RU97121547A - Способ эксплуатации энергетической установки и установки для его осуществления - Google Patents

Claims (7)

1. Способ эксплуатации энергетической установки по которому газовое рабочее тело установки сжимают в одном или, преимущественно в двух и более компрессорах с промежуточным охлаждением газа в газоохладителе, выполненном с возможностью обеспечения отбора теплоты на теплофикацию, и/или в холодильнике за счет передачи теплоты внешней среде, затем, в период эксплуатации установки в режиме с минимальной выдачей потребителю тепловой энергии, сжатый газ пропускают в качестве обогреваемой среды через, по меньшей мере, один теплообменник, служащий в этом режиме эксплуатации установки регенератором, далее газ направляют в по меньшей мере один нагреватель, где нагревают до рабочей температуры, после чего рабочее тело расширяют в приводящей в действие компрессоры и, например, электрогенератор турбине, затем отработавший в турбине газ направляют в греющую сторону вышеуказанного теплообменника, после которого в качестве греющей среды газ пропускают через газоохладитель, выполненный с возможностью передачи потребителю тепловой энергии, а затем еще более охлаждают за счет передачи теплоты внешней среде, после чего охлажденное рабочее тело установки опять сжимают, отличающийся тем, что в период эксплуатации установки в режиме с максимальной выдачей потребителю тепловой энергии сжатое газовое рабочее тело установки направляют в обход, по меньшей мере, одного теплообменника в нагреватель, мощность которого увеличивают соответственно расширившемуся диапазону температур нагреваемого газа и который выполнен, например, в виде газоохлаждаемого ядерного или термоядерного реактора, а указанный теплообменник, в который в качестве греющей среды направлен газ, вышедший из турбины или, например, из производящего электроэнергию магнитогидродинамического генератора, подключают по обогреваемой стороне к отбору теплоты для энерготехнологических нужд и/или теплоснабжения потребителя, для чего используют, по меньшей мере, один циркуляционный теплообменный контур.

2. Способ эксплуатации по п. 1, отличающийся тем, что для увеличения выдачи потребителю тепловой энергии от установки с открытым термодинамическим циклом, включающей установленный вслед за первым компрессором газоохладитель, выполненный с возможностью передачи потребителю тепловой энергии, поступающий в компрессор атмосферный воздух предварительно подогревают в обогреваемой стороне дополнительного теплообменника, через который в качестве греющей среды пропускают, по меньшей мере, часть расхода газа, вышедшего из последнего газоохладителя цикла, после чего охлажденный газ выпускают в атмосферу, при этом оставшуюся часть расхода газа выпускают из газоохладителя в атмосферу, минуя дополнительный теплообменник.

3. Энергетическая установка для осуществления способа эксплуатации по п. 1, содержащая объединенные, например, трубопроводами циркуляции рабочего тела установки, по меньшей мере, два компрессора с установленными между ними газоохладителем, выполненным с возможностью обеспечения отбора теплоты на теплофикацию, и/или холодильником, обеспечивающим передачу теплоты внешней среде, обогреваемую сторону, по меньшей мере, одного теплообменника, по меньшей мере, один нагреватель газа, выполненный в виде камеры сгорания органического топлива и соединенный с установленной за ним турбиной, выход газа из которой соединен с греющей стороной вышеуказанного теплообменника, соединенной затем с греющей стороной газоохладителя, выход из которой соединен с атмосферой, при этом обогреваемая сторона каждого газоохладителя присоединена к циркуляционному теплообменному контуру, обеспечивающему потребителя тепловой энергией, отличающаяся тем, что обогреваемая сторона теплообменника на входе и выходе из него присоединена, например, трубопроводами через запорные арматуры к циркуляционному теплообменному контуру потребителя тепловой энергии, а трубопроводы или, например, полости, соединяющие ее вход и выход с ближайшими компрессором и нагревателем, также снабжены запорными арматурами, при этом указанные компрессор и нагреватель соединены между собой обходящим теплообменник байпасным, например, трубопроводом, который снабжен запорной арматурой.

4. Энергетическая установка по пп.1 - 3, включающая установленный за первым компрессором цикла газоохладитель, выполненный с возможностью передачи тепловой энергии потребителю, отличающаяся тем, что выход из греющей стороны последнего по ходу рабочего тела газоохладителя выпускаемого затем в амтосферу газа параллельно соединен, например, трубопроводами, снабженными запорно-регулирующей арматурой, непосредственно с атмосферой, а также с соединенной затем с атмосферой греющей стороной дополнительного теплообменника, выполненного с возможностью обеспечения предварительного подогрева атмосферного воздуха, поступающего в первый компрессор установки.

5. Энергетическая установка по п.3, отличающаяся тем, что установка выполнена работающей по замкнутому термодинамическому циклу, при этой в качестве ее рабочего тела использован, например, одноатомный инертный газ или азот, охлаждение газа перед входом в первый компрессор установки выполнено с помощью теплообменника, охлаждаемого, например, водой, нагреватели установки выполнены, например, в виде двух газоохлаждаемых ядерных реакторов, причем выход нагретого газа из каждого реактора соединен, например, трубопроводом с соответствующей газовой турбиной, обогреваемая сторона установленного за последней турбиной теплообменника присоединена через запорные арматуры к газовому промежуточному теплообменному контуру, включающему также циркулятор газа и греющую сторону дополнительного теплообменника, обогреваемая сторона которого выполнена в виде составного элемента циркуляционного теплообменного контура, обеспечивающего потребителя тепловой энергией, при этом в качестве теплоносителя промежуточного контура использован тот же газ, что и для рабочего тела установки.

6. Энергетическая установка по п.5, отличающаяся тем, что в качестве рабочего тела установки использован инертный газ, например, гелий, неон или аргон с ионизирующейся присадкой, выполненной, например, в виде цезия, выход рабочего тела из нагревателя установки - газоохлаждаемого ядерного или термоядерного реактора - соединен, например, трубопроводом со входом в магнитогидродинамический генератор, выход газа из которого соединен со входом в турбину, газовый промежуточный теплообменный контур выполнен с возможностью теплообмена с циркуляционным теплобменным контуром потребителя тепла через дополнительный промежуточный теплообменный контур.

7. Энергетическая установка по п.6, отличающаяся тем, что выход рабочего тела установки из магнитогидродинамического генератора соединен, например, трубопроводом с греющей стороной второго теплообменника, выход газа из греющей стороны которого соединен со входом рабочего тела в турбину, соединенную затем с греющей стороной первого теплообменника, постоянно работающего в режиме регенератора, при этом второй теплообменник выполнен с возможностью передачи потребителю высокопотенциальной тепловой энергии через газовый промежуточный теплообменный контур, который присоединен ко входу и выходу газа из обогреваемой стороны этого теплообменника через запорные арматуры, а трубопроводы или, например, полости, соединяющие ее вход и выход соответственно с выходом газа из обогреваемой стороны первого теплообменника и со входом газа в реактор снабжены запорными арматурами, причем выход рабочего тела из обогреваемой стороны первого теплообменника и вход газа в реактор соединены обходящим второй теплообменник байпасным, например, трубопроводом, который снабжен запорной арматурой.