RU196809U1 - Паровая турбина с кольцевым испарителем и с генерацией пара лазерным источником тепла - Google Patents
Паровая турбина с кольцевым испарителем и с генерацией пара лазерным источником тепла Download PDFInfo
- Publication number
- RU196809U1 RU196809U1 RU2020101558U RU2020101558U RU196809U1 RU 196809 U1 RU196809 U1 RU 196809U1 RU 2020101558 U RU2020101558 U RU 2020101558U RU 2020101558 U RU2020101558 U RU 2020101558U RU 196809 U1 RU196809 U1 RU 196809U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- evaporator
- steam
- turbine
- water
- channels
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
- F01K11/00—Plants characterised by the engines being structurally combined with boilers or condensers
- F01K11/02—Plants characterised by the engines being structurally combined with boilers or condensers the engines being turbines
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к теплоэнергетике и энергомашиностроению и может быть использована для судовых мобильных и стационарных энергетических установок, использующих потенциальную энергию избыточного давления перегретого водяного пара для создания механической энергии в турбинах, работающих по циклу Ренкина, а также использования для генерации низкопотенциального пара в системах теплоснабжения.Паровая турбина содержит конденсатор, питательный насос, а в качестве генератора пара содержит кольцевой испаритель, установленный перед лопатками турбины и нагреваемый лазерами, в котором выполнены равномерно расположенные по окружности каналы для подачи воды, при этом вода питательным насосом подается в каналы испарителя через кольцевой коллектор.Кольцевой канал испарителя может быть выполнен в поперечном сечении или прямоугольным, или полусферическим.Каналы в испарителе для подачи воды могут быть выполнены цилиндрическими или щелевыми с длиной щели, равной высоте лопаток, что обеспечит более полное использование входной энергии пара на всех ступенях турбины и дальнейшее повышение ее эффективности.Количество лазеров, нагревающих испаритель, выбирается из условия обеспечения равномерного его нагрева с обеспечением также равномерного нагрева проходящей по его каналам воды до требуемой температуры, которая, в свою очередь, обеспечит требуемое давление пара и мощность турбины.Испаритель может быть выполнен из любого материала, допускающего нагрев без потери прочностных свойств до температуры, обеспечивающей нагрев воды до Т=500-700°С, при этом толщина испарителя в зоне прохождения каналов может быть выполнена в широких пределах, что зависит от расхода воды, температуры нагрева и требуемой мощности турбины.Использование кольцевого испарителя нагреваемого лазером с нагревом воды в проходящих через него каналах обеспечивает генерацию высокопотенциального пара в широких пределах, упрощает конструкцию турбины и аппаратуру, управляющую работой турбины и регулирующую ее мощность.
Description
Полезная модель относится к теплоэнергетике и энергомашиностроению и может быть использовано для судовых мобильных и стационарных энергетических установок, использующих потенциальную энергию избыточного давления перегретого водяного пара для создания механической энергии в турбинах, работающих по циклу Ренкина, а также для использования низкопотенциального пара в системах теплоснабжения.
Исходным веществом для генерации избыточного давления газообразного рабочего тела для различных силовых паровых циклов, является вода, являющаяся самым газообразующим, доступным и дешевым веществом, при этом известны различные типы источников тепловой энергии (ИТЭ) для генерации водяного пара, такие как химические - уголь, нефть и газ и ядерные и лазерные.
Известен термодинамический паровой цикл Ренкина, использующийся до настоящего времени в промышленных паровых энергетических установках для энерго- и теплоснабжения и для различных типов судов.
Известны паровые судовые энергетические установки (ПЭУ) использующие цикл Ренкина с генерацией пара химическими источниками тепловой энергии или ядерными источниками энергии - атомными реакторами, в которых осуществляется замкнутый цикл генерации перегретого водяного пара и многократный цикл преобразования его потенциальной энергии в механическую в паровой турбине, механической паровой турбины в электрическую в электрогенераторе.
Недостатками всех известных СЭУ являются сложность и большие габариты, с генерацией пара химическими источниками тепловой энергии загрязнение атмосферы продуктами сгорания, содержащими СО 2, с ядерными реакторами в случае аварии загрязнение водных бассейнов и атмосферы, что, например, произошло при аварии на Фукусима-1.
Известен экологически чистый парогенератор с генерацией пара в соплах лазерами, которые установлены по окружности перед лопатками турбины перпендикулярно, при этом выходящий из сопл пар подается только на лопатки находящиеся перед ними, что не обеспечивает одновременную равномерную подачу на все лопатки и резко снижает эффективность турбины (Патент США US №8881526 B2 - прототип).
При создании полезной модели ставилась задача повысить эффективность паровой турбины генерирующей пар лазерными источниками тепла.
Задача решена тем, что генерация пара осуществляется в кольцевом испарителе, установленном перед лопатками турбины, который разогревается лазерами, при этом вода в кольцевой испаритель подается через кольцевой коллектор по равномерно расположенным по окружности каналам, при этом выходы каналов выполнены под углом, обеспечивающим вход на входные кромки без угла атаки.
Кроме того, каналы могут быть выполнены щелевыми с длиной щели, равной высоте лопаток, что обеспечит более полное использование входной энергии пара на всех ступенях турбины и дальнейшее повышение ее эффективности.
Количество лазеров нагревающих испаритель должно обеспечивать равномерный его нагрев с обеспечением нагрева проходящей по его каналам воды до требуемой температуры, которая, в свою очередь, обеспечит требуемое давление пара и мощность турбины.
Кольцевой канал испарителя может быть выполнен в поперечном сечении или прямоугольным, или полусферическим.
Испаритель может быть выполнен из любого материала допускающего нагрев без потери прочностных свойств до температуры, обеспечивающей нагрев воды до Т=500-700°С, при этом толщина испарителя в зоне прохождения каналов, может быть выполнена в широких пределах, что зависит от расхода воды, температуры нагрева и требуемой мощности турбины.
На рисунке представлена принципиальная схема турбоэлектрогенератора, где 1 - турбина, 2 - каналы подачи воды, 3 - кольцевой испаритель, 4 - лазеры, 5 - конденсатор, 6 - питательный насос, 7 - электрогенератор.
Использование кольцевого испарителя нагреваемого лазером с нагревом воды в проходящих через него каналах обеспечивает генерацию высокопотенциального пара в широких пределах, упрощает конструкцию и аппаратуру регулирующую мощность турбины.
Claims (5)
1. Паровая турбина, содержащая генератор пара, лазерный источник тепла для генерации пара, конденсатор и питательный насос, характеризующаяся тем, что в качестве генератора пара содержит кольцевой испаритель, установленный перед лопатками турбины, в котором выполнены равномерно расположенные по окружности каналы для подачи воды, при этом вода в каналы подается через кольцевой коллектор.
2. Паровая турбина по п. 1, характеризующаяся тем, что выходы каналов выполнены под углом, обеспечивающим вход на входные кромки лопаток турбины без угла атаки.
3. Паровая турбина по п. 1, характеризующаяся тем, что каналы выполнены щелевыми с длиной щели, равной высоте лопаток.
4. Паровая турбина по пп. 1, 2 или 3, характеризующаяся тем, что кольцевой канал испарителя выполнен в поперечном сечении прямоугольным.
5. Паровая турбина по пп. 1, 2 или 3, характеризующаяся тем, что кольцевой канал испарителя выполнен в поперечном сечении полусферическим.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020101558U RU196809U1 (ru) | 2020-01-15 | 2020-01-15 | Паровая турбина с кольцевым испарителем и с генерацией пара лазерным источником тепла |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020101558U RU196809U1 (ru) | 2020-01-15 | 2020-01-15 | Паровая турбина с кольцевым испарителем и с генерацией пара лазерным источником тепла |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU196809U1 true RU196809U1 (ru) | 2020-03-16 |
Family
ID=69898072
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020101558U RU196809U1 (ru) | 2020-01-15 | 2020-01-15 | Паровая турбина с кольцевым испарителем и с генерацией пара лазерным источником тепла |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU196809U1 (ru) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3495406A (en) * | 1967-05-04 | 1970-02-17 | Jerry Donatelli | Laser energized power plants |
FR2931224A1 (fr) * | 2008-05-15 | 2009-11-20 | De Preville Philippe Marie Jacques Henri Buteri | Ensemble de vaporisation instantanee d'eau par faisceau laser et ses applications aux moteurs a pistons et a des enceintes de vaporisation |
US20120227402A1 (en) * | 2009-03-10 | 2012-09-13 | Bastian Family Holdings, Inc. | Laser for steam turbine system |
RU193220U1 (ru) * | 2019-08-20 | 2019-10-17 | Владимир Анисимович Романов | Паровая судовая энергетическая установка, генерирующая пар из забортной воды лазерным источником тепла |
-
2020
- 2020-01-15 RU RU2020101558U patent/RU196809U1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3495406A (en) * | 1967-05-04 | 1970-02-17 | Jerry Donatelli | Laser energized power plants |
FR2931224A1 (fr) * | 2008-05-15 | 2009-11-20 | De Preville Philippe Marie Jacques Henri Buteri | Ensemble de vaporisation instantanee d'eau par faisceau laser et ses applications aux moteurs a pistons et a des enceintes de vaporisation |
US20120227402A1 (en) * | 2009-03-10 | 2012-09-13 | Bastian Family Holdings, Inc. | Laser for steam turbine system |
RU193220U1 (ru) * | 2019-08-20 | 2019-10-17 | Владимир Анисимович Романов | Паровая судовая энергетическая установка, генерирующая пар из забортной воды лазерным источником тепла |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4148185A (en) | Double reheat hydrogen/oxygen combustion turbine system | |
CN112267920A (zh) | 一种带碳捕集利用与燃气循环余热利用的闭式超临界二氧化碳发电系统及方法 | |
RU196809U1 (ru) | Паровая турбина с кольцевым испарителем и с генерацией пара лазерным источником тепла | |
RU2661231C1 (ru) | Способ водородного перегрева пара на аэс | |
RU2624690C1 (ru) | Газотурбинная установка и способ функционирования газотурбинной установки | |
RU2639397C1 (ru) | Способ работы газотурбинной установки на метаносодержащей парогазовой смеси и устройство для его осуществления | |
CN111600512A (zh) | 一种能量梯级利用的核反应堆电源系统 | |
US20160258326A1 (en) | Method for Converting Energy with Fuel Regeneration in a Cyclic Process of a Heat Engine | |
JP2007064588A (ja) | 蒸気発電方法及びシステム | |
RU167924U1 (ru) | Бинарная парогазовая установка | |
US20140090377A1 (en) | Nuclear-Fossil Fueled Hybrid Power Generation System | |
US8671687B2 (en) | Hydrogen based combined steam cycle apparatus | |
US4085591A (en) | Continuous flow, evaporative-type thermal energy recovery apparatus and method for thermal energy recovery | |
RU2813644C1 (ru) | Способ подготовки метано-водородного топлива с повышенным содержанием водорода для котельных агрегатов ТЭС и газотурбодетандерной энергетической установки | |
Irianto et al. | Effect of Superheated Steam Pressure on the Performance of RDE Energy Conversion System | |
GB1048304A (en) | Improvements in or relating to magnetohydrodynamic electrical generator systems | |
RU197736U1 (ru) | Газотурбинная установка | |
Babu et al. | A review on theoretical analysis for solar powered thermal system by using acetone | |
RU2707182C1 (ru) | Способ повышения мощности двухконтурной АЭС за счет комбинирования с водородным циклом | |
RU2050443C1 (ru) | Комбинированная парогазовая энергетическая установка | |
SU1163681A1 (ru) | Парогазова установка | |
RU158189U1 (ru) | Газотурбинная установка | |
Schastlivtsev et al. | Features of thermodynamic and thermal processes in hydrogen combustion units and systems on their basis | |
Cicconardi et al. | A steam cycle with direct combustion of hydrogen and oxygen and an isothermal expansion | |
GB1212905A (en) | Improvements in or relating to power generating systems |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20210116 |