SU1103002A2

SU1103002A2 - Steam power unit

Info

Publication number: SU1103002A2
Application number: SU823458873A
Authority: SU
Inventors: Виктор Васильевич Иванов; Валерий Николаевич Васильев
Original assignee: Предприятие П/Я М-5356
Priority date: 1982-06-23
Filing date: 1982-06-23
Publication date: 1984-07-15

Abstract

1. ПАРОСИЛОВАЯ УСТАНОВКА по авт. сб. № 920239, отличающа с тем, что, с целью повышени КПД и удельной мощности, она снабжена дополнительными парогенератором , турбиной, конденсатором и конденсатным насосом, соединенными I Г8 / 10111 в замкнутый герметичный размещенный внутри основного контура дополнительный контур с рабочим телом, имеющим температуру кипени , меньшую температуры конденсации основного контура, причем стенка конденсатора основного контура выполнена заодно со стенкой дополнительного парогенератора. 2. Установка по п.. 1, о т л и чающа с тем,то парогенератор основного контура на наружной поверхности имеет турбинные лопатки дл взаимодействи с потоком гор чего теплоносител , причем входные кромки лопаток направлены вдоль потока . . 7 / / В 2J 25. Фиг, 11. PAROSIL INSTALLATION by author. Sat No. 920239, characterized in that, in order to increase efficiency and power density, it is equipped with an additional steam generator, turbine, condenser and condensate pump connected to an IG8 / 10111 closed loop sealed additional circuit inside the main circuit with a boiling point , less than the condensation temperature of the main circuit, and the wall of the condenser of the main circuit is made integral with the wall of the additional steam generator. 2. Installation according to claim 1, which means that the steam generator of the main circuit on the outer surface has turbine blades for interacting with the flow of hot heat transfer fluid, and the input edges of the blades are directed along the flow. . 7 / / B 2J 25. FIG., 1

Description

1one

Изобретение относитс к энергетическому машиностроению, а именно, к паросиловым установкам, предназначенным дл привода различных агрегатов , в частности, транспортных установок , насосов и т.п. The invention relates to power engineering, in particular, to steam power plants, designed to drive various units, in particular, transport systems, pumps, and the like.

По основному авт. св. № 920239 известна-паросилова установка, содержаща коаксиально установленные на основании в подшипниковых опорах парогенератор, турбину, конденсатор и конденсатный насос, последовательно соединенные в замкнутый контур, причем конденсатор и парогенератор выполнены в виде тел вращени , конденсатор прикреплен к парогенератору и смещен относительно него, к оси вращени , а рабочее колесо насоса прикреплено к торцу парогенератора, рабочее колесо турбины прикреплено к противоположному торцу парогенератора l .According to the main author. St. No. 920239 is a well-known steam-powered installation containing a steam generator, a turbine, a condenser and a condensate pump coaxially mounted on a base in bearing supports, connected in series in a closed loop, the condenser and the steam generator being in the form of bodies of rotation, the condenser is attached to the steam generator and is offset relative to axis of rotation, and the pump impeller is attached to the end of the steam generator, the turbine impeller is attached to the opposite end of the steam generator l.

Однако в известной установке низкий КПД и недостаточна удельна мощность, обусловленные тем, что тепло, отводимое от рабочего тела при его конденсации, а также кинетическа энерги гор чего теплоносител не используютс дл получени полезной работы.However, in a known installation, low efficiency and insufficient specific power, due to the fact that the heat removed from the working fluid during its condensation, as well as the kinetic energy of the hot coolant, are not used to obtain useful work.

Цель изобретени - повьшёние КПД. и удельной мощности.The purpose of the invention is higher efficiency. and power density.

Указанна цель достигаетс тем, что паросилова установка, содержаща коаксиально установленные на основании в подшипниковых опорах парогенератор , турбину, конденсатор и конденсатнь1й насос, последовательно соединенные в замкнутый контур, причем конденсатор и парогенератор выполнены в виде тел вращени , конденсатор прикреплен к парогенератору и смещен относительно него к оси вращени , а рабочее колесо н&сосз. прикреплено к торцу парогенератора и рабочее колесо турбины прикреплено к противоположному торцу парогенератора , снабжена дополнительными парогенератором , турбиной, конденсатором и конденсатным насосом, соединенньми в замкнутый герметичный размещенный внутри основного контура дополнительньй контур с рабочим телом, имеющим температуру кипени , меньщую температуры конденсации основного контура, причем йтенка конденсатора основного контура выполнена заодноThis goal is achieved by the fact that a steam-powered unit containing a steam generator, a turbine, a condenser and a condensate pump coaxially mounted on a base in the bearing supports, the condenser and the steam generator are made in the form of rotation bodies, the condenser is attached to the steam generator and is offset from it to the axis of rotation, and the impeller n & attached to the end of the steam generator and the turbine impeller is attached to the opposite end of the steam generator, equipped with an additional steam generator, turbine, condenser and condensate pump connected to a closed sealed additional circuit located inside the main circuit with a working body having a boiling point lower than the main circuit condensation temperature The capacitor core of the main circuit is made together

3002230022

со стенкой дополнительного парогенератора .with a wall of the additional steam generator.

Парогенератор основного контура на apyжнoй поверхности имеет тур5 бинные лопатки дл взаимодействи с потоком гор чего теплоносител , причем входные кромки лопаток направлены вдоль потока.The steam generator of the main circuit on the upstream surface has turbo-blades for interaction with the flow of hot coolant, with the inlet edges of the blades directed along the flow.

При таком выполнении установки 10 теплова энерги , отводима от рабочего тела основного контура, используетс дл получени полезной работы в дополнительном контуре, а кинетическа энерги гор чего теплоt5 носител так же, как и энерги рабочего тела, используетс дл вращени турбины.,With this arrangement, installation 10 heat energy removed from the working fluid of the main circuit is used to obtain useful work in the additional circuit, and the kinetic energy of the hot heat carrier 5, like the energy of the working fluid, is used to rotate the turbine.

На фиг. 1 представлена паросилова установка,осевой разрез; наFIG. 1 shows a steam-powered installation, an axial section; on

20 фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг.3 - вид В на фиг. 1.20 of FIG. 2 shows section A-A in FIG. one; FIG. 3 is a view B of FIG. one.

Установка содержит основание 1The installation contains base 1

ч и коаксиально установленные на нем в подшипниковых опорах 2 парогенера5 тор 3, турбину 4, конденсатор 5h and coaxially mounted on it in the bearings of the steam generator 2 5 torus 3, turbine 4, condenser 5

и конденсатный насос 6, последовательно соединенные в основной замкнутый герметичный контур. Конденсатор 5 и парогенератор 3 выполненыand the condensate pump 6, connected in series in the main closed hermetic circuit. Condenser 5 and steam generator 3 are made

0 в виде тел вращени , конденсатор 5 прикреплен к парогенератору 3 и смещен относительно него к оси вращени , рабочее колесо насоса 6 прикреплено к торцу парогенератора 3, а рабочее0 in the form of rotation bodies, the condenser 5 is attached to the steam generator 3 and offset from it to the axis of rotation, the impeller of the pump 6 is attached to the end of the steam generator 3, and the working

- колесо турбины 4 прикреплено к противоположному торцу парогенератора 3. Между парогенератором 3, турбиной 4, конденсатором 5 и насосом 6 установлен торообразный термоизол тор 7.- the turbine wheel 4 is attached to the opposite end of the steam generator 3. Between the steam generator 3, the turbine 4, the condenser 5 and the pump 6 there is a toroidal thermal insulator 7 installed.

0 Внутри основного контура, образованного парогенератором 3, турбиной 4, конденсатором 5 и насосом 6, размещен дополнительный герметичный, замкнутый контур, образованный допол5 нительными парогенератором 8, турбиной 9, конденсатором 10 и конденсатным насосом 11, между которыми установлен торообразный термоизол тор 12. Стенка конденсатора 5 основQ норо контура выполнена заодно со0 Inside the main circuit, formed by a steam generator 3, a turbine 4, a condenser 5 and a pump 6, there is an additional sealed, closed loop formed by an additional steam generator 8, a turbine 9, a condenser 10 and a condensate pump 11, between which there is a toroid-shaped thermal insulator 12. Wall the condenser 5 of the basics of the noro contour is made integral with

стенкой дополнительного парогенератора 8.wall of an additional steam generator 8.

Основной контур паросиловой установки частично заполнен рабочим те5 лом с относительно высокой температурой кипени и конденсации, например ртутью. Дополнительный контур установки частично заполнен рабочимThe main circuit of the steam power plant is partially filled with working fluid with a relatively high boiling point and condensation, such as mercury. Optional installation circuit partially filled with working

.3.3

телом с температурой кипени , меньшей температуры конденсации рабочего тела основного контура, например водой.body with a boiling point lower than the condensation temperature of the working fluid of the main circuit, for example water.

Стенка 13 дополнительного конденсатора 10 соединена с втулкой 14 вала 15 лопатками 16 вентил тора. Основной и дополнительной контуры, образованные парогенераторами 3 и 8, турбинами 4 и 9, конденсаторами 5 и 10 и насосами 6 и 11, расположены в корпусе основани 1. В центральной части корпуса основани 1 вьтолнено окно 17 всасывани вентил тора с направл ющими лопатками 18. На периферийной части корпуса основани 1 размещена газова горелка с торообразным коллектором 19, соединенным с входным патрубком 20 газа и соплами 2 1 , оси которых направлены по касательной к наружной поверхности парогенератора 3 основного контура.The wall 13 of the additional condenser 10 is connected to the shaft sleeve 14 by 15 blades 16 of the fan. The main and additional circuits formed by steam generators 3 and 8, turbines 4 and 9, condensers 5 and 10, and pumps 6 and 11 are located in the housing of base 1. In the central part of the housing of base 1, a fan inlet 17 with guide vanes 18 is filled. A gas burner with a torus-shaped collector 19 connected to the gas inlet 20 and nozzles 2 1, the axes of which are directed tangentially to the outer surface of the steam generator 3 of the main circuit, is placed on the peripheral part of the base body 1.

Парогенератор 3 на наружной поверхности имеет турбинные лопатки 22 дл взаимодействи с потокомгор чего газа горелки, причем входные кромки лопаток 22 направлены вдоль потока , рсновной и дополнительньй контуры с турбинными лопатками 22, втулкой 14, валом 15 и лопатками 16 вентил тора составл ют общий ротор 23 паросиловой установки.The steam generator 3 on the outer surface has turbine blades 22 for interaction with the flow of gas burner, and the input edges of the blades 22 are directed along the flow, the main and additional contours with turbine blades 22, sleeve 14, shaft 15 and fan blades 16 constitute a common rotor 23 steam power plant.

В корпусе основани 1 размещена также электросвеча 24 зажигани горелки и окна 25 выхода продуктов сгорани .In the case of the base 1, electrically illuminated 24 ignitions of the burner and window 25 of the exit of combustion products are also placed.

Паросилова установка работаетследующим образом.The steam-powered unit works as follows.

При подаче гор чего газа под давлением через входной патрубок 20 и сопла 21 на турбинные лопатки 22 ротор 23 раскручиваетс вхолостую; при достижении определенной скорости вращени с помощью злектросвечи 24 зажигаетс факельный веер газовых струй горелки и обеспечиваетс пузьфчатое кипение и перегрев рабочего , тела основного контура в парогенераторе 3.When supplying a hot gas under pressure through the inlet 20 and the nozzles 21 to the turbine blades 22, the rotor 23 is idling; when a certain rotational speed is reached, the torch fan of the gas jets of the burner is ignited with the aid of a glitter 24 and the fuzzy boiling and overheating of the working body of the main circuit in the steam generator 3 is provided.

Пар срабатывает свою энергию на турбине 4, конденсируетс в конден30024Steam triggers its energy on turbine 4, condenses into condensate 30024

саторе 5 и подаетс в вуще жидкости насосом 6 к парогенератору 3.a sator 5 and is fed in the injected fluid by a pump 6 to the steam generator 3.

При конденсации рабочего тела основного контура оно передает теплоWhen condensation of the working fluid of the main circuit, it transfers heat

5 через стенку конденсатора 5, котора вл етс одновременно стенкой дополнительного парогенератора 8, рабочему телу дополнительного контура. Цикл дополнительного контура уста0 новки аналогичен циклу основного контура. Конденсаци рабочего тела дополнительного контура обеспечиваетс продувкой воздуха вентил торными лопатками 16. Далее воздух, по5 догреваемый теплопередачей от ротора 23, подаетс к газовой горелке, обеспечива сгорание гор чих газов при хорошем КПД горени в св зи, с тем, что воздух подогрет и нет5 through the wall of the condenser 5, which is at the same time the wall of the additional steam generator 8, to the working fluid of the additional circuit. The cycle of the additional circuit of the installation is similar to the cycle of the main circuit. The condensation of the working fluid of the additional circuit is provided by blowing air with fan blades 16. Next, the air, heated by heat transfer from the rotor 23, is supplied to the gas burner, ensuring the combustion of hot gases with good burning efficiency due to the fact that the air is heated and not

0 необходимости тратить энергию на его подогрев при сгорании. Кинетическа энерги газовой струи, выход щей из сопел 21, срабатываетс на турбинных лопатках 22, что способствует0 need to spend energy on its heating during combustion. The kinetic energy of the gas jet emerging from the nozzles 21 is triggered by the turbine blades 22, which contributes to

5 повьшению КПД паросиловой установки. Направлени потоков в паросиловой установке показаны стрелками.5 to increase the efficiency of steam power plants. The flow directions in the steam power plant are indicated by arrows.

КПД и удельна мощность установки увеличены за счет действи следую0 щих факторов: полезного использовани тепла, отводимого от рабочего тела основного контура, дл получени механической энергии в дополнительном контуре; увеличени поверх- . ности теплообмена на барабане парогенератора основного контура вследствие наличи на нем лопаток; полезного использовани дл получени вращени ротора не только тепловой , энергии, но и кинетической энергии газов горелки; регенерации тепла , отводимого от дрполнительного конденсатора, к охлаждающему воздуху , подаваемому в газовую горелку; устранени необходимости в пусковом двигателе при раскручивании ротора потоком газа газовой горелки. Кроме того, полное отсутствие уплотнений по рабочему телу в такой установке упрощает реализацию бинарного цикла при использовании в качестве рабочих тел основного и дополнительного контуров соответственно ртути и воды.The efficiency and specific power of the installation are increased due to the action of the following factors: the beneficial use of heat removed from the working fluid of the main circuit to obtain mechanical energy in the additional circuit; increase surface. heat transfer on the drum of the steam generator of the main circuit due to the presence of blades on it; beneficial use to obtain the rotation of the rotor not only heat, energy, but also the kinetic energy of the burner gases; regeneration of heat removed from the additional condenser to the cooling air supplied to the gas burner; eliminating the need for a starting engine when the rotor is unwound by the gas flow of a gas burner. In addition, the complete absence of seals on the working fluid in such an installation simplifies the implementation of the binary cycle when using the primary and secondary circuits of mercury and water as working fluids.

2121

19nineteen

А-АAa

фуг.fug.

Claims

1. STEAM POWER INSTALLATION according to ed. cb. No. 920239, distinguishing me by the fact that, in order to increase efficiency and specific power, it is equipped with additional steam generator, turbine, condenser and condensate pump connected by spacecraft.

FIG. 1 into a closed airtight additional circuit located inside the main circuit with a working fluid having a boiling point lower than the condensation temperature of the main circuit, and the condenser wall of the main circuit is made integral with the wall of the additional steam generator.

2. Installation according to claim 1, characterized in that the steam generator of the main circuit on the outer surface has turbine blades for interacting with the flow of hot coolant, and the input edges of the blades are directed along the flow

1 1103002