. Полости 17 и 18 имеют соответственно торцовые кольцевые заглушки 22 и 23. На валу 11 ПГ 15 закреплена П-образная напорная трубка (конденсатный насос) 24.

На валу 11 установлен диск 25 радиальной двухвальной многоступенчатой реактивной турбины. Диск 25 по пару через осевую полость 13 вала 11 сообщен с ПГ 15.

Второй диск 26 радиальной турбины расположен со стороны конденсатора 27, который состоит из плоских дисков 28, образующих теплообменные паровые камеры 29, сообщаются между собой и с диском 26 при помощи аксиальных каналов 30. Паровые камеры 29 сообщаются аксиальными конденсатопроводами 31, связанными с напорным карманом 32 конденсата, в котором размещен вход напорной трубки 24.

Между паровыми камерами 29 установлены распределительные устройства 33 охлаждающей воды, выполненные в виде гиперболоида вращения, в которых имеются аксиальные каналы 30 для прохода пара.

Конденсатор 27 расположен в неподвижном корпусе 34, на котором установлены сопла 35 для подачи охлаждающей воды к распределительным устройствам 33. В корпусе 34 закреплен трубопровод 36 отвода конденсирующихся газов, проходящий между обечайкой 37 напорного кармана 32 и разделительным диском 38 и огибающий последний. Конденсатор 27 снабжен соплом 39. В корпусе 34 конденсатора 27 закреплено дополнительное сопло 40 подпитки рабочего тела контура питательной водой в направлении диска 38.

Вал 41 конденсатора 27 расположен в подшипниковом узле 42, размещенном на стойке 43, закрепленной на раме 44 установки. На вал 41 насажен шкив 45. На трубопроводе 46 подвода охлаждающей воды установлен вентиль 47, а на трубопроводе 48 отвода нагретой в конденсаторе 27 воды вентиль 49.

На обечайке 50 конденсатора 27 установлен улавливатель 51 пленки жидкости, связанный с кожухом 52, снабженным дросселирующими отверстиями 53, обеспечивающими сплошной поток воды, охлаждающей обечайку 50.

Корпус 34 конденсатора 27 закреплен на раме 44 с помощью стоек 54. Периферийная часть 55 разделительного диска 38 размещена в полости 56 напорного кармана 32 с зазором относительно корпуса (обечайки) 34 конденсатора 27 и обечайки 37 напорного кармана 32. Напорная труба 24 дополнительно закреплена (установлена герметично) в радиальной прорези или заглублении (не показаны) разделительного диска 38.

Работа установки осуществляется следующим образом.

Пар, образующийся в полости 17 ПГ 15, по мере движения к валу 11 перегревается в трубах 16. Пройдя через отверстия 14, пар движется по осевой полости 13 вала 11 к дискам 25 и 26 радиальной турбины, после расширения в которых пар низкого давления попадает в конденсатор 27, где конденсируется. Через каналы пар подается к плоским дискам 28. Охлаждающая вода, подаваемая из сопел 35 и 39, отводит теплоту конденсации и сливается в корпус 34.

Образующийся конденсат собирается в напорном кармане 32 конденсата, откуда забирается напорной трубкой 24 и передается в полость 17 ПГ 15.

При необходимости питательная вода подается через дополнительное сопло 40 на вращающийся разделительный диск 38 и, двигаясь в пленке, попадает в напорный карман 32 конденсата.

Механическая энергия снимается с зубчатого колеса 12 и шкива 45, которые могут быть соединены с синхронными электрона-гревателями или другими потребителями механической энергии (не показано).

Установка может работать как при горизонтальном, так и при вертикальном положении валов 11 и 41 ПГ 15 и конденсатора 27, при вертикальном положении корпус 34 конденсатора 27 должен быть оборудован сливом воды с торца, а в случае применения твердого топлива необходимо изменить место подачи этого топлива.

Перед началом работы в течение нескольких минут производится продувка конденсатора 27 паром, выходящим из дисков 25 и 26 турбины при закрытом вентиле 47. После этого постепенно открывается подача холодной воды, охлаждающей конденсатор 27.

Перед запуском установки напорная трубка 24 должна быть в нижнем положении для предупреждения прохода пара в конденсатор помимо дисков 25 и 26 турбины. Во время работы установки из конденсатора 27 по трубопроводу 36 удаляются неконденсирующиеся газы, что улучшает условия теплообмена и повышает вакуум в конденсаторе 27.

Периферийная часть 55 разделительного диска 38 с закрепленной в ней герметично напорной трубкой 24 вращаются в полости 56 напорного кармана 32 при небольшом погружении в конденсат. Конденсат обтекает периферийную часть 55 диска 38 и напорную трубку 24 при меньшем гидравлическом сопротивлении по сравнению с разделенными напорной трубкой 24 и диском 38.

При этом образуется центробежное гидравлическое уплотнение.

Claims (4)

1. Паросиловая установка по авт. св. N 1697481, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности и снижения энергии на собственные нужды, она снабжена закрепленным на валу парогенератора с зазором относительно корпуса конденсатора разделительным диском, периферийная часть которого размещена в полости напорного кармана конденсатора.

2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что разделительный диск имеет радиальную прорезь или заглубление, а напорная трубка дополнительно закреплена в последних.

3. Установка по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что она снабжена трубопроводом отвода неконденсирующихся газов, закрепленным в корпусе конденсатора и огибающим разделительный диск.

4. Установка по пп. 1 3, отличающаяся тем, что она снабжена дополнительным соплом подпитки рабочего тела, закрепленным в корпусе конденсаторе в направлении разделительного диска.

Images