RU2078950C1 - Rankine-cycle power plant and its operation - Google Patents

Rankine-cycle power plant and its operation Download PDF

Info

Publication number
RU2078950C1
RU2078950C1 SU5010712A RU2078950C1 RU 2078950 C1 RU2078950 C1 RU 2078950C1 SU 5010712 A SU5010712 A SU 5010712A RU 2078950 C1 RU2078950 C1 RU 2078950C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
evaporator
working fluid
condenser
turbogenerator
working medium
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
И.Броники Люсьен
Original Assignee
Ормат Турбинс (1965) Лтд.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ормат Турбинс (1965) Лтд. filed Critical Ормат Турбинс (1965) Лтд.
Application granted granted Critical
Publication of RU2078950C1 publication Critical patent/RU2078950C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: power engineering. SUBSTANCE: Rankine-cycle power plant has evaporating element responding to heat introduced for evaporating working medium and forming evaporated working medium, turbogenerator responding to evaporated working medium to generate energy and to form working medium releasing heat, condenser element responding to working medium releasing heat for its condensation and producing condensate, as well as associated piping to return condensate to evaporator. Working medium is liquid containing great number of fractions at least one of which is distilled from mentioned liquid to form distilled medium which is supplied to power plant as working medium. EFFECT: improved reliability, provision for using fossil medium. 8 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к энергетической установке, работающей по циклу Ранкина и использующей органическую среду, а также к способу применения такой установки. The invention relates to a power plant operating according to the Rankin cycle and using an organic medium, as well as to a method of using such a plant.

Хорошо известны энергетические установки, работающие по циклу Ранкина и использующие органическую среду. В таких установках органическая среда испаряется в испарителе или бойлере, используя тепло от сгорания топлива, геотермального источника или промышленных процессов, а испарившаяся рабочая среда расширяется в трубогенераторе для вырабатывания энергии и образования отдавшей тепло рабочей среды, которая конденсируется в конденсаторе, охлаждаемом воздухом или водой, для получения жидкой рабочей среды, которая возвращается насосом к испарителю [1]
Рабочая среда выбирается таким образом, чтобы она имела надлежащие термодинамические свойства для выполнения цикла, такие как теплоемкость, стабильность при рабочих температурах и т.д. а также была совместима с металлами, используемыми в обычных турбинных установках. Кроме того, рабочая среда должна обладать хорошими смазочными свойствами, поскольку, как правило, турбина и подсоединенный к ней генератор находятся в герметично закрытом корпусе, внутри которого жидкая среда из конденсатора используется в качестве смазки.
Well-known power plants operating on the Rankine cycle and using an organic medium. In such installations, the organic medium is evaporated in an evaporator or boiler using heat from fuel combustion, a geothermal source or industrial processes, and the evaporated working medium is expanded in a pipe generator to generate energy and generate a heat-transfer medium that condenses in a condenser cooled by air or water, to obtain a liquid working medium that is returned by the pump to the evaporator [1]
The working medium is selected so that it has the proper thermodynamic properties for the cycle, such as heat capacity, stability at operating temperatures, etc. and was also compatible with metals used in conventional turbine plants. In addition, the working medium must have good lubricating properties, since, as a rule, the turbine and the generator connected to it are in a hermetically sealed housing, inside of which the liquid medium from the condenser is used as a lubricant.

Вообще говоря, рабочая среда будет представлять собой углеводород, например, пентан или гексан, либо их изомер, например, изопентан или изогексан. Также используются и другие хорошо известные химические вещества. Но в любом случае рабочая среда представляет собой коммерчески доступный, коммерчески чистый материал, который имеет хорошо определенные известные свойства, которые используются в конструкции оборудования энергетической установки. Иногда используются смеси углеводородных жидкостей, с тем чтобы реализовать преимущество специальных свойств смесей, которые описаны в патенте США N3842593, где специальная смесь углеводородов позволяет энергетической установке работать в условиях окружающей среды, которые не позволили бы использовать чистый материал. Generally speaking, the working medium will be a hydrocarbon, for example, pentane or hexane, or an isomer thereof, for example, isopentane or isohexane. Other well-known chemicals are also used. But in any case, the working environment is a commercially available, commercially pure material that has well-defined known properties that are used in the construction of power plant equipment. Mixtures of hydrocarbon fluids are sometimes used in order to take advantage of the special properties of the mixtures described in US Pat. No. 3,842,593, where a special hydrocarbon mixture allows the power plant to operate in ambient conditions that would prevent the use of clean material.

Поскольку изготовитель энергетической установки, работающей по циклу Ранкина на органической среде, должен гарантировать, что она будет обеспечивать заданную выходную электронную мощность от источника, создающего заданное количество тепла за единицу времени, выбранная рабочая среда, либо смесь сред, должна иметь хорошо определенные физические свойства. То, что выбранная среда или среды будут иметь эти свойства, гарантируется применением коммерчески чистых сред, которые соответствуют международным стандартам. Эти среды легко доступны в большинстве частей света, однако в мире много мест, где приемлемые чистые среды чрезмерно дороги, либо когда их использование в условиях энергетической установки создают проблемы государственного регулирования из-за недостаточности исторического прецедента для их использования в таких условиях. Since the manufacturer of a power plant operating according to the Rankin cycle on an organic medium must ensure that it will provide a given output electronic power from a source that generates a given amount of heat per unit time, the selected working medium, or a mixture of media, must have well-defined physical properties. The fact that the selected medium or media will have these properties is guaranteed by the use of commercially pure media that meet international standards. These media are easily accessible in most parts of the world, but there are many places in the world where acceptable clean media are excessively expensive, or when their use in an energy installation creates problems of state regulation due to insufficient historical precedent for their use in such conditions.

Некоторые органические среды, которые теоретически могут быть использованы в условиях энергетической установки, значительно менее дороги или более доступны, чем те, которые обычно используются в энергетических установках, но эти среды обычно представляют собой смеси, характеристики которых в отношении давления-объема-температуры неизвестны, либо широко изменяются от места к месту и по времени. Вследствие этого конструктор энергетической установки никогда не может быть уверен в том, что такие среды будут работать в энергетической установки теми же заданными способами, как и чистая жидкость, свойства которой установлены. Например, моторное топливо бензин представляет собой одну из наиболее распространенных в мире сред от наиболее развитых индустриальных стран до самых бедных стран третьего мира. В некоторых странах бензин более доступен, чем вода, при этом благосклонное отношение общественности к хранению и использованию бензина и правительственные постановления на этот счет четкого определены по сравнению с многим из того, что представляется непрофессионалам экзотическими органическими средами, которые предложены для энергетических установок, работающих по циклу 0ранкина. Однако использование бензина или другого углеводорода, содержащего большое количество фракций, не является наилучшим выбором для энергетической установки, работающей по циклу Ранкина на органической жидкости, из-за неопределенности термодинамических свойств конкретной партии бензина в определенном месте в мире в определенное время. Конструктор может и не знать заранее термодинамические свойства бензина, который будет подан к установке при запуске или позднее в качестве пополняющей рабочей среды, следовательно разрабатываемая им конструкция не может учесть возможные изменения, которые могут иметь место. Вследствие этого бензин конструктором отвергается. Some organic media that can theoretically be used in a power plant are significantly less expensive or more affordable than those commonly used in power plants, but these media are usually mixtures whose characteristics regarding pressure-volume-temperature are unknown, either vary widely from place to place and in time. As a result, the designer of a power plant can never be sure that such media will work in a power plant in the same specified ways as a pure liquid whose properties are established. For example, motor fuel gasoline is one of the most common environments in the world from the most developed industrial countries to the poorest countries of the third world. In some countries, gas is more accessible than water, while the public’s favorable attitude to the storage and use of gas and government regulations on this subject are clearly defined compared to many that non-professionals consider exotic organic environments that are offered for power plants operating on 0rankin cycle. However, the use of gasoline or another hydrocarbon containing a large number of fractions is not the best choice for a power plant operating on the Rankin cycle on an organic liquid, due to the uncertainty in the thermodynamic properties of a particular batch of gasoline in a certain place in the world at a certain time. The designer may not know in advance the thermodynamic properties of gasoline, which will be supplied to the unit at startup or later as a replenishing working medium; therefore, the design developed by him cannot take into account possible changes that may occur. As a result, the designer rejects gasoline.

Задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы создать способ и средства для использования хорошо известных, легко доступных приемлемых коммерческих органических сред, таких как бензин, в энергетических установках, работающих по циклу Ранкина, независимо от возможных изменений термодинамических свойств от места к месту и по времени. An object of the present invention is to provide a method and means for using well-known, readily available acceptable commercial organic media, such as gasoline, in power plants operating on the Rankin cycle, regardless of possible changes in thermodynamic properties from place to place and time .

Настоящее изобретение касается работы энергетической установки, работающей по циклу Ранкина, такого типа, которая имеет испарительный элемент, реагирующий на входное тепло для испарения рабочей среды и образования испаренной рабочей среды, турбогенератор, реагирующий на испаренную рабочую жидкость для вырабатывания энергии и образования отдавшей тепло рабочей среды, конденсаторный элемент, реагирующий на отдавшую тепло рабочую среду для ее конденсации и образования конденсата, а также средства для возврата конденсата к испарителю. Рабочая среда находится в виде жидкости, имеющей большое количество фракций; настоящее изобретение обеспечивает дистилляцию по меньшей мере одной фракции упомянутой жидкости для создания дистиллированной среды. Это та дистиллированная среда, которая подается к энергетической установке в качестве рабочей среды. The present invention relates to the operation of a Rankine cycle power plant of a type that has an evaporation element responsive to input heat to vaporize a working fluid and form a vaporized working fluid, a turbine generator responsive to a vaporized working fluid to generate energy and generate a heat transfer fluid , a condenser element that responds to the heat medium that has provided heat to condense and form condensate, and also means for returning condensate to the evaporator. The working medium is in the form of a liquid having a large number of fractions; the present invention provides distillation of at least one fraction of said liquid to create a distilled medium. This is the distilled medium that is supplied to the power plant as a working medium.

Дистиллированная среда представляет собой жидкость, которая вводится в энергетическую установку и действует совместно с ней, причем по меньшей мере один элемент энергетической установки испарительный элемент или конденсаторный элемент, либо оба из них используется для дистилляции фракции из упомянутой жидкости для создания дистиллированной среды. В этом случае последняя упомянутая фракция удаляется из энергетической установки, работа которой после этого продолжается с использованием дистиллированной среды. В результате рабочая среда, предназначенная для устойчивой работы, представляет собой основную фракцию жидкости, термодинамические свойства которой хорошо известны и воспроизводимы. A distilled medium is a liquid that is introduced into the power plant and acts together with it, at least one element of the power plant is an evaporation element or a condenser element, or both of them are used to distill the fraction from the liquid to create a distilled medium. In this case, the last fraction mentioned is removed from the power plant, the operation of which is then continued using a distilled medium. As a result, the working medium intended for stable operation is the main fraction of the liquid, the thermodynamic properties of which are well known and reproducible.

Предпочтительно, чтобы рабочая жидкость представлена собой бензин. Удаление фракций с низкой точкой кипения посредством испарительного элемента, а также фракций с высокой точкой кипения посредством конденсаторного элемента приведет к получению среды, свойства которой хорошо известны. Как вариант, фракции с высокой точкой кипения могут быть удалены посредством испарительного элемента, а фракции с низкой точкой кипения могут быть удалены посредством конденсатора. Следовательно, даже если свойства жидкости перед началом работы, энергетической установки неизвестны, либо известны лишь в незначительной степени, после того как выполняются дистилляционные процессы с использованием испарительного элемента и конденсаторного элемента в качестве фракционных колонн, и после того как удалены фракции с большей и меньшей точками кипения, остающаяся рабочая среда будет действовать заданным способом, который позволяет энергетической установке вырабатывать требуемую энергию. Preferably, the working fluid is gasoline. The removal of fractions with a low boiling point by means of an evaporation element, as well as fractions with a high boiling point by a condenser element, will result in a medium whose properties are well known. Alternatively, fractions with a high boiling point can be removed by means of an evaporation element, and fractions with a low boiling point can be removed by means of a condenser. Therefore, even if the properties of the liquid before starting work, the power plant is unknown, or only slightly known, after distillation processes are carried out using the evaporation element and the condenser element as fraction columns, and after fractions with a larger and smaller points are removed boiling, the remaining working environment will operate in a predetermined manner, which allows the power plant to generate the required energy.

В модификации изобретения температура и давление в элементах контролируется, а количество упомянутых фракций в дистиллате регулируется согласно контролируемым температуре и давлению в упомянутых элементах, так что расход через энергетическую установку фактически удерживается постоянным. In a modification of the invention, the temperature and pressure in the elements are controlled, and the amount of said fractions in the distillate is controlled according to the controlled temperature and pressure in the said elements, so that the flow rate through the power plant is actually kept constant.

Вариант осуществления настоящего изобретения показан посредством примера на прилагаемых чертежах, на которых:
На фиг. 1 представлена блок-схема выполненной согласно изобретению энергетической установки, работающей по циклу Ранкина на органической среде; на фиг. 2 схема способа согласно настоящему изобретению для сохранения установленной выходной мощности энергетической установки согласно фиг. 1 путем обеспечения регулировки расхода рабочей среды; на фиг. 3 схема другого способа согласно настоящему изобретению для сохранения установленной выходной мощности энергетической установки согласно фиг.1 путем обеспечения регулировки расхода рабочей среды.
An embodiment of the present invention is shown by way of example in the accompanying drawings, in which:
In FIG. 1 is a block diagram of a power plant operating according to the invention, operating according to the Rankin cycle on an organic medium; in FIG. 2 is a diagram of a method according to the present invention for maintaining the installed output power of a power plant according to FIG. 1 by providing adjustment of the flow rate of the working environment; in FIG. 3 is a diagram of another method according to the present invention for maintaining the installed output power of the power plant of FIG. 1 by providing adjustment of the flow rate of the working medium.

Позицией 10 обозначена выполненная согласно настоящему изобретению энергетическая установка, работающая по циклу Ранкина на органической жидкости. Энергетическая установка 10 содержит испарительный элемент 12, воспринимающий тепло, образуемое горелкой 14, для испарения органической рабочей среды 16 и образованная испарившейся рабочей среды в выходном трубопроводе 18, подсоединенном посредством узла 19 к трубопроводу 20, который подсоединен к входной ступени турбины 21 турбогенератора. Испарившаяся рабочая среда расширяется в турбине 21 с образованием отдавшей тепло рабочей среды, которая подается к конденсаторному элементу 24, где происходит конденсация рабочей среды, отдавшей тепло. Конденсатор может иметь воздушное или водяное охлаждение, причем конденсат 25 в конденсаторе возвращается посредством насоса 26 к испарителю для завершения цикла с органической средой. Генератор 23, подсоединенный к турбине 21, при этом приводится в действие и расширение рабочей среды в турбине вырабатывает электричество. Reference numeral 10 denotes a power plant operating according to the present invention and operating according to the Rankine cycle on an organic liquid. The power plant 10 comprises an evaporation element 12 that receives the heat generated by the burner 14 to vaporize the organic working medium 16 and is formed by the evaporated working medium in the outlet pipe 18, connected via a node 19 to the pipe 20, which is connected to the inlet stage of the turbine generator 21. The evaporated working medium expands in the turbine 21 with the formation of heat-transferring working medium, which is supplied to the condenser element 24, where the condensation of the working medium, which gave off heat, occurs. The condenser may be air or water cooled, the condensate 25 in the condenser being returned via the pump 26 to the evaporator to complete the cycle with the organic medium. A generator 23 connected to the turbine 21 is thereby driven and an expansion of the working medium in the turbine generates electricity.

Описанные выше компоненты и их работа в целом обычны, за исключением природы рабочей среды. До настоящего изобретения рабочая среда могла представлять собой чистую органическую среду, например, пентан или изопентан, имеющую определенные термодинамические свойства, которые позволяют конструктору спроектировать энергетическую установку, имеющую выбранную выходную мощность для данного подводимого тепла, которое будет обеспечивать выбранный расход пара через турбину. Согласно настоящему изобретению рабочая среда может представлять собой углеводород, имеющий большое количество фракций, например, бензин, чьи свойства и фактически чьи составляющие изменяются по времени и от места к месту из-за изменений различных фракций, имеющихся в бензине. The components described above and their operation are generally common, with the exception of the nature of the work environment. Prior to the present invention, the working medium could be a pure organic medium, for example, pentane or isopentane, having certain thermodynamic properties that allow the designer to design a power plant having a selected output power for a given heat input that will provide the selected steam flow through the turbine. According to the present invention, the working medium may be a hydrocarbon having a large number of fractions, for example gasoline, whose properties and in fact whose components vary in time and from place to place due to changes in various fractions present in gasoline.

Для того, чтобы использовать углеводород, например, бензин, применяются пополняющий резервуар 30, этот резервуар заполняется достаточным количеством углеводородной жидкости для обеспечения загрузки энергетической установки рабочей среды при пуске. С этой целью между резервуаром 30 и насосом 26 введен клапан 5. Поэтому для загрузки энергетической установки рабочей средой в начале запуска, когда в испарителе или еще где-то в установке отсутствует рабочая среда, клапан 5 открывается и насос 26 приводится в действие для втягивания в испаритель 12, который находится в холодном состоянии, количество жидкости достаточное для полной загрузки установки. In order to use a hydrocarbon, such as gasoline, a refill tank 30 is used, this tank is filled with a sufficient amount of hydrocarbon liquid to provide loading of the power plant of the working medium at start-up. To this end, a valve 5 is introduced between the tank 30 and the pump 26. Therefore, to load the power plant with a working medium at the start of startup, when there is no working medium in the evaporator or somewhere else, the valve 5 opens and the pump 26 is actuated to draw the evaporator 12, which is in a cold state, the amount of liquid sufficient to fully load the installation.

Затем для подвода тепла к испарителю открывается клапан 6. Находящиеся в жидкости испарителя фракции с низкой точкой кипения закипают первыми путем сохранения, если это предпочтительно, температуры в испарителе на более низком уровне, чем проектируемый уровень, до тех пор, пока не испаряется все фракции с более низкой точкой кипения. В течение этого времени клапан 1 открыт и большая часть фракций с более низкой точкой кипения подается по трубопроводу в резервуар-сборник 32. Дополнительный клапан /не показан/ может блокировать вход этих фракций в турбину. Then, valve 6 opens to supply heat to the evaporator. The fractions with a low boiling point in the liquid of the evaporator are first boiled by keeping, if it is preferable, the temperature in the evaporator at a lower level than the projected level until all fractions with lower boiling point. During this time, valve 1 is open and most of the fractions with a lower boiling point are piped to the collection tank 32. An additional valve (not shown) may block the entry of these fractions into the turbine.

Для обнаружения испарения фракций с пониженной точкой кипения и для возможности контроля за таким испарением в испарителе могут быть установлены датчики температуры и давления, обозначенные позицией 33. Когда температура и давление, регистрируемые датчиком 33, достигают уровня, который указывает, что фракции с пониженной точкой кипения удаления из жидкости в испарителе, клапан 1 закрывается и пары, которые после этого образуются, подаются по трубопроводу к конденсатору 24 посредством открытия клапан 7. To detect the evaporation of fractions with a lower boiling point and to be able to control such evaporation, temperature and pressure sensors indicated by 33 can be installed in the evaporator. When the temperature and pressure detected by the sensor 33 reach a level that indicates that the fractions with a low boiling point removal from the liquid in the evaporator, the valve 1 closes and the vapors that then form are supplied through the pipeline to the condenser 24 by opening the valve 7.

Пар, который поступает в конденсатор, имеет температуру и давление, которые почти равны температуре и давлению пара, покидающего испаритель. Конденсатор 24 осуществляет конденсацию испарившейся рабочей среды с переходом ее в жидкое состояние. Первая часть жидкости, которая конденсируется, будет представлять собой фракции с повышенной температурой кипения, причем они подводятся к резервуару-сборнику 34 через открытый клапан 3. Для управления температурой и давлением датчиками, обозначенными позицией 35, может быть установлен отсечной клапан 3. В этот момент установка может быть приведена в действие. То-есть клапаны 1, 2, 3, 4, 5, и 7 закрыты и рабочая среда, которая проходит в цикле через испаритель, турбину и конденсатор, представляет собой фракции со средней точкой кипения из первоначального углеводорода в дополнительном резервуаре 30. The steam that enters the condenser has a temperature and pressure that are almost equal to the temperature and pressure of the steam leaving the evaporator. The condenser 24 carries out the condensation of the evaporated working medium with its transition into a liquid state. The first part of the liquid that condenses will be fractions with a higher boiling point, and they are fed to the collection tank 34 through an open valve 3. To control the temperature and pressure with the sensors indicated at 35, a shut-off valve 3 can be installed. installation can be powered. That is, valves 1, 2, 3, 4, 5, and 7 are closed and the working medium that passes through the evaporator, turbine, and condenser in a cycle is fractions with an average boiling point from the initial hydrocarbon in the additional tank 30.

Для того, чтобы установка работала эффективно и обеспечивала требуемую мощность, температура и давление в испарителе и конденсаторе могут регулироваться для создания требуемой скорости потока. Эти параметры воспринимаются в местах 33 и 35 и их полученные значения подаются в блок управления 36, который может представлять собой компьютер, управляемый с целью контроля различных клапанов в системе. Жидкость от резервуаров-сборников 32 и 34 посредством клапанов подается в систему, так что она работает для регулирования температуры и давления с целью оптимизации электрической мощности, развиваемой энергетической установкой. Такие операции могут осуществляться в течение летних или зимних условиях, например, изменяется температура окружающей среды, что изменяет охлаждающую температуру охлаждающей среды конденсатора, такой как вода или воздух. Эти операции подобны операциям, осуществляемым в патенте США N 3842593, существо которого введено сюда посредством ссылки на него. Следовательно, если, например, летом, когда температура окружающей среды возрастает, при повышении температурой охлаждающей среды конденсатора в систему могут быть введены фракции с повышенной температурой кипения. С другой стороны, например, зимой, когда температура окружающей среды понижается, что вызывает понижение температуры охлаждающей среды конденсатора, в систему могут быть введены фракции с пониженной температурой кипения. In order for the installation to work efficiently and provide the required power, the temperature and pressure in the evaporator and condenser can be adjusted to create the desired flow rate. These parameters are taken in places 33 and 35 and their obtained values are supplied to the control unit 36, which may be a computer controlled to control various valves in the system. The fluid from the collection tanks 32 and 34 is supplied through the valves to the system, so that it works to control the temperature and pressure in order to optimize the electrical power developed by the power plant. Such operations can be carried out during summer or winter conditions, for example, the ambient temperature changes, which changes the cooling temperature of the cooling medium of the condenser, such as water or air. These operations are similar to the operations carried out in US patent N 3842593, the essence of which is introduced here by reference to it. Consequently, if, for example, in the summer, when the ambient temperature rises, with increasing temperature of the cooling medium of the condenser, fractions with a higher boiling point can be introduced into the system. On the other hand, for example, in winter, when the ambient temperature drops, which causes a decrease in the temperature of the cooling medium of the condenser, fractions with a lower boiling point can be introduced into the system.

Как вариант или дополнительно к указанному может быть применено устройство, показанное на фиг. 2. В этом случае впускная ступень турбины обеспечивается большим количеством отдельных групп сопел 51, 52, 53, запииываемых от испарителя через индивидуально контролируемая клапаны a, b, c. Эти клапаны управляются блоком управления 36, так что величина подачи к турбине регулируется таким образом, чтобы оптимизировать выходную мощность установки. Alternatively or in addition to the above, the device shown in FIG. 2. In this case, the inlet stage of the turbine is provided with a large number of separate groups of nozzles 51, 52, 53, washed from the evaporator through individually controlled valves a, b, c. These valves are controlled by the control unit 36, so that the flow rate to the turbine is adjusted in such a way as to optimize the output of the installation.

Кроме того, может быть использовано устройство, показанное на фиг. 3. Здесь входная ступень 22B турбины выполнена с группой сопел 51B, запитываемых паром, создаваемым испарителем 12. Пар выходящий из ступени 22B, проходит через группу сопел 51C к дополнительной степени 22C турбины. Пар, который входит из последней упомянутой ступени, течет к ступени 22 через группу сопел 51. Углы выхода у группы сопел 51B, 51C и 51 могут регулироваться, при этом углы устанавливаются регулирующими устройствами соответственно 36B, 36C и 36 для управления падением давления, а следовательно скоростью массового расхода в различных ступенях. In addition, the device shown in FIG. 3. Here, the turbine inlet stage 22B is configured with a group of nozzles 51B powered by steam generated by the evaporator 12. The steam exiting the stage 22B passes through the group of nozzles 51C to an additional degree 22C of turbine. The steam that enters from the last mentioned stage flows to stage 22 through a group of nozzles 51. The exit angles of the group of nozzles 51B, 51C and 51 can be adjusted, while the angles are set by control devices 36B, 36C and 36, respectively, to control the pressure drop, and therefore mass flow rate in various steps.

Хотя в качестве источника тепла для энергетической установки показана обычная горелка для сжигания топлива, совместно с настоящим изобретением могут быть использованы другие виды тепловых источников, например, геотермальные среды. Although a conventional burner for burning fuel is shown as a heat source for a power plant, other types of heat sources, such as geothermal media, can be used with the present invention.

Преимущества и улучшенные результаты, обеспечиваемые способом и устройством согласно настоящему изобретению, очевидны из приведенного выше описания предпочтительных вариантов осуществления изобретения. Без отклонения от объема и существа изобретения могут быть выполнены его различные изменения и модификации, описанные в прилагаемой формуле изобретения. The advantages and improved results provided by the method and apparatus of the present invention are apparent from the above description of preferred embodiments of the invention. Without deviating from the scope and spirit of the invention, various changes and modifications described in the appended claims can be made.

Claims (8)

1. Способ работы энергетической установки с циклом Ранкина, включающий испарение рабочего тела в испарителе установки под воздействием подведенного к последнему тепла, выработку энергии посредством турбогенератора, испаренного рабочего тела с получением объединенного теплом рабочего тела, конденсацию последнего в конденсаторе и возврат полученного конденсата в испаритель посредством трубопровода с насосом, отличающийся тем, что в качестве рабочего тела используют композиционную жидкость, включающую высоко- и низкокипящие фракции и по меньшей мере одну фракцию отделяют от композиционной жидкости и сохраняют, а оставшуюся часть композиционной жидкости используют в турбогенераторе для выработки энергии. 1. The method of operation of a power plant with a Rankin cycle, including the evaporation of the working fluid in the evaporator of the installation under the influence of heat supplied to the latter, the generation of energy by means of a turbogenerator, the evaporated working fluid to produce the heat combined by the working fluid, condensation of the latter in the condenser and the return of the condensate to the evaporator pipeline with a pump, characterized in that as the working fluid using a composite fluid, including high and low boiling fractions and at least one fraction is separated from the composite fluid and stored, and the remainder of the composite fluid is used in the turbogenerator to generate energy. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве композиционной жидкости используют бензин. 2. The method according to claim 1, characterized in that gasoline is used as the composite fluid. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительно контролируют температуру и давление в испарителе и конденсаторе, при этом поддержание постоянным объемного расхода рабочего тела через турбогенератор ведут пополнением рабочего тела соответствующей фракции из первого или второго резервуара для хранения в зависимости от значения вышеуказанных контролируемых параметров. 3. The method according to claim 1, characterized in that the temperature and pressure in the evaporator and condenser are additionally controlled, while maintaining a constant volume flow of the working fluid through the turbogenerator by replenishing the working fluid of the appropriate fraction from the first or second storage tank, depending on the values of the above controlled parameters. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительно контролируют температуру и давление в испарителе и конденсаторе, при этом используют турбогенератор с регулируемыми параметрами, а поддержание постоянным объемного расхода рабочего тела через турбогенератор ведут изменением регулируемых параметров последнего. 4. The method according to claim 1, characterized in that the temperature and pressure in the evaporator and condenser are additionally controlled, while a turbogenerator with adjustable parameters is used, and the volumetric flow rate of the working fluid through the turbogenerator is kept constant by changing the adjustable parameters of the latter. 5. Энергетическая установка, работающая по циклу Ранкина, содержащая испаритель с подводом тепла для испарения рабочего тела, подсоединенный к нему турбогенератор для выработки энергии и обедненного теплом рабочего тела, конденсатор для получения конденсата из последнего, подключенный к выходу турбогенератора, а также трубопровод с насосом, подсоединенный к конденсатору и испарителю для подачи полученного конденсата в испаритель, отличающаяся тем, что она снабжена дополнительным резервуаром с композиционной жидкостью, включающей высоко- и низкокипящие фракции, двумя резервуарами для хранения соответственно высоко- и низкокипящих фракций, а также трубопроводами с запорно-регулирующими органами, при этом исполнительный резервуар посредством одного из дополнительных трубопроводов подсоединен своим выходом к трубопроводу, соединяющему конденсатор с испарителем, до установленного в нем насоса, а резервуары для хранения высоко- и низкокипящих фракций посредством дополнительных трубопроводов с запорно-регулирующими органами подсоединены соответственно к конденсатору и испарителю. 5. A power plant operating according to the Rankin cycle, comprising an evaporator with heat supply to evaporate the working fluid, a turbogenerator connected to it to generate energy and a heat-depleted working fluid, a condenser for producing condensate from the latter, connected to the output of the turbogenerator, and a pipeline with a pump connected to the condenser and evaporator for supplying the condensate to the evaporator, characterized in that it is equipped with an additional reservoir with a composite liquid, including high co- and low-boiling fractions, two reservoirs for storing high- and low-boiling fractions, respectively, as well as pipelines with shut-off and regulating bodies, while the executive tank, through one of the additional pipelines, is connected by its outlet to the pipeline connecting the condenser to the evaporator, up to the one installed in it pump, and tanks for storing high- and low-boiling fractions by means of additional pipelines with shut-off-regulating bodies are connected respectively to condensate and at the evaporator. 6. Установка по п.5, отличающаяся тем, что она содержит средства контроля температуры и давления, установленные в испарителе и конденсаторе и подключенные к запорно-регулирующим органам дополнительных трубопроводов, соединяющих резервуары для хранения высоко- и низкокипящих фракций с конденсатором и испарителем, для создания рабочего тела, соответствующего поддержанию выходной мощности турбогенератора в зависимости от контролируемой температуры. 6. The installation according to claim 5, characterized in that it contains means for monitoring temperature and pressure installed in the evaporator and condenser and connected to the shut-off and regulating organs of additional pipelines connecting the storage tanks for high and low boiling fractions with a condenser and evaporator, for creating a working fluid corresponding to maintaining the output power of the turbogenerator depending on the controlled temperature. 7. Установка по п.6, отличающаяся тем, что в качестве рабочего тела применен углеводород. 7. Installation according to claim 6, characterized in that a hydrocarbon is used as a working fluid. 8. Установка по п.6, отличающаяся тем, что в качестве рабочего тела применен бензин. 8. Installation according to claim 6, characterized in that gasoline is used as the working fluid.
SU5010712 1990-12-31 1991-12-28 Rankine-cycle power plant and its operation RU2078950C1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US63611090A 1990-12-31 1990-12-31
US636.110 1990-12-31

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2078950C1 true RU2078950C1 (en) 1997-05-10

Family

ID=24550482

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU5010712 RU2078950C1 (en) 1990-12-31 1991-12-28 Rankine-cycle power plant and its operation

Country Status (6)

Country Link
CZ (1) CZ417391A3 (en)
HU (1) HUT60015A (en)
IL (1) IL100523A (en)
MX (1) MX9102891A (en)
RU (1) RU2078950C1 (en)
TR (1) TR28174A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004038218A1 (en) * 2002-10-23 2004-05-06 Viktor Vladimirovich Kushin Gravitational steam power hydroelectric plant
WO2018009089A1 (en) * 2016-07-05 2018-01-11 Буду Леванович КВАРИАНИ Thermokinetic hydroelectric power plant

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR36031E (en) * 1928-06-18 1930-04-01 New thermal installation
FR670497A (en) * 1928-06-19 1929-11-29 Thermal installation for vehicles, flying machines, boats and other marine craft
CH550938A (en) * 1972-10-04 1974-06-28 Bbc Sulzer Turbomaschinen LOAD REGULATING DEVICE FOR A CLOSED GAS TURBINE SYSTEM.

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Патент США N 3842593, кл. F 01 К 25/00, 1974. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004038218A1 (en) * 2002-10-23 2004-05-06 Viktor Vladimirovich Kushin Gravitational steam power hydroelectric plant
WO2018009089A1 (en) * 2016-07-05 2018-01-11 Буду Леванович КВАРИАНИ Thermokinetic hydroelectric power plant

Also Published As

Publication number Publication date
TR28174A (en) 1996-02-06
MX9102891A (en) 1992-10-01
HU914130D0 (en) 1992-03-30
IL100523A (en) 2003-02-12
HUT60015A (en) 1992-07-28
CZ417391A3 (en) 1993-01-13
IL100523A0 (en) 1992-09-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4191021A (en) Small power plant utilizing waste heat
US4079263A (en) Power producing system
US5946916A (en) Vapor forced engine
RU2502880C2 (en) Organic rankine cycle of direct heating
CN103154444B (en) For the method and apparatus controlling thermal cycling process
US5560210A (en) Rankine cycle power plant utilizing an organ fluid and method for using the same
US4192145A (en) Process for utilizing energy produced by the phase change of liquid
RU2078950C1 (en) Rankine-cycle power plant and its operation
Nazarzadehfard et al. Exergy and thermoeconomic analysis of the combined MED desalination system and the Allam power generation system
US4481775A (en) Stored energy power generating system
AP289A (en) Rankine cycle power plant utilizing an organic fluid and method for using the same.
CN100529607C (en) Absorption refrigerator control method and system
Unverdi et al. Thermodynamic analysis and performance improvement of Irem geothermal power plant in Turkey: A case study of organic Rankine cycle
US4526006A (en) Heat transfer method and apparatus
RU2129661C1 (en) Steam power engine
JPS59119003A (en) Operation of cryogenic power plant
US432511A (en) Triple thermjc motor
US1961785A (en) Heat cycle
RU2027028C1 (en) Electric power station
US2333780A (en) Continuous absorption refrigerating system
Hidayat et al. Organic Rankine Cycle design as optimization of dry-steam system geothermal power plant
US1404844A (en) Thermostatic regulating device
US547427A (en) Power-generating system
US564506A (en) Motive-power apparatus
US549982A (en) Ton executrix of said arthur m