RU2010112413A

RU2010112413A - Способ и устройство для преобразования тепловой энергии в механическую энергию

Info

Publication number: RU2010112413A
Application number: RU2010112413/06A
Authority: RU
Inventors: Томас ХАУЭР (DE); Томас ХАУЭР; Йорг ЛЕНГЕРТ (DE); Йорг ЛЕНГЕРТ; Маркус НЕЕФИШЕР (DE); Маркус НЕЕФИШЕР; Райнхольд ШТРИГЕЛЬ (DE); Райнхольд ШТРИГЕЛЬ
Original assignee: Сименс Акциенгезелльшафт (DE); Сименс Акциенгезелльшафт
Priority date: 2007-08-31
Filing date: 2008-08-21
Publication date: 2011-10-10
Also published as: CN101842558A; WO2009027302A3; KR20100074166A; RU2479727C2; EP2188500A2; US20110000205A1; AU2008291094A1; WO2009027302A2

Abstract

1. Способ преобразования тепловой энергии в механическую энергию с использованием рабочей среды, которая состоит из смеси с, по меньшей мере, двумя веществами, которые имеют различные температуры кипения и конденсации, причем рабочая среда, разреженная в устройстве для создания разрежения, в качестве двухфазного потока с жидкой фазой и парообразной фазой подается в конденсатор (8) и в нем конденсируется, ! отличающийся тем, что в двухфазном потоке перед или при конденсации рабочей среды в конденсаторе (8) жидкая фаза перемешивается с парообразной фазой. ! 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для перемешивания в двухфазном потоке жидкая фаза отделяется от парообразной фазы и затем отделенная жидкая фаза вновь объединяется с парообразной фазой. ! 3. Способ по п.2, отличающийся тем, что для объединения отделенная жидкая фаза впрыскивается в парообразную фазу. ! 4. Способ по п.3, отличающийся тем, что перед впрыскиванием давление отделенной жидкой фазы повышается до значения, которое лежит выше давления парообразной фазы. ! 5. Способ по любому из пп.2-4, отличающийся тем, что отделение жидкой фазы от парообразной фазы осуществляется непосредственно перед конденсатором (8). ! 6. Способ по п.1, отличающийся тем, что перемешивание осуществляется непосредственно перед или в конденсаторе (8). ! 7. Способ по п.1, отличающийся тем, что рабочая среда проходит в замкнутом циркуляционном контуре (2) после конденсации, по меньшей мере, следующие этапы способа: ! - повышение давления рабочей среды, ! - формирование парообразной фазы рабочей среды посредством теплопередачи от внешнего источника (5) тепла и ! - создание разрежения в парообразно

Claims

1. Способ преобразования тепловой энергии в механическую энергию с использованием рабочей среды, которая состоит из смеси с, по меньшей мере, двумя веществами, которые имеют различные температуры кипения и конденсации, причем рабочая среда, разреженная в устройстве для создания разрежения, в качестве двухфазного потока с жидкой фазой и парообразной фазой подается в конденсатор (8) и в нем конденсируется,

отличающийся тем, что в двухфазном потоке перед или при конденсации рабочей среды в конденсаторе (8) жидкая фаза перемешивается с парообразной фазой.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для перемешивания в двухфазном потоке жидкая фаза отделяется от парообразной фазы и затем отделенная жидкая фаза вновь объединяется с парообразной фазой.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что для объединения отделенная жидкая фаза впрыскивается в парообразную фазу.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что перед впрыскиванием давление отделенной жидкой фазы повышается до значения, которое лежит выше давления парообразной фазы.

5. Способ по любому из пп.2-4, отличающийся тем, что отделение жидкой фазы от парообразной фазы осуществляется непосредственно перед конденсатором (8).

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что перемешивание осуществляется непосредственно перед или в конденсаторе (8).

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что рабочая среда проходит в замкнутом циркуляционном контуре (2) после конденсации, по меньшей мере, следующие этапы способа:

- повышение давления рабочей среды,

- формирование парообразной фазы рабочей среды посредством теплопередачи от внешнего источника (5) тепла и

- создание разрежения в парообразной фазе и преобразование ее тепловой энергии в механическую энергию.

8. Способ по п.7, отличающийся тем, что перед разрежением парообразной фазы рабочей среды жидкая фаза рабочей среды отделяется от парообразной фазы и вновь вводится в парообразную фазу после ее разрежения.

9. Способ по п.7 или 8, отличающийся тем, что в качестве внешнего источника (5) тепла применяется геотермический флюид, промышленное отходящее тепло или отработанное тепло двигателя внутреннего сгорания.

10. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве рабочей среды применяется смесь аммиака и воды.

11. Устройство (1) для преобразования тепловой энергии в механическую энергию с использованием рабочей среды, которая состоит из смеси веществ с, по меньшей мере, двумя веществами, которые имеют различные температуры кипения и конденсации, с конденсатором (8) для конденсации рабочей среды, причем рабочая среда, разреженная в устройстве для создания разрежения, перед ее подачей в конденсатор (8) представляет собой двухфазный поток с жидкой фазой и парообразной фазой, отличающееся перемешивающим устройством (7) для перемешивания жидкой фазы двухфазного потока с парообразной фазой двухфазного потока перед или при конденсации рабочей среды в конденсаторе (8).

12. Устройство (1) по п.11, отличающееся тем, что перемешивающее устройство (7) содержит сепаратор (20) для отделения жидкой фазы от парообразной фазы и, по меньшей мере, одну форсунку (21) для впрыскивания отделенной жидкой фазы в парообразную фазу.

13. Устройство (1) по п.12, отличающееся тем, что перемешивающее устройство (7) содержит насос (22), посредством которого давление отделенной жидкой фазы может повышаться до значения, которое лежит выше давления парообразной фазы.

14. Устройство (1) по п.12 или 13, отличающееся тем, что сепаратор (20) размещен в направлении потока рабочей среды непосредственно перед конденсатором (8).

15. Устройство (1) по п.12, отличающееся тем, что, по меньшей мере, одна форсунка (21) размещена в направлении потока рабочей среды непосредственно перед или в конденсаторе (8).

16. Устройство (1) по п.11, отличающееся тем, что рабочая среда может направляться в устройстве (1) в замкнутом циркуляционном контуре (2), который в направлении потока рабочей среды после конденсатора (8) содержит, по меньшей мере, следующие компоненты:

- насос (3) для повышения давления рабочей среды,

- теплообменник (4) для выработки парообразной фазы рабочей среды путем теплопередачи от внешнего источника (5) тепла и

- устройство (6) для создания разрежения, в частности, турбину, для разрежения парообразной фазы и преобразования ее тепловой энергии в механическую энергию.

17. Устройство (1) по п.16, отличающееся тем, что циркуляционный контур (2) дополнительно содержит размещенный между теплообменником (4) и устройством (6) для создания разрежения сепаратор (15) для отделения жидкой фазы рабочей среды от парообразной фазы и светвитель (16), размещенный между устройством (6) для создания разрежения и перемешивающим устройством (7), для объединения отделенной жидкой фазы и разреженной парообразной фазы.

18. Устройство (1) по п.16 или 17, отличающееся тем, что в качестве внешнего источника тепла применяется геотермический флюид, промышленное отходящее тепло или отработанное тепло двигателя внутреннего сгорания.

19. Устройство (1) по п.11, отличающееся тем, что в качестве рабочей среды применяется смесь аммиака и воды.