SU1151812A1 - Теплопередающее устройство - Google Patents

Теплопередающее устройство Download PDF

Info

Publication number
SU1151812A1
SU1151812A1 SU833666799A SU3666799A SU1151812A1 SU 1151812 A1 SU1151812 A1 SU 1151812A1 SU 833666799 A SU833666799 A SU 833666799A SU 3666799 A SU3666799 A SU 3666799A SU 1151812 A1 SU1151812 A1 SU 1151812A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
heat
heat pipe
pipe
turbine
capillary
Prior art date
Application number
SU833666799A
Other languages
English (en)
Inventor
Валентин Петрович Коротков
Original Assignee
Korotkov Valentin P
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 Korotkov Valentin P filed Critical Korotkov Valentin P
Priority to SU833666799A priority Critical patent/SU1151812A1/ru
Application granted granted Critical
Publication of SU1151812A1 publication Critical patent/SU1151812A1/ru

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63BSHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B35/00Vessels or similar floating structures specially adapted for specific purposes and not otherwise provided for
    • B63B35/44Floating buildings, stores, drilling platforms, or workshops, e.g. carrying water-oil separating devices
    • B63B35/4413Floating drilling platforms, e.g. carrying water-oil separating devices
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63BSHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B1/00Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils
    • B63B1/02Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils deriving lift mainly from water displacement
    • B63B1/10Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils deriving lift mainly from water displacement with multiple hulls
    • B63B1/107Semi-submersibles; Small waterline area multiple hull vessels and the like, e.g. SWATH
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63BSHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B2211/00Applications
    • B63B2211/06Operation in ice-infested waters

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

ТЕГОЮПЕРЕДАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО преимущественно дл  плавучей платфо1Я4ы , содержащее первую вертикально расположенную герметичную кольцевую тепловую трубу с пропитанной легкоиспар юци4с  ЖЦДК1М теплоносителем капилл рно-порнстой структурой, устаноблеинь 4и в поворотных сепараторах роликами с капилл рно-пористым наружньм слоем и нагревательным элементом, отличающеес  тем, что, е целью повывюни  энергетических характеристик путем использовани  рассе нной тепловой энергии окружающей среды, устройство дополнительно содержит вторую тепловую трубу, расположенную соосно с первой внутри не§ и образованную установленными с возможностью вращени  внутренней стенкой первой трубы и обоймой, кинематически св занньми между собой при помощи редуктора, причем втора  теплова  труба снабжена установленны4И в ее паровом канале турбиной и ксмпрессором, ротсфы которых закреплены на , при этом турбина и компрессор обращены входом соответственно к нижней и верхней зонам этой тепловой трубы, (Л д их выход - к средней aofte, причем источник тепла рдэмеце  вокруг нижней зоиы второй тепловой трубы, а ее верхн   зона снабжена теплообменником .

Description

Изобретение относитс  к судостро ению и может быть использовано дл  круглогодичных работ в акватории мо р  при наличии подвижного ледового покрова рабочего участка акватории, преимущественно св занных с бурение морских скважин. Целью изобретени   вл етс  повьга ние энергетических характеристик пу тем использовани  рассе нной теплов энергии окружающей среды. На фиг. 1 изображено предлагаемо теплЬпередавдщее устройство на фиг. разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 плавуча  платформа с предлагаемым теплопередающим устройством, общий вид. Плавуча  платформа содержит надводное основание 1 с буровым агрега том 2 и подводное основание 3 с дви жителем 4 и  кор ми 5, источник 6 тепла высокого потенциала и теплопе редающее устройство. Теплопередающе устройство содержит тепловую трубу в виде встроенного в подводное осно вание 3 герметичного кольцевого отсека 8 с пропитанной легкоиспар ющимс  жидким теплоносителем капилл рно-пористой облицовкой 9 и установленными в поворотных сепаратоpax 10 роликами 11 с капилл рно-пористым наружным слоем 12. Устройство дополнительно содержи соосную кольцевому отсеку 8 тепловую трубу 13, образованную установленными с возможностью вращени  наружной 14 и внутренней 15 обоймами , кинематически св занными между собой посредством редуктора 16, например, волнового. В паровом кана ле 17 тепловой трубы 13 размещена газова  турбина 18 и газовый компре сор 19, роторы 20 и 21 которых закреплены на внутренней обойме 15, вход 22 турбины 18 соединен с концевой зоной 23 тепловой трубы 13, охваченной источником 6 тепла высокого потенциала, вход 24 компрессора 19 соединен с другой концевой зо ной 25 тепловой трубы 13, снабженно Рештообменником 26 окружающей среды а выходы 27 и 28 турбины 18 и компрессора 19 Соединены со средней зоной 29 тепловой трубы 13,наружна  стенка 30 которой одновременно служит внутренней стенкой кольцевого отсека Внутренн   обойма 15 тепловой трубы 13 установлена на неподвижных основани х 31 (верхнем и нижнем) пос- редством подшипников 32. Наружна  обойма 14 установлена на внутренней обойме 15 посредством подшипников 33 с уплотнени ми 34, Основани  31 снабжены отверсти ми 35 дл  прохода коммуникаций . Источник 6 тепла высокого потенциала снабжен вращающимс  токосъемником 36 дл  подключени  к питающим коммуникаци м. Редуктор 16 включает в себ  эллиптический генератор 37, закрепленньвЧ на внутренней обойме 15, гибкое колесо 38, закрепленное на наружной обойме 14, и жесткое колесо 39, неподвижно закрепленное на подводном основании 3. Теплова  труба 13 снабжена капилл рной структурой 40, пропитанной теплоносителем 41. Концева  зона 25 тепловой трубы 13 вместе с теплообменником 26 выступает за надводное основание 1 дл  обеспечени  контакта с окружающей средой. Кольцевой отсек 8 размещен на уровне ледового покрыти  дл  обеспечени  контакта с ним нагревател  7, осуществл ющего термическое разрушение льда. Предлагаемое устройство работает следующим образом. Под воздействием теплового потока источника 6 тепла высокого потенциала Т( теплоноситель 41, пропитывающий капилл рную структуру 40 в концевой зоне 23 тепловой трубы 13, нагреваетс ,измен ет свое агрегатное состо ние и переходит в газообразную фазу, отнима  от источника 6 тепло Qj высокого потенциала T.f, равное его скрытой теплоте парообразовани . Протекающий процесс характеризуетс  изотермическим испарением при температуре Т, .На входе 2.2 турбины 18 устанавливаетс  высокое давление газообразной фазы теплоносител  41. Под воздействием градиента давлени , образованного в результате испарени  теплоносител  41, поток его газообразной фазы попйдает в турбину 18, через её вход 22 и через ее выход 27 - в среднюю зону 29 тепловой трубы 13, При этом ротор 20 турбины 18, а вместе с ним внутренн   обойма 15 и ротор 21 компрессора 19 привод тс  во вращение. Турбина 18 расходует Qj тёйла м |сокого потенциала Ту, отдает средней зоне 29 тепловой 13 Q тепла среднего потенциала Tj (отбросное тепло) и 3 производит механическую работу L. Протекающий процесс характеризуетс  изоэнтропийным расширением газообразной фазы теплоносител  41 в турб не 18 и сопровождаетс  снижением те пературы от Т( до Т. Одновременно : быстрое вращение св занной с ротором 20 турбины 18 внутренней обоймы 15 преобразуетс  в сравнительно медленное вращение наружной обоймы 14. Вращение наружной обоймы 14 вызывает планетарное вращение фрикционно св занных с ней роликов 11 в сепараторах 10,,при этом капилл рно пористые наружные слои 12 роликов 1 обкатываютс  по капилл рно-пористой облицовке 9 кольцевого отсека 8. Работа редуктора 16 основана, ка обьмно, на том, что быстро вращающийс  вместе с внутренней обоймой 1 эллиптический генератор 37 вызьшает бегущую волну деформации гибкого ко леса 38, взаимодействие которой чер зубчатое зацепление с жестким колесом 39 вызьтает медленное вращение гибкого колеса 38 и св занной с ним наружной обоймы 14. В средней зоне 29 тепловой трубы 13 газообразна  фаза теплоносите л  41 конденсируетс . Протекающий. процесс характеризуетс  изотермичес кой конденсацией при температуре Tj Выдел ю щеес  при этом тепло Q j (отбросное тепло) отдаетс  легкоиспар ющемус  жидкому теплоносителю, пропитьшающему капилл рно-пористую облицовку 9 наружной стенки 30 сред ней зоны 29 тепловой трубы 13, служащей одновременно внутренней стенк кольцевого отсека 8. Конденсат теплоносител  41 под воздействием градиента давлени , соз даваемого в капилл рной стрзгктуре 40 за счет непрерывного испарени  в концевой зоне 23,. транспортируетс  по капилл рной структуре 40 обратно в концевую зону 23, где вновь подвергаетс г воздействию источника 6 тепла высокого потенциала Т.. Протекающий процесс характеризуетс  изоэнтропийным сжатием и сопровождаетс  повышением температуры от Т до Т,. Описываемые четыре процесса образуют замкнутый пр мой цикл Рейкина , результатом которого  вл етс  трансформаци  тепла Qj высокого потенциала Т( в тепло О2 средйего 124 потенциала Т и производство механической работы L, котора  тратитс  на приведение во вращение ротора 21 компрессора 19 и роликов 11 герметичного кольцевого отсека 8. При этом электроэнерги  на вращающийс  вместе с наружной обоймой 14 источник 6 тепла высокого потенциала Т подаетс  через вращающийс  токосъемник 36 от силовой станции платформы. Под воздействием рассе нной тепловой энергии окружающей среды (имеющей ненулевое значение и при отрицательных температурах по Цельсию), действующей через теплообменник 26, теплоноситель 41, пропитывающий капилл рную структуру 40 в концевой , зоне 25 тепловой трубы 13, нагреваетс , измен ет свое агрегатное состо ние и переходит в газообразную фазу. При этом от окружающей среды отнимаетс  тепло ()у низкого потенциала Тд. Протекающий процесс харак.. теризуегс  изотермическим испарением при температуре TO. В результате принудительного вращени  ротора 21 компрессора 19 от ротора 20 турбины 18, передаваемого через внутреннюю обойму 15, поток газообразной фазы теплоносител  41 с занесенным теплом Q через вход 24 засасываетс  в компрессор 19 и сжимаетс  в нем. Протекающий процесс характерчзуетс  изоэнтропийным сжатием , сопровождаетс  повьщгением температуры от Тр до Т2 и трансформацией тепла QO низкого потенциала Т в тепло О2 среднего потенциала Т. Передача тепла от менее нагретой концевой зоны 25 тепловой трубы 13 к ее, более нагретой средней зоне 29 оказываетс  возможной из-за использовани  компрессор 19 механической работы L, соверпгаемой турбиной 18 за счет источника 6. Поток сжатой газообразной фазы теплоносител  41 через выход 28 компрессора 19 попадает в среднк о зону 29 тепловой трубы 13, где конденсируетс . Протекающий процесс характеризуетс  изотермической конденсацией при температуре Tj и сопровождаетс  выделением тепла Qg среднего потенциала Т. Выдел ющеес  тепло QlJ отдаетс  легкоиспар ющемус  жидкому теплоносителе, пропитьгеающему капилл рно-пористую облицовку 9 наружной стенки 30 средней зоны 29
тепловой трубы 13, служащей одновременно внутренней сТенкой кольцевого отсека 8.
Конденсат теплоносител  41 транспортируетс  под воздействием градиента давлени  создаваемого в капилл рной структуре 40, обратно к высыхающим участкам капилл рно-пористой облицовки 9 гор чей внутренней стенки кольцевого отсека 8 за счет плане тарного вращени  роликов 11 в сепараторах 10, что обеспечивает высокоэффективную передачу тепла Q/j ледовому покрову.
При этом существенно повышаетс  энергетическа  эффективность тврми ческого разрушени  ледового покрова, так как развитый теплообменник обеспечивает утилизацию большого количества низкопотенцнального тепла Q при меньших затратах высокопотепцнального тепла Q| при одновременном обеспечении вращени  роликов.

Claims (1)

  1. ТЕПЛОПЕРЕДАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО преимущественно для плавучей платформы, содержащее первую вертикально расположенную герметичную кольцевую тепловую трубу с пропитанной легкоиспаряющимся жидким теплоносителем капиллярно**пористой структурой, установленньми в поворотных сепараторах роликами с капиллярно-пористым наружньм слоем и нагревательным элементом, отличающееся тем, что, е целью повышения энергетических характеристик путем использования рассеянной тепловой энергии окружающей среды, устройство дополнительно содержит вторую тепловую трубу, расположенную соосно с первой внутри Ηβς и образованную установленными с возможностью вращения внутренней стенкой первой трубы и обоймой, кинематически связанньми между собой при помощи редуктора, причем вторая тепловая труба снабжена установленными в ее паровом канале турбиной и компрессором, роторы которых закреплены на обойме, при этом турбина и компрессор обращены входом соответственно к нижней и верхней эонам этой тепловой трубы, а их выход - к средней эоне, причем источник тепла размещен вокруг нижней эоны второй тепловой трубы, а ее верхняя 'зона снабжена теплообменником.
    < 19> <1 n ,,1151.812 >
SU833666799A 1983-11-21 1983-11-21 Теплопередающее устройство SU1151812A1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU833666799A SU1151812A1 (ru) 1983-11-21 1983-11-21 Теплопередающее устройство

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU833666799A SU1151812A1 (ru) 1983-11-21 1983-11-21 Теплопередающее устройство

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1151812A1 true SU1151812A1 (ru) 1985-04-23

Family

ID=21090682

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU833666799A SU1151812A1 (ru) 1983-11-21 1983-11-21 Теплопередающее устройство

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1151812A1 (ru)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Патент US 3837311, кл. 114-05, опублик. 1972. Авторское свидетельство СССР 935375, кл. F 28 D 15/00, 1980. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105339604B (zh) 热力机
RU2320879C1 (ru) Коаксиально-торцевой теплотрубный двигатель
US4165614A (en) Self-contained vapor-power plant requiring a single moving-part
US4089174A (en) Method and apparatus for converting radiant solar energy into mechanical energy
GB1575684A (en) Installation proveded with a hollow rotor
SU1151812A1 (ru) Теплопередающее устройство
GB1593100A (en) Thermodynamic installation
CN112145314B (zh) 一种lng内燃动力船舶的余热利用装置
JP6407089B2 (ja) 発電装置
RU2027898C1 (ru) Способ работы тепловой трубы
US4295334A (en) Parametric energy converter
JPH0158321B2 (ru)
RU2333435C1 (ru) Мобильная тепловая станция
CN112325376A (zh) 一种间断采暖设备的防冻装置
SU1377419A1 (ru) Паросилова установка
RU1697481C (ru) Паросиловая установка пухового
RU2308648C1 (ru) Теплогенератор роторного типа
SU1476174A1 (ru) Тепловой привод периодического действи
SU1186872A2 (ru) Волнова передача
SU1747744A2 (ru) Тепловой двигатель
RU2382956C2 (ru) Теплогенератор
RU2053378C1 (ru) Парогазовая силовая установка
RU2125696C1 (ru) Теплообменный аппарат
JPS5790586A (en) Heat transfer device
SU1094983A1 (ru) Магнитно-тепловой двигатель