RU2125165C1 - Power generating plant - Google Patents
Power generating plant Download PDFInfo
- Publication number
- RU2125165C1 RU2125165C1 RU96108748A RU96108748A RU2125165C1 RU 2125165 C1 RU2125165 C1 RU 2125165C1 RU 96108748 A RU96108748 A RU 96108748A RU 96108748 A RU96108748 A RU 96108748A RU 2125165 C1 RU2125165 C1 RU 2125165C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heat
- engine
- installation
- working fluid
- heat exchanger
- Prior art date
Links
Landscapes
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к энергетическому машиностроению, а именно к установкам для преобразования низкопотенциального тепла в механическую работу. The invention relates to power engineering, and in particular to installations for converting low-grade heat into mechanical work.
Известны энергетические установки (патенты РФ N 2013572 и N 2013573), включающие один или два контура с турбинами для привода нагрузки, две камеры рабочего тела, охладитель, нагреватель, циркуляционные насосы, соединительные трубопроводы, регулируемую запорную арматуру, газовый нагреватель, реактор, сепаратор и дополнительный теплообменник. Power plants are known (RF patents N 2013572 and N 2013573), including one or two circuits with turbines for driving the load, two chambers of the working fluid, cooler, heater, circulation pumps, connecting pipelines, adjustable shut-off valves, gas heater, reactor, separator and additional heat exchanger.
Установки предназначены для преобразования в механическую энергию низкопотенциального тепла внешнего источника. Процесс преобразования энергии основан на получении метанпропановых газогидратов в холодной воде с последующим разложением их в теплой воде, в результате чего получается поступающий в турбину газ высокого давления. Размещенная в контуре аппаратура в основном предназначена для получения рабочего тела. Процесс получения и разложения газогидратов отличается значительной сложностью и периодичностью. The plants are designed to convert low-potential heat of an external source into mechanical energy. The energy conversion process is based on the production of methane propane gas hydrates in cold water, followed by their decomposition in warm water, resulting in high pressure gas entering the turbine. The equipment located in the circuit is mainly intended for obtaining a working fluid. The process of obtaining and decomposition of gas hydrates is of significant complexity and frequency.
Для обеспечения устойчивости протекания рабочего процесса требуется постоянно целенаправленно управлять потоками газа и воды. Вследствие этого установка конструктивно сложна и громоздка из-за наличия значительного числа управляющих и исполнительных элементов. Управление работой установки возможно при наличии сложной автоматической системы или заменяющего ее оператора высокой квалификации. Это неизбежно связано с существенными эксплуатационными затратами, что приводит к удорожанию получаемой механической энергии. Упомянутые затраты могут быть оправданы только в том случае, когда мощность установки значительно превышает 100 кВт. Применение подобных установок для обеспечения энергией маломощных потребителей экономически нецелесообразно. To ensure the stability of the flow of the working process, it is necessary to constantly purposefully control the flow of gas and water. As a result, the installation is structurally complex and cumbersome due to the presence of a significant number of control and actuating elements. The operation of the installation can be controlled if there is a complex automatic system or a highly qualified operator replacing it. This is inevitably associated with significant operating costs, which leads to a rise in the cost of the obtained mechanical energy. Mentioned costs can only be justified if the power of the installation significantly exceeds 100 kW. The use of such installations to provide energy to low-power consumers is not economically feasible.
Кроме того, известна энергетическая установка (а.с. СССР N 1170180), содержащая две заполненные вспомогательной жидкостью обогреваемые камеры, трубопроводы для подачи легкоиспаряющегося рабочего тела, турбину, конденсатор и насос. Установка предназначена для преобразования в механическую энергию низкопотенциального тепла вспомогательной жидкости. Преимущество указанной установки состоит в том, что аккумулирующее тепло рабочее тело представляет собой простую низкокипящую жидкость, которая в процессе нагрева превращается в пар, а после охлаждения конденсируется и повторно возвращается в рабочий процесс. Для обеспечения фазовых переходов низкокипящей жидкости достаточно иметь только нагреватель на входе и охладитель на выходе из теплового двигателя. Благодаря этому установка конструктивно значительно проще вышеописанных. Преимущество установки состоит также в том, что в ней процесс передачи низкопотенциального тепла от источника рабочему телу совершается в жидкостной фазе, что обеспечивает высокую эффективность процесса. Недостаток установки заключается в том, что предназначенная для нагрева рабочего тела вспомогательная жидкость не обменивается в процессе работы установки и для пополнения ее внутренней энергии, убывающей в процессе теплообмена, требуется посторонний источник тепла, что снижает энергетическую эффективность установки. В установке применен нерациональный способ передачи двигателю потенциальной энергии рабочего тела. Для привода турбины используется вспомогательная жидкость, а не газ, получаемый в процессе испарения рабочего тела. При этом вспомогательная жидкость периодически поступает в турбину сначала из первой, а затем из второй камеры. Периодичность в направлении потоков вспомогательной жидкости и рабочего тела, а также использование промежуточного между турбиной и рабочим телом передаточного вещества значительно усложняет рабочий процесс и обуславливает необходимость постоянного управления работой установки, что снижает ее экономическую эффективность. In addition, a power plant is known (USSR AS N 1170180), containing two heated chambers filled with auxiliary liquid, pipelines for supplying an easily evaporating working fluid, a turbine, a condenser and a pump. The installation is designed to convert low-potential heat of auxiliary fluid into mechanical energy. The advantage of this installation is that the heat-accumulating working fluid is a simple low-boiling liquid, which during heating turns into steam, and after cooling it condenses and returns to the working process. To ensure phase transitions of low-boiling liquid, it is sufficient to have only a heater at the inlet and a cooler at the outlet of the heat engine. Due to this, the installation is structurally much simpler than the above. The installation also has the advantage that in it the process of transferring low-grade heat from the source to the working fluid takes place in the liquid phase, which ensures high efficiency of the process. The disadvantage of the installation is that the auxiliary fluid intended for heating the working fluid does not exchange during the operation of the installation and to replenish its internal energy, which decreases during the heat exchange, an external heat source is required, which reduces the energy efficiency of the installation. The installation used an irrational method of transferring the potential energy of the working fluid to the engine. The auxiliary fluid is used to drive the turbine, and not the gas obtained during the evaporation of the working fluid. In this case, the auxiliary fluid periodically enters the turbine first from the first, and then from the second chamber. The periodicity in the direction of the auxiliary fluid and working fluid flows, as well as the use of a transfer agent intermediate between the turbine and the working fluid, significantly complicates the working process and necessitates constant control of the installation, which reduces its economic efficiency.
Известна также описанная в авторском свидетельстве СССР N 70147 теплосиловая установка, содержащая тепловой двигатель, работающий на парах легкокипящей жидкости, испаряющий легкокипящую жидкость теплообменник, обогреваемый сжатым в компрессоре атмосферным воздухом и конденсирующий легкокипящую жидкость другой теплообменник, охлаждаемый тем же воздухом, прошедшим через расширительную машину. Преимуществом установки является то, что для получения механической энергии используется тепло атмосферного воздуха, сжатого в компрессоре. В процессе работы происходит постоянный обмен воздуха. Поэтому не требуется регенерации тепла и отпадает необходимость в дополнительном тепловом источнике. Преимуществом установки является непрерывность протекающего в ней процесса, благодаря чему отпадает необходимость в сложной управляющей аппаратуре. Недостаток установки состоит в том, что теплоносителем в ней является газообразное вещество. Процесс передачи тепла от газа рабочему телу малоэффективен, что затрудняет реализацию рабочего цикла установки и обуславливает невысокий КПД используемого в ней термодинамического процесса. A heat power plant described in USSR author's certificate N 70147 is also known. The advantage of the installation is that the heat of atmospheric air compressed in the compressor is used to obtain mechanical energy. In the process, there is a constant exchange of air. Therefore, heat recovery is not required and there is no need for an additional heat source. The advantage of the installation is the continuity of the process occurring in it, which eliminates the need for complex control equipment. The disadvantage of the installation is that the coolant in it is a gaseous substance. The process of heat transfer from gas to the working fluid is ineffective, which complicates the implementation of the plant’s operating cycle and causes a low efficiency of the thermodynamic process used in it.
Прототипом предлагаемого изобретения выбрана наиболее близкая по технической сущности силовая установка (а.с. СССР N 39486), использующая разность температур воды подо льдом и атмосферного воздуха. Преимущество установки состоит в том, что в ней для получения механической энергии используется низкопотенциальное тепло естественного водоема и атмосферного воздуха. Дополнительных источников тепла не требуется, что обуславливает низкую стоимость получаемой механической энергии. Другим преимуществом установки является то, что в ней теплообмен между рабочим телом и теплоносителем осуществляется в жидкостной фазе и поэтому отличается высокой эффективностью. Установка конструктивно проста и для ее обслуживания не требуются управляющие системы или операторы. The prototype of the invention selected the closest in technical essence to the power plant (AS USSR N 39486), using the temperature difference of water under ice and atmospheric air. The advantage of the installation is that it uses low-potential heat of a natural reservoir and atmospheric air to produce mechanical energy. Additional heat sources are not required, which leads to a low cost of mechanical energy. Another advantage of the installation is that in it the heat exchange between the working fluid and the coolant is carried out in the liquid phase and therefore is highly efficient. Installation is structurally simple and does not require control systems or operators for its maintenance.
Отрицательным качеством предложенной в а.с. N 39485 установки является нерациональный способ преобразования получаемой в термодинамическом процессе потенциальной механической энергии. Вместо того, чтобы полученный в котле пар низкокипящей жидкости непосредственно направить на рабочее колесо турбины и расширить там с целью преобразования потенциальной энергии в кинетическую, его направляют в поршневую полость гидроцилиндров для вытеснения содержащейся в них промежуточной жидкости в рабочее пространство турбины. При этом гидроцилиндры и связанные с поршневыми полостями конденсаторы работают поочередно. Для поддержания рабочего процесса требуется управление установкой посредством системы управления или оператора. Это снижает экономическую эффективность установки. Другим серьезным недостатком установки является отсутствие в ней устройств, обеспечивающих работоспособность установки при изменении температуры атмосферного воздуха. Размещенные на берегу водоема конденсаторы могут выполнять свою функцию в том случае, когда обдувающий их воздух имеет температуру существенно ниже 0oC. При повышении температуры выше 0oC процесс конденсации пара и, следовательно, термодинамический процесс преобразования энергии в установке станет невозможным. В предложенном а. с. N 39486 виде установка пригодна для получения энергии только в зимнее время.Negative quality offered in A.S. N 39485 installation is an irrational way of converting potential mechanical energy received in a thermodynamic process. Instead of directing the low-boiling liquid vapor obtained in the boiler directly to the turbine impeller and expanding there to convert potential energy into kinetic, it is sent to the piston cavity of the hydraulic cylinders to displace the intermediate fluid contained in them into the turbine's working space. In this case, the hydraulic cylinders and the capacitors associated with the piston cavities operate alternately. To maintain the workflow, control of the installation through a control system or operator is required. This reduces the cost-effectiveness of the installation. Another serious drawback of the installation is the lack of devices in it that ensure the operability of the installation when the temperature of the atmospheric air changes. Condensers located on the shore of a reservoir can fulfill their function when the air blowing them has a temperature significantly below 0 o C. When the temperature rises above 0 o C, the process of steam condensation and, therefore, the thermodynamic process of energy conversion in the installation will become impossible. In the proposed a. with. N 39486 form the installation is suitable for energy only in the winter.
Таким образом, недостатками прототипа являются конструктивная сложность и невозможность круглогодичной эксплуатации установки вследствие ее неработоспособности в теплое время года. Thus, the disadvantages of the prototype are the structural complexity and the impossibility of year-round operation of the installation due to its inoperability in the warm season.
Задачей, на решение которой направлено изобретение, является упрощение устройства, повышение надежности и обеспечение его работоспособности в течение всего года. The task to which the invention is directed is to simplify the device, increase reliability and ensure its performance throughout the year.
Сущность изобретения состоит в том, что в паросиловой установке, выполненной в виде замкнутого контура, включающего тепловой двигатель с силовой нагрузкой (турбиной), заполненную рабочим телом емкость с температурой кипения не выше - 50oC, обеспечивающие нагрев и охлаждение рабочего тела теплообменники на входе и выходе из теплового двигателя, обеспечивающий циркуляцию рабочего тела нагнетатель, соединительные трубопроводы и дополнительный источник тепла, согласно изобретению теплоносителем - хладоагентом первого из упомянутых теплообменников служит поток воды из естественного водоема, а теплоносителем - хладоагентом другого - поток окружающего водоем атмосферного воздуха, при этом упомянутые теплообменники как на входе, так и на выходе из трубного пространства, заполненного рабочим телом, имеют по два снабженных запорными вентилями штуцера и совместно с емкостью, нагнетателем и двигателем посредством первого штуцера и основных трубопроводов образуют первый, а посредством второго штуцера и дополнительных трубопроводов - второй замкнутые контуры, в первом из которых выход из нагнетателя и вход в двигатель соединяются через трубное пространство первого, и выход из двигателя и вход в емкость - через трубное пространство второго теплообменника, в то время как во втором контуре выход из нагнетателя и вход в двигатель соединяются через трубное пространство второго, а выход из двигателя и вход в емкость - через трубное пространство первого теплообменника, причем дополнительный источник тепла предназначен для подогрева поступающего во второй теплообменник хладоагента - атмосферного воздуха - в том случае, когда температура последнего не ниже -10oC и не выше +10oC.The essence of the invention lies in the fact that in a steam-powered installation made in the form of a closed circuit, including a heat engine with a power load (turbine), a tank filled with a working fluid with a boiling point of not higher than 50 o C, providing heat exchangers for the heating and working fluid inlet and exit from the heat engine, providing a circulation of the working fluid, a supercharger, connecting pipelines and an additional heat source, according to the invention, with a heat carrier - a refrigerant of the first of the mentioned heat of exchangers is the flow of water from a natural reservoir, and the coolant of the other is the flow of atmospheric air surrounding the reservoir, and the above-mentioned heat exchangers, both at the inlet and at the outlet of the pipe space filled with a working fluid, have two nozzles equipped with shut-off valves and together with capacity, supercharger and engine through the first fitting and the main pipelines form the first, and through the second nozzle and additional pipelines - the second closed circuits, in the first of which the outlet from the supercharger and the inlet to the engine are connected through the tube space of the first, and the exit from the engine and the entrance to the tank through the tube space of the second heat exchanger, while in the second circuit the outlet from the supercharger and the entrance to the engine are connected through the tube space of the second, and the exit from the engine and the entrance to the tank through the pipe space of the first heat exchanger, and an additional heat source is designed to heat the coolant entering the second heat exchanger - atmospheric air - in that case when the temperature of the latter is not lower than -10 o C and not higher than + 10 o C.
Технический результат, который может быть получен при использовании изобретения, заключается в создании конструктивно простой, надежной и работоспособной в течение всего года энергетической установки для преобразования низкотемпературного тепла водоемов в электрическую энергию. The technical result that can be obtained by using the invention is to create a structurally simple, reliable and efficient power plant throughout the year for converting low-temperature heat of water bodies into electrical energy.
Схема установки представлена на фиг.1. The installation diagram is presented in figure 1.
Энергетическая установка состоит из теплового двигателя 1 с силовой нагрузкой 2 на его рабочем валу, например с электрическим генератором. Последовательно с тепловым двигателем 1 в замкнутый контур установки включены емкость 3, заполненная жидкостью 4, кипящей при температуре не выше - 50oC, нагнетатель рабочего тела 5, омываемый водяным потоком 6 из естественного водоема теплообменник 7 и обдуваемый потоком атмосферного воздуха 8 теплообменник 9, имеющие на входе и выходе из заполненного рабочим телом трубного пространства по два штуцера с запорными вентилями 18-25. Посредством первых из указанных штуцеров, снабженных вентилями 18, 21, 22 и 24, а также посредством основных трубопроводов 10, 11, 12 и 13 теплообменники 7 и 9 последовательно соединяются с двигателем 1, емкостью 3 и нагнетателем 5, образуя первый замкнутый контур. Для обеспечения работоспособности установки в различных климатических условиях указанные теплообменники 7 и 9 посредством вторых штуцеров на входе и выходе из трубного пространства с вентилями 19, 20, 23 и 25 и дополнительных трубопроводов 14, 15, 16 и 17 образуют совместно с двигателем 1, емкостью 3 и нагнетателем 5 второй замкнутый контур. Кроме того, в коллекторе 8 подачи атмосферного воздуха в теплообменник 9 предусмотрены дополнительный источник тепла 28 и воздушный вентилятор 27. Установка монтируется на берегу естественного водоема. Поток воды 6 через теплообменник 7 обеспечивает не показанный на схеме насос, забирающий воду из указанного водоема. После теплообменника 7 вода сбрасывается в тот же водоем.A power plant consists of a heat engine 1 with a power load of 2 on its working shaft, for example with an electric generator. In series with the heat engine 1, a container 3 is included in the closed loop of the installation; it is filled with a liquid 4 boiling at a temperature no higher than -50 ° C, a working fluid blower 5, a heat exchanger 7 washed by a water stream 6 from a natural reservoir, and a heat exchanger 9 blown by a stream of atmospheric air 8, having at the inlet and outlet of the tube space filled with a working fluid, two nipples with shut-off valves 18-25. Through the first of these fittings, equipped with valves 18, 21, 22 and 24, as well as through the main pipelines 10, 11, 12 and 13, the heat exchangers 7 and 9 are connected in series with the engine 1, capacity 3 and supercharger 5, forming a first closed loop. To ensure the operability of the installation in various climatic conditions, these heat exchangers 7 and 9, through the second fittings at the inlet and outlet of the pipe space with valves 19, 20, 23 and 25 and additional pipelines 14, 15, 16 and 17, form together with engine 1, capacity 3 and supercharger 5 a second closed loop. In addition, in the collector 8 for supplying atmospheric air to the heat exchanger 9, an additional heat source 28 and an air fan 27 are provided. The installation is mounted on the shore of a natural reservoir. The flow of water 6 through the heat exchanger 7 provides a pump, not shown in the diagram, taking water from the specified reservoir. After the heat exchanger 7, the water is discharged into the same reservoir.
Теплообменник 7 может быть затоплен в водоеме, если водоем представляет собой речной поток со скоростью течения не менее 1 м/с. Тогда насос для подачи воды не требуется. Обдув теплообменника 9 атмосферным воздухом обеспечивается при помощи вентилятора 27. Воздух после теплообменника 9 выбрасывается в атмосферу. В нижеописанном случае воздух на входе в теплообменник 9 подогревается посредством источника тепла 26. The heat exchanger 7 can be flooded in a reservoir if the reservoir is a river stream with a flow velocity of at least 1 m / s. Then a water pump is not required. Blowing the heat exchanger 9 with atmospheric air is provided by a fan 27. Air after the heat exchanger 9 is discharged into the atmosphere. In the case described below, the air at the inlet to the heat exchanger 9 is heated by a heat source 26.
Работает установка следующим образом. При температуре окружающего воздуха существенно ниже - 10oC в исходном положении вентили 19, 20, 23 и 25 установки закрыты, а вентили 18, 21, 22 и 24 открыты. При включении в работу нагнетателя 5, получающего при пуске установки энергию от внешнего источника, находящаяся в емкости 3 низкокипящая жидкость 4, имеющая температуру окружающего воздуха, по трубопроводу 11 поступает в теплообменник 7, омываемый водой из естественного водоема при температуре не ниже +4oC. Поступающая в теплообменник 7 низкокипящая жидкость, взаимодействуя с водным потоком, нагревается и превращается в пар при температуре до +2oC и давлении до 4 МПа. Образующийся пар под давлением по трубопроводу 12 поступает в двигатель 1, где потенциальная энергия пара преобразуется в кинетическую энергию вращения рабочего вала двигателя. Вследствие расхода энергии поступивший в двигатель пар расширяется, одновременно охлаждаясь, и по трубопроводу 13 входит в теплообменник 9, в котором происходит дополнительное охлаждение пара обдувающим теплообменник атмосферным воздухом, поступающим от вентилятора 27. Из теплообменника 9 по трубопроводу 10 охлажденный пар поступает в емкость 3, откуда - в нагнетатель 5, где, сжимаясь, превращается в жидкость, температура которой приблизительно равна температуре окружающего воздуха. Полученная в результате конденсации жидкость снова поступает в теплообменник 7. Далее цикл повторяется. Энергия, приобретаемая рабочим валом двигателя 1 во время работы установки, расходуется на привод вращения генератора 2, нагнетателя 5 и вентилятора 27. Получаемая в генераторе 2 электрическая энергия направляется на нужды потребителей. Энергия, затрачиваемая на привод вентилятора и нагнетателя, служит для поддержания рабочего процесса установки.The installation works as follows. When the ambient temperature is much lower - 10 o C in the initial position, the valves 19, 20, 23 and 25 of the installation are closed, and the valves 18, 21, 22 and 24 are open. When the supercharger 5 is turned on, when the unit starts up, it receives energy from an external source located in the tank 3, low-boiling liquid 4, which has an ambient temperature, passes through the pipe 11 to the heat exchanger 7, washed by water from a natural reservoir at a temperature of at least + 4 o C The low-boiling liquid entering the heat exchanger 7, interacting with the water stream, heats up and turns into steam at temperatures up to + 2 o C and pressure up to 4 MPa. The resulting steam under pressure through a pipe 12 enters the engine 1, where the potential energy of the steam is converted into kinetic energy of rotation of the working shaft of the engine. Due to the energy consumption, the steam entering the engine expands while cooling, and through the pipe 13 enters the heat exchanger 9, in which there is additional cooling of the steam by blowing the heat exchanger with atmospheric air coming from the fan 27. From the heat exchanger 9 through the pipe 10, the cooled steam enters the tank 3, from where - to the supercharger 5, where, when compressed, it turns into a liquid, the temperature of which is approximately equal to the temperature of the surrounding air. The liquid obtained as a result of condensation again enters the heat exchanger 7. Then the cycle repeats. The energy acquired by the working shaft of the engine 1 during operation of the installation is spent on the rotation drive of the generator 2, supercharger 5 and fan 27. The electric energy received in the generator 2 is sent to the needs of consumers. The energy used to drive the fan and supercharger serves to maintain the installation process.
При температуре атмосферного воздуха -30oC максимальный перепад температур между исходной низкокипящей жидкостью и полученным паром достигает 34oС, что обуславливает устойчивый термодинамический процесс преобразования тепловой энергии.At a temperature of atmospheric air of -30 o C, the maximum temperature difference between the initial low-boiling liquid and the resulting vapor reaches 34 o C, which leads to a stable thermodynamic process of thermal energy conversion.
В летний период в северных районах в дневное время температура воздуха достигает +30oC, в то время как вода в речных потоках и озерах не прогревается выше +10oC. Это дает возможность обеспечить устойчивую работу установки также и в летнее время. Для этого необходимо, чтобы омываемый водой теплообменник 7 выполнял функцию конденсатора паров, а обдуваемый теплым воздухом теплообменник 9 использовался для испарения низкокипящей жидкости. Указанное преобразование энергетического контура достигается в том случае, когда вентили 18, 21, 22 и 24 закрыты, а вентили 19, 20, 23 и 25 открыты.During the summer, in the northern regions in the daytime, the air temperature reaches +30 o C, while the water in river flows and lakes does not warm above +10 o C. This makes it possible to ensure stable operation of the installation also in the summer. For this, it is necessary that the heat exchanger washed by water 7 serves as a vapor condenser, and the heat exchanger blown by warm air 9 is used to evaporate a low boiling liquid. The specified transformation of the energy circuit is achieved when the valves 18, 21, 22 and 24 are closed and the valves 19, 20, 23 and 25 are open.
Тогда установка работает следующим образом. Then the installation works as follows.
Из емкости 3 низкокипящая жидкость от нагнетателя 5 по линии 14 через вентиль 20 поступает в обдуваемый атмосферным воздухом теплообменник 9, где превращается в пар и через вентиль 23 по линии 16 поступает в двигатель 1. После расширения в тепловом двигателе потерявший значительную часть потенциальной энергии пар по линии 17 через вентиль 25 поступает в омываемый водой 6 теплообменник 7, где дополнительно охлаждается и по линии 15 через вентиль 19 поступает в емкость 3, где конденсируется, превращаясь в жидкость. Далее цикл повторяется. From the tank 3, the low-boiling liquid from the supercharger 5 through line 14 through the valve 20 enters the heat exchanger 9 blown by atmospheric air, where it turns into steam and through the valve 23 through line 16 enters the engine 1. After expansion in the heat engine, the steam that has lost a significant part of the potential energy through line 17 through the valve 25 enters the heat exchanger 7 washed by water 6, where it is further cooled and through line 15 through the valve 19 enters the tank 3, where it condenses, turning into a liquid. Next, the cycle repeats.
В летний период располагаемый между атмосферным воздухом и водой перепад температур 20oC гарантирует устойчивую работу установки с пониженным по сравнению с зимним периодом коэффициентом полезного действия.During the summer period, a temperature difference between atmospheric air and water of 20 o C ensures stable operation of the installation with a reduced efficiency compared to the winter period.
Наименее благоприятными с точки зрения осуществления термодинамического цикла в энергетическом контуре установки являются осенний и весенний периоды, когда температура атмосферного воздуха и воды приблизительного одинаковы. В указанных условиях предлагаемое устройство также обеспечивает возможность осуществления цикла. Для этого запорная арматура контура устанавливается в то положение, в котором она должна находиться в летний период. Вентили 18, 21, 22 и 24 закрыты, вентили 19, 20, 23 и 25 открыты. Чтобы при подобном положении вентилей осуществить процесс преобразования тепла в механическую работу, необходимо на 15 - 20oC повысить температуру воздуха, обдувающего теплообменник 9. Для этой цели в воздушном контуре теплообменника 9 предусмотрен нагреватель 26. Источником тепла в указанном нагревателе служит сжигаемое любым способом органическое топливо (мазут, керосин, каменный уголь, древесина). При наличии подогрева установка работает так же, как и в летний период. Однако поддержание рабочего процесса в этом случае связано с дополнительными затратами топлива, в результате экономическая эффективность установки в осенне-весенний период ниже, чем в зимний.The least favorable from the point of view of the thermodynamic cycle in the energy circuit of the installation are the autumn and spring periods, when the temperature of atmospheric air and water are approximately the same. In these conditions, the proposed device also provides the possibility of a cycle. To do this, the shutoff valves of the circuit are installed in the position in which it should be in the summer. Valves 18, 21, 22 and 24 are closed, valves 19, 20, 23 and 25 are open. In order to carry out the process of converting heat into mechanical work at a similar position of the valves, it is necessary to increase the temperature of the air blowing the heat exchanger by 15 - 20 ° C. For this purpose, a heater 26 is provided in the air circuit of the heat exchanger 9. The organic source burned in any way is a heat source fuel (fuel oil, kerosene, coal, wood). If there is heating, the installation works the same way as in the summer. However, the maintenance of the working process in this case is associated with additional fuel costs, as a result, the economic efficiency of the installation in the autumn-spring period is lower than in the winter.
Из вышеизложенного следует, что предложена установка для преобразования низкопотенциального тепла в механическую энергию, которая от известных установок аналогичного назначения отличается конструктивной простотой, для своей работы практически не требует дополнительных источников тепла и может использоваться по назначению в любое время года. From the foregoing, it is proposed that the installation for converting low-grade heat into mechanical energy, which differs from the known installations of a similar purpose in structural simplicity, practically does not require additional heat sources for its work and can be used for its intended purpose at any time of year.
Обслуживание установки связано с минимальными затратами, которые выражаются в изменении положения запорной арматуры при переводе термодинамического процесса с зимнего на летний сезон и в подаче в установку дополнительного тепла в межсезонные периоды. Благодаря малым затратам на обслуживание установки достигается высокая экономическая эффективность использования установки для получения механической энергии. Особенно эффективно предложенную установку можно использовать для получения электрической энергии в отдаленных районах Севера, отличающихся холодным резкоконтинентальным климатом. Maintenance of the installation is associated with minimal costs, which are expressed in a change in the position of the shut-off valves during the transfer of the thermodynamic process from winter to summer and in the supply of additional heat to the installation during off-season periods. Due to the low maintenance costs of the installation, a high economic efficiency of using the installation to obtain mechanical energy is achieved. Particularly effectively, the proposed installation can be used to produce electrical energy in remote areas of the North, characterized by a cold, harsh continental climate.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU96108748A RU2125165C1 (en) | 1996-04-26 | 1996-04-26 | Power generating plant |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU96108748A RU2125165C1 (en) | 1996-04-26 | 1996-04-26 | Power generating plant |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU96108748A RU96108748A (en) | 1998-07-10 |
| RU2125165C1 true RU2125165C1 (en) | 1999-01-20 |
Family
ID=20180140
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU96108748A RU2125165C1 (en) | 1996-04-26 | 1996-04-26 | Power generating plant |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2125165C1 (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004038218A1 (en) * | 2002-10-23 | 2004-05-06 | Viktor Vladimirovich Kushin | Gravitational steam power hydroelectric plant |
| RU2505693C2 (en) * | 2005-09-12 | 2014-01-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский научный центр "Прикладная химия" | Method of converting potential energy of chemical substances in kinetic power of gas flow |
| RU2505694C2 (en) * | 2004-12-29 | 2014-01-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский научный центр "Прикладная химия" | Method of converting potential energy of chemical substances into kinetic power of gas flow |
| WO2018009089A1 (en) * | 2016-07-05 | 2018-01-11 | Буду Леванович КВАРИАНИ | Thermokinetic hydroelectric power plant |
| RU2667207C1 (en) * | 2017-11-14 | 2018-09-17 | Сергей Борисович Тимонин | Arctic hydro-power plant |
| RU2821286C1 (en) * | 2023-12-28 | 2024-06-19 | Владимир Викторович Михайлов | Arctic thermal power plant |
-
1996
- 1996-04-26 RU RU96108748A patent/RU2125165C1/en active
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004038218A1 (en) * | 2002-10-23 | 2004-05-06 | Viktor Vladimirovich Kushin | Gravitational steam power hydroelectric plant |
| RU2505694C2 (en) * | 2004-12-29 | 2014-01-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский научный центр "Прикладная химия" | Method of converting potential energy of chemical substances into kinetic power of gas flow |
| RU2505693C2 (en) * | 2005-09-12 | 2014-01-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский научный центр "Прикладная химия" | Method of converting potential energy of chemical substances in kinetic power of gas flow |
| WO2018009089A1 (en) * | 2016-07-05 | 2018-01-11 | Буду Леванович КВАРИАНИ | Thermokinetic hydroelectric power plant |
| RU2667207C1 (en) * | 2017-11-14 | 2018-09-17 | Сергей Борисович Тимонин | Arctic hydro-power plant |
| RU2821286C1 (en) * | 2023-12-28 | 2024-06-19 | Владимир Викторович Михайлов | Arctic thermal power plant |
| RU2821287C1 (en) * | 2023-12-28 | 2024-06-19 | Владимир Викторович Михайлов | Thermal power plant |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4093868A (en) | Method and system utilizing steam turbine and heat pump | |
| EP2241737B1 (en) | Thermoelectric energy storage system having two thermal baths and method for storing thermoelectric energy | |
| CN101368767B (en) | Indirect air cooling method and system for working medium adopting parallel-connection positive and reverse refrigeration cycle | |
| KR20150089110A (en) | Scalable ORC distribute electricity generation system | |
| JP6021313B2 (en) | Method, power plant, and cooling system for cooling a carrier fluid in a power plant | |
| US7523621B2 (en) | System for heat refinement | |
| CN103925024B (en) | A kind of water-electricity cogeneration system and working procedure reclaiming desalination of sea water concentrated seawater waste heat | |
| US20190170025A1 (en) | Renewable Energy Process and Method Using a Carbon Dioxide Cycle to Produce Work | |
| US4212168A (en) | Power producing dry-type cooling system | |
| US4356401A (en) | Thermo-electric power station supplied by geothermal heat source | |
| WO2010048100A2 (en) | Ultra-high-efficiency engines and corresponding thermodynamic system | |
| US7827792B2 (en) | Refrigerant cooled main steam condenser binary cycle | |
| US4757687A (en) | System for current generation | |
| RU2125165C1 (en) | Power generating plant | |
| US4516402A (en) | Limitless and limited heat sources power plants | |
| CN103148587A (en) | Method and device for preparing domestic hot water with waste heat of power plant | |
| KR101315918B1 (en) | Organic rankine cycle for using low temperature waste heat and absorbtion type refrigerator | |
| JPS5944487B2 (en) | Method and device for generating heat for remote heating using thermal power plant equipment | |
| KR101528935B1 (en) | The generating system using the waste heat of condenser | |
| CN115234318A (en) | Carbon dioxide energy storage system matched with thermal power plant deep peak shaving and control method thereof | |
| US20210025372A1 (en) | Meshod and device to produce alternative energy based on strong compression of atmospheric air | |
| RU2655087C1 (en) | Compact compressed heat pump | |
| RU2184873C1 (en) | Solar power plant | |
| RU2812135C1 (en) | Method of operation of thermal power steam plant | |
| EP0127166A2 (en) | Limitless and limited heat sources power plants |