SU915181A1 - Жидкометаллический магнитогидродинамический преобразователь с регенерацией тепла 1 - Google Patents
Жидкометаллический магнитогидродинамический преобразователь с регенерацией тепла 1 Download PDFInfo
- Publication number
- SU915181A1 SU915181A1 SU782645231A SU2645231A SU915181A1 SU 915181 A1 SU915181 A1 SU 915181A1 SU 782645231 A SU782645231 A SU 782645231A SU 2645231 A SU2645231 A SU 2645231A SU 915181 A1 SU915181 A1 SU 915181A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- nozzle
- steam
- liquid
- heat
- converter
- Prior art date
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K44/00—Machines in which the dynamo-electric interaction between a plasma or flow of conductive liquid or of fluid-borne conductive or magnetic particles and a coil system or magnetic field converts energy of mass flow into electrical energy or vice versa
- H02K44/08—Magnetohydrodynamic [MHD] generators
- H02K44/085—Magnetohydrodynamic [MHD] generators with conducting liquids
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
- Jet Pumps And Other Pumps (AREA)
Description
Изобретение относится к производству электрической энергии путем прямого преобразования тепловой энергии в электрическую с помощью жидкометаллических магнитогидррдинамических (МГД) генераторов. 5
Известны однокомпонентные жидкометаллические МГД-преобразователи с сепаратором, в которых в полезной части цикла используется масса жидкости, отсепарированная в сепараторе^ 10
Общим недостатком этих схем является значительная потеря энергии, так как фактически не используется кинетическая энергия отсепарированного пара, ’5
Также известна МГД-установка с одноступенчатым конденсационный1 циклом в которой жидкость до поступления в источник тепла воспринимает тепло
20
регенерации в процессе охлаждения двухфазного сопла[2].
Недостатки схемы - значительная потеря энергии в инжекторе установки
2
из-за смешения потоков пара и жидкости с существенно различными скоростями и значительная потеря энергии на трение в двухфазном сопле вследствие больших размеров регенеративного сопла. .
Известен жидкометаллический магнитогидродинамический преобразователь с регенерацией тепла, содержащий источник тепла, двухфазное сопло, сепаратор, расположенный за ним МГД-генератор, диффузор паровой фазы и диффузор жидкой фазы, холодильник, инжектор-конденсатор и расположенный за ним второй МГД-генератор[з].
Рабочее тепло - жидкий металл в источнике тепла нагревается и частично испаряется до определенной сухости , а затем через сопло поступает в сепаратор, где жидкая фаза отделяется от паровой. Из сепаратора поток жидкости с высокой скоростью поступает в МГД-генератор первой ступени, а с выхода МГД-генератора в диффузор,
з 9151
в котором повышается статическое давление , и затем в холодильник. Далее жидкость поступает в инжектор-конденсатор, где ускоряется и нагревается паром, поступившим из диффузора паро- 5 вой фазы. Здесь же происходит конденсация паровой фазы.
Из инжектора поток жидкости направляется в МГД-генератор второй ступени, где в электрическую энергию превраща- ю ется лишь часть энергии потока жидкости. Другая часть энергии потока жидкости в диффузоре преобразуется в статическое давление, после чего жидкость возвращается в источник теп- ,5 ла.
Недостатком известного преобразователя является то, что он имеет ограничение по величине начальной (конем- 20 ной) сухости смеси, так как для данных параметров термодинамического цикла существует предельная (максимальная) величина соотношения расходов фаз на срезе сопла, при которой г5 еще обеспечивается полная конденсация паровой фазы, в инжекторе на струе холодной жидкости, поступившей сюда из МГД-генератора первой ступени через холодильник. Поэтому данный преобра- э0 зователь не позволяет реализовать большие величины термического КПД цикла или, что то же, полного КПД цикла, так как в цикле предельные (максимально допустимые) значения начальных сухостей смеси лежат практически на левой пограничной кривой.
Цель изобретения - повышение КПД
Поставленная цель достигается тем, что преобразователь дополнительно снабжен устройством регенерации тепла, размещенным между вторым МГД-генератором и источником тепла, а сопло снабжено паровыми отборами, причем выходы паровых отборов соответственно подключены.к входам по пару устройства регенерации тепла .
Устройство регенерации тепла выполнено в виде последовательно соединенных по ходу жидкости регенераторов смешивающего типа, снабженных 50 электромагнитными насосами.
Паровые отборы выполнены в виде щелей в стенках сопла и расположены в поперечных сечениях по длине сопла под углом к его оси, причем щели . 55 связаны с входами по пару соответствующих регенераторов через камеры с патрубками для отвода пара.
1 4
На фиг. 1 представлена схема МГД-преобразователя; на фиг. 2 цикл в Τ-5-координатах.
Схема КМ МГДП включает источник тепла 1, двухфазное сопло 2 с паровыми отборами 3» сепаратор 4, МГД-генератор 5 первой ступени, диффузор 6 паровой фазы, диффузор 7 жидкой фазы, охладитель 8, инжектор-конденсатор 9, МГД-генератор 10 второй ступени, регенераторы 11-13 и электромагнитные насосы 14-16.
Рабочий процесс предлагаемого КМ МГДП следующий.
В источнике тепла 1 при Ро к жидкому металлу изобарически подводится тепле? ζ) (процесс -<£) .Образующая парожидкостная смесь, расход которой равен Спх, а сухость Хо поступает в сопло 2, расширяется до давления Р& (процесс б-в-г-с1-£-1-т-п-) . В процессе расширения в сечениях отбора пара при давлениях Р^сопзГ,' %^сопз£,’ Р0^~соп5Е осуществляется отбор пара в^количествах С| (процесс β-г),
С„ (процесс Ц-£) и Сопроцесс 1-т); причем · θεΗΟΒΗοε расширение пара в сопле происходит до и за сечениями отбора пара (процессы б-в; £-1; г-ό; т-п).
Из сопла поток смеси в количестве С^-Сз(|.£- (С/ + £>,[+ С,*’) направляется в сепаратор 4, где происходит разделение фаз (процессы η-к и п-Н).
Из сепаратора жидкость в количестве С.^= (1 - /и)-Споступает в МГД-генератор 5 первой ступени,где кинетическая энергия жидкости преобразуется в электрическую, а с выхода МГДгенератора в диффузор 7, в котором за счет остаточного напора жидкости повышается.статическое давление (к-1) и затем в холодильник 8. После охлаждения (процесс 1- 'ύ ) жидкость поступает в инжектор 9, где ускоряется и нагревается (процессы ф - Ф' , л)'- к’ ) паром, поступившим из сепаратора Ч в количестве (£=ХпС2 через диффузор 6 паровой фазы. Здесь же происходит конденсация паровой фазы (процесс Ь—кσ) после процессов сжатия пара в диффузоре 6 (процесс Η -X) и ускорения в инжекторе (процесс Х~Н).
Из инжектора поток жидкости направляется в МГД-генератор 10 второй
ступени, Где в электрическую энергию
превращается основная часть энергии
5 9151
потока жидкости. Оставшаяся часть
энергии потока жидкости затрачивается на прокачку теплоносителя через
регенератор (1 .
Из МГД-генератора 10 жидкость с 5 температурой Т2 поступает в регенератор 11, где смешивается с паром отбора при давлении [))¾. В результате смешения пар конденсируется, а жидкость нагревается от Т2 до температу- 10 ры отбора пара ^(Ро^процесс к'-}*) .
Из регенератора 11 поток жидкости с помощью насосов 14 поступает в следующий регенератор 12, а затем в регенератор 13, в которых температура 15 жидкости повышается от ^до соответствующей температуре пара рервого отбора (процессы Τι -П и Τι-ία,· После регенератора 13 расход жидкости принимает первоначальное 20 значение и ее поток возвращается в источник тепла. Цикл замыкается.
Осуществление регенерации тепла в МГД-цикле позволяет создать схему высокоэффективного МГДП, которая ха- 25 рактеризуется следующими основными особенностями.
В результате осуществления регенерации тепла уменьшаются величины сухости и скорости смеси на выходе из зо сопла, что при прочих равных условиях снижает нагрузку на холодильник, уменьшает ударные потери в инжекторе, снижает в реальном цикле потери энергии на трение в сопле, сёпарато- 35 ре и контуре в целом. В данной схеме источник тепла работает на меньших перепадах температур, что предпочтительнее, особенно при использовании в качестве источника тепла атомного реактора.
Claims (3)
- Формула изобретения1. Жидкометаллический магнитогидродинамический преобразователь с реге81 ύнерацией тепла, содержащий источник тепла, двухфазное сопло, сепаратор, расположенный за ним МГД-генератор, диффузор паровой фазы и диффузор жидкой фазы, охладитель, инжектор и расположенный за ним второй МГД-генератор, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД, преобразователь дополнительно снабжен устройством регенерации тепла, размещенным между вторым МГД-генератором и источником тепла, а сопло снабжено паровыми отборами, причем выходы паровых отборов подключены к входам по пару устройства регенерации тепла.
- 2. Преобразователь по п.1, о т л ичающийся" тем, что устройство регенерации тепла.выполнено в виде последовательно соединенных по ходу , жидкости регенераторов смешивающегося типа, снабженных электромагнитными насосами.
- 3. Преобразователь по пп.1 и 2, отличающийся тем, что паровые отборы выполнены в виде щелей в стенках сопла и расположены в поперечных сечениях по длине сопла под углом к его Оси, причем щели связаны с входами по пару соответствующих регенераторов через камеры с патрубками для отвода пара.
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU782645231A SU915181A1 (ru) | 1978-07-14 | 1978-07-14 | Жидкометаллический магнитогидродинамический преобразователь с регенерацией тепла 1 |
FR7918106A FR2431215A1 (fr) | 1978-07-14 | 1979-07-12 | Convertisseur magnetohydrodynamique a metal liquide |
US06/056,844 US4274019A (en) | 1978-07-14 | 1979-07-12 | Liquid-metal magnetohydrodynamic converter |
DE2928439A DE2928439C2 (de) | 1978-07-14 | 1979-07-13 | Magnetohydrodynamischer Wandler mit geschlossenem Metallkreislauf |
JP8976579A JPS5556464A (en) | 1978-07-14 | 1979-07-14 | Liquid metal magnetic hydrodynamic converter |
GB7924743A GB2029648B (en) | 1978-07-14 | 1979-07-16 | Liquid-metal magnetohydrodynamic converter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU782645231A SU915181A1 (ru) | 1978-07-14 | 1978-07-14 | Жидкометаллический магнитогидродинамический преобразователь с регенерацией тепла 1 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU915181A1 true SU915181A1 (ru) | 1982-03-23 |
Family
ID=20777331
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU782645231A SU915181A1 (ru) | 1978-07-14 | 1978-07-14 | Жидкометаллический магнитогидродинамический преобразователь с регенерацией тепла 1 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4274019A (ru) |
JP (1) | JPS5556464A (ru) |
DE (1) | DE2928439C2 (ru) |
FR (1) | FR2431215A1 (ru) |
GB (1) | GB2029648B (ru) |
SU (1) | SU915181A1 (ru) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR7926380A (ru) * | 1979-09-20 | |||
US4418294A (en) * | 1982-07-02 | 1983-11-29 | Rahman Muhammed A | Supersonic MHD generator system |
US4450361A (en) * | 1982-08-26 | 1984-05-22 | Holt James F | Coupling of MHD generator to gas turbine |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3401277A (en) * | 1962-12-31 | 1968-09-10 | United Aircraft Corp | Two-phase fluid power generator with no moving parts |
US3414744A (en) * | 1965-12-03 | 1968-12-03 | Atomic Energy Commission Usa | Magnetohydrodynamic generator |
US3443129A (en) * | 1966-03-17 | 1969-05-06 | Trw Inc | Vapor-liquid cycle mhd power conversion |
FR1494159A (fr) * | 1966-07-06 | 1967-09-08 | Cem Comp Electro Mec | Perfectionnement aux dispositifs magnét ohydrodynamiques fonctionnant à l'aide d'émulsions de gaz ou de vapeur avec des liquides conducteurs de l'électricité |
US3480804A (en) * | 1966-07-25 | 1969-11-25 | Gen Motors Corp | Method and apparatus for liquid mhd generator systems |
US3453462A (en) * | 1966-07-27 | 1969-07-01 | Nasa | Slug flow magnetohydrodynamic generator |
FR1575197A (ru) * | 1967-07-29 | 1969-07-18 | ||
US3468180A (en) * | 1967-10-25 | 1969-09-23 | Case Co J I | Shifting mechanism for transmission |
GB1236052A (en) * | 1967-11-10 | 1971-06-16 | Licentia Gmbh | Thermodynamic drive |
US3648083A (en) * | 1970-10-21 | 1972-03-07 | Nasa | Two-phase flow system with discrete impinging two-phase jets |
US3636389A (en) * | 1971-03-22 | 1972-01-18 | Atomic Energy Commission | Magnetohydrodynamic method and system |
US3878410A (en) * | 1974-02-21 | 1975-04-15 | Us Energy | Two-phase liquid-metal magnetohydrodynamic (MHD) generator |
US3895243A (en) * | 1974-03-12 | 1975-07-15 | Us Energy | Method and means of generating power from fossil fuels with a combined plasma and liquid-metal MHD cycle |
-
1978
- 1978-07-14 SU SU782645231A patent/SU915181A1/ru active
-
1979
- 1979-07-12 US US06/056,844 patent/US4274019A/en not_active Expired - Lifetime
- 1979-07-12 FR FR7918106A patent/FR2431215A1/fr active Granted
- 1979-07-13 DE DE2928439A patent/DE2928439C2/de not_active Expired
- 1979-07-14 JP JP8976579A patent/JPS5556464A/ja active Pending
- 1979-07-16 GB GB7924743A patent/GB2029648B/en not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2431215A1 (fr) | 1980-02-08 |
FR2431215B1 (ru) | 1983-10-28 |
JPS5556464A (en) | 1980-04-25 |
GB2029648A (en) | 1980-03-19 |
GB2029648B (en) | 1983-05-25 |
DE2928439A1 (de) | 1980-01-31 |
DE2928439C2 (de) | 1983-12-29 |
US4274019A (en) | 1981-06-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4463567A (en) | Power production with two-phase expansion through vapor dome | |
KR100624990B1 (ko) | 복합 사이클 발전소를 위한 가스 터빈 입구 공기 냉각 방법 | |
US5953918A (en) | Method and apparatus of converting heat to useful energy | |
KR100341646B1 (ko) | 가스터어빈그룹의열적부하를받는구성품의냉각방법 | |
US3358451A (en) | Heat engine apparatus and method | |
JP2716606B2 (ja) | 熱力学サイクルの実施方法および装置 | |
US3401277A (en) | Two-phase fluid power generator with no moving parts | |
US5491971A (en) | Closed circuit air cooled gas turbine combined cycle | |
US20030167769A1 (en) | Mixed working fluid power system with incremental vapor generation | |
US3040528A (en) | Vapor turbines | |
JP2007500811A (ja) | 熱力学サイクルの実施方法と装置 | |
GB2521430A (en) | Device and method for converting heat into mechanical energy | |
US3557554A (en) | Power conversion system operating on closed rankine cycle | |
SU915181A1 (ru) | Жидкометаллический магнитогидродинамический преобразователь с регенерацией тепла 1 | |
WO1995024822A2 (en) | Multi fluid, reversible regeneration heating, combined cycle | |
US4847525A (en) | Methods and systems for magnetohydrodynamic power conversion | |
US9739179B2 (en) | Working fluid for a device, device and method for converting heat into mechanical energy | |
US3607663A (en) | Fluid purification system | |
US3525886A (en) | Thermodynamic drive apparatus | |
US3367563A (en) | Method involving the interaction between a driver gas and a driven gas | |
RU2078253C1 (ru) | Способ преобразования тепловой энергии внешнего источника тепла в механическую работу | |
US20030150403A1 (en) | Stratified vapor generator | |
Nakagawa et al. | Mixing of the confined jet of mist flow | |
EP0282681A1 (en) | Two-phase gas-liquid metal magnatohydrodynamic system with expander and compressor integrated in a superconducting magnet, for the production of electric power | |
RU2172844C2 (ru) | Способ осуществления термодинамических циклов с фазовыми переходами |