SU59508A1 - Ртутна паросилова установка - Google Patents

Description

Данное изобретение касаетс  бинарных паросиловых установок с ртутной верхней ступенью и имеет целью осуществление ртутной ступени с более высоким, чем в насто щее врем , коэфициентом полезного действи  при меньших удельных количествах ртути на единицу мощности.

При предлагаемом способе работы ртутной паросиловой установки осуществл етс  естественна  циркул ци  теплоносител  и понижение рабочего давлени  в обогреваемо : топочными газами котле. Дл  этого котел располагаетс  на известной высоте над необогреваемым газами смесителем-дегазатором , где испар етс  ртуть действием теплоносител , так что в соединительном трубопроводе образуетс  столб жидкости, вследствие чего давление в котле, по сравнению с давлением ртутного пара, уменьшаетс  па величину давлени  означенного столба жидкости.

На чертеже фиг. 1 изображает схему осуществлени  способа работы ртутной паросиловой установки, фиг. 2 - то же в другой форме выполнени .

Лини ми с одной черточкой условно обозначены трубопроводы (а) с ртутью, лини ми с двум  черточками трубопроводы (Ь) с теплоносителем чистым или содержащим небольшое количество ртути, лини ми с трем  черточками трубопроводы (с) со смесью ртути и теплоносител  (амальгамой), лини ми без черточек части трубопроводов (d) нижней ступени и двум  лини ми - толстой и тонкой -- дымоходы (е) с дымовы.ми газами. Во избежание затемнени  схем на них не показаны приспособлени  дл  первоначального расплавлени  тецлоносител , равно как и некоторые другие детали, не имеющие принципиального значени .

В устройстве, изображенном схематически на фиг. 1, собственно ртутна  система состоит в основном из паротурбинной установки 1, конденсатораиспарител  2, в котором отработавший ртутный пар конденсируетс , испар   рабочее тело нижней ступени, и смесител -дегазатора 5, где ртуть смешиваетс  с гор чим теплоносителем и действием его о-бращаетс  в пар.

В котле 6 означенный теплоноситель подогреваетс  дымовыми газами до более высокой температуры в сравнении с начальной температурой ртутного пара . В качестве теплоносител  может быть применен, например, свинец, который кипит при значительно более высокой температуре, чем ртуть, н не вступает в реакцию с железом.

В цел х осуществлени  естественной циркул ции теплоносител  котел 6 располагаетс  на известной высоте над дегазатором 5 и, таким образом, в трубопроводе 8 образуетс  соответствующий столб жидкости, а в нижнюю часть обратного подъемного трубопровода 7 обеспечиваетс  впуск посредством известных устройств и вентил  3 соответствующих количеств ртути, если окажетс  недостаточным то количество ее, которое будет оставатьс  в массе теплоносител  по выходе его из смесител -дегазатора 5. При таком устройстве естественна  циркул ци  теплоносител  должна обусловливатьс  испарением, а также расширением ртути в трубопроводе 7 и уменьшением удельного веса парожидкостной смеси в трубопроводе 7 в сравнении с удельным весОМ жидкости в трубопроводе 8.

Котел б,  вл ющийс  по сути дела не паровым, может быть осуществлен при такой схеме на более низкое давление в сравнении с начальным давлением ртутного пара. Так как удельный вес жидкого свинца равен приблизительно 10 Г/СМ, то при применении его в качестве теплоносител  давление в котле 6 должно уменьшатьс  в сравнении с давлением в смесителе-дегазаторе 5 примерно на столько атмосфер, сколько метров будет иметь вертикальна  проекци  трубопровода 8. Внутренн   разность давлений в котле, обусловливаема  высотой массы свинца виутри самого котла, может быть сведена к минимуму путем ограничени  размеров котла в вертикальном направлении , осуществлени  его по типу горизонтальных трубчатых, туннельных и т. п.

Поскольку тенловоспри тие от дымовых газов осуществл етс  лри таком устройстве при произвольно низких давлени х, а обращение ртути з пар производитс  в аппаратах, не обогреваемых газами, открываетс  возможность применени  при одних и тех же сортах стали вообще более высоких параметров ртутного пара, чем в современных ртутных установках. С этой же целью, а также с целью интенсификации процесса выделени  ртутного пара из смеси (амальгамы), смесительдегазатор 5 выполн етс  в виде нескольких дегазаторов, включаемых каскадно и соедин емых отдельными паропроводами с соответствующим образом оборудуемой турбинной установкой . На фиг. 1 показан вариант выполиени  смесител  5 из двух каскадно включаемых аппаратов 5 и 5. При этом целесообразно построение котла б с соблюдением, как в экономайзерах, принципа противотока. Такой метод генерировани  и использовапи  ртутного пара обеспечивает возможность осуществлени  нового более экономичного цикла.

Выдел ющийс  в трубопроводе 7, баке 4 и в котле 6 ртутный пар может отводитьс  либо, как показано на фиг. 1, в конденсатор-испаритель 2, либо в другой соответствующий теплообменник , либо, наконец, в соответствующую ступень турбинной установки .

На схеме показан вариант с естественным стоком ртути в смеситель 5 из коиденсатора-испарител  2, устанавливаемого дл  этого соответственно выше смесител  5.

При описапной схеме удельные количества ртути на единицу установленной мощности должны быть меньше, чем в обыкновенных ртутных установках , осуществл емых с применением больших кратностей циркул ции жидкой ртути.

Следует отметить, что возможны различные модификации описанной схемы . Так, например, возможно осуществление одного общего паропровода к турбине от аппаратов 5 и уравниванием давлений получаемых в них паров посредством соответствующих вентилей или сопротивлений; возможно выполнение устройства 5 в виде одного агрегата и вообще возможны варианты с применением не всех предлагаемых меропри тий в совокупности, а лишь некоторой части их; возможно также осуществление прииудительной циркул ции ртути посредством насоса, применение ртутных экономайзеров и т. д.

Схема, изображенна  на фиг. 2, отличаетс  от вышеописанной применением , на р ду с системОй котел 6а - дегазатор 5а, другой системы котел 6в - дегазатор 5в или нескольких таких систем с убывающими значени ми начальных параметров ртутного пара , включаемых каскадно. Каскадное включение состоит в том, что дегазаторы 5а и 5в соедин ютс  отдельными паропроводами с соответствующими ступен ми паротурбинной установки 1, а котлы 6а и 6в включаютс  в газовый тракт таким образом, что котел 6в обогреваетс  газами, отход щими из котла 6а.

Така  схема открывает возможность значительного приближени  к газово .му циклу и получени  высоких коэфициентов полезного действи . Дл  у снени  этого следует отметить, что в современных ртутных установках дымовые газы должны покидать котел при сравнительно высокой температуре с большим содержанием тепла, надлежащее использование которого с повыщением начальных параметров пара должно представл ть известные затруднени . Применением ступени 6в- 5в и т. д. достигаетс  возможность осуществлени  при сколь угодно высоких начальных параметрах ртутного пара в системе 6а-5а сколь угодно глубокого охлаждени  газов до поступлени  их в воздушный экономайзер.

Схема на фиг. 2 тоже может быть модифицирована. В частности следует

отметить возможность осуществлени  подачи в дегазатор 5в второй системы соответствующих количеств теплоносител  непосредственно из трубопровода 7а первой системы; в этом случае котел 6в быть непосредственно соединен с котлом 6а и трубопровод 8в может отпасть. Возможно также комбинирование обеих систем, изображенных на фиг. 1 и 2.

Предмет изобретени .

Ртутна  паросилова  установка, о тличающа с  тем, что, в цел х осуществлени  естественной циркул ции теплоносител  и понижени  рабочего давлени  в обогреваемом топочными газами котле 6, последний расположен на известной высоте над необогреваемым газами смесителем-дегазатором 5 (в котором ртуть испар етс  действием означенного теплоносител ), образу  в соединительном трубопроводе 8 столб жидкости, на величину давлени  которого и уменьщаетс  давление в котле 6 в сравнении с давлением ртутного пара.

2. Установка по п. 1, отличающа с  тем, что, в цел х осуществлени  циркул ции теплоносител  без помощи насоса, в нижнюю часть обратного подъемного трубопровода 7, вместе с теплоносителем, подаетс  соответствующее количество ртути.

фиг