Паросиловая установка

 

Клааса 46 d, 4

: АВТОРСКОЕ СВИДЕТЕПЬСТВО НА ИЗОБРЕТЕНИЕ

ОПИСАНИЕ паросиловои установки.

К авторскому свидетельству М. С. Снисаренко, заявленному 11 июля

1931 года,(спр. о перв. М 91419).

0 выдаче авторского свидетельства опубликовано 31 августа 1933 года. (381) I

Идея применения двух жидкостей для работы паровых машин вообще не нова. Известны также и предложения применять в качестве подлежащей испарению жидкости вместо воды аммиак, при чем благодаря меньшему молекулярному весу последнего коэфициент полезного действия для цикла

Ренкина получается у аммиака между теми же температурными интервалаии даже несколько больше, чем у водяного пара.

Предлагаемое изобретение ставит себе в принципе не столько задачу .улучшения коэфициента полезного действия термодинамического процесса, сколько использование преимуществ, получающихся благодаря применению высокого давления отработавшего, пара при максимально технически достижииом температурном пределе.

Если проследить по диаграмме Колье для водяного пара условия адиабатического расширения, задавшись определенной максимальной температурой перегрева и определенным допустимым окончательным процентом влажности отработавшего пара (например 10 — 12%), то легко видеть, что выбор начального и конечного давления довольно..ограничен. Так, -например, если температура перегрева составляет 350, то для .того, чтобы при конечном. давлении влажность составляла 12%, начальное давлениедолжно составлять 115 am, а конечное

8,7 ат.

Такие температурные границы являются, как увидим далее, весьма подходя-щими в целях предлагаемого изобре. тения.

Согласно последнему, отработавший-: влажный водяной пар, имеющий температуру около 175, подвергается конденсации, отдавая при этом всю свою" скрытую теплоту парообразования, путем теплообмена, другой рабочей жидкости,. в цанном случае аммиаку. Физические свойства аиииака таковы, что при 115 am. он имеет критическую температуру 130 а при 20 упругость его паров равна 8,7 am.

Доведя путем перегрева аммиак при

115 ат до 350 получают таким образом для обеих жидкостей и одинаковые теипературные интервалы и одинаковые интервалы давлений, т. е. создают опти-мальиые условия для работы машины по бинарному циклу и доводят общий: коэфициент полезного действия установки до. коэфициента полезного действия.

Что же касается размеров машины, то таковые, как известно определяются в конечном итоге объемом отработав-шего пара. По существу мы имеем здесь. для пароводяной части установки одну только верхнюю ступень давления с расширением 13: 1 (соотношение 115 и 8,7),Другая же низшая, обычно черезвычайно

:д ромоздкая, ступень давления заменена здесь аммиачной машиной с таким же отнолением давлений 13:1 и с таким же высоким конечным давлением отработавшего пара в 8,7 ат.

В пароводяной части верхней ступени

Ч кг отработавшего пара при 8,7 ат и, например, 12% влажности, занимает объем 0,225 м . Примерно такой же объем занимает в аммиачной части (нижней стуяени) 1,53 кг аммиака в отработанном

;виде, которые в конденсаторе пароводя:ной части отнимают у 1 ю водяного .пара всю его скрытую теплоту и испа,ряются за счет нее.

Между тем, еслибы в нижней ступени .расширению подвергался водяной пар вместо аммиака, то при 20 упругость паров его составляла бы 0,2 ат и он .занимал бы объем, равный б0 м, т. е. примерно, в 270 раз больший, чем аммиак.

Таким образом, при замене в нижней ступени водяного пара аммиаком размеры турбины этой ступени, определяемые по существу объемом отработавшего пара, равны размером пароводяной гурбины верхней ступени.

Такая бинарная установка, работающая с одинаковыми интервалами давлений и одинаковыми перепадами темпе:ратур в обеих ступенях, имеет еще то .преимущество в теплотехническом отношении, что позволяет использовать критическую температуру для получения безопасной от взрыва котельной установки, при гораздо более низком давле«нии, чем в котле Бенсона, в,котором парообразование происходит при 250 am д4 347 .

В предлагаемом устройстве пароводяная часть работает без запаса жикости

:(воды), до критического же состояния доводится, как уже указывалось, аммиак, ммеющий при критической температуре

"130 упругость паров, равную 115 am, дтричем необходимый для следования за колебаниями нагрузки запас жидкости может быть предусмотрен в холодиль нике, составляющем часть циркуляционной системы аммиачной турбины, В итоге предлагаемая бинарная паросиловая установка дает по сравнению с обычной паровой турбиной с двумя ступенями давления следующие выгоды, а именно: все преимущества сообщения тепла пару при критическом давлении (и температуре), но при значительно. более низком давлении (115 am), чем у Бенсона (250 ат). -Обе ступени работают в одинаковых интервалах давлений и при одинаковых перепадах температур.

Колоссально уменьшаются габариты, а следовательно, и вес всей установки и значительно упрощается конструкция, вследствие уменьшения отношения начального и конечного давления. Кроме того, увеличивается общий термодинамический коэфициент полезного действия вследствие уменьшения поверхности, теряющей тепло из-за уменьшения габаритов, уменьшения потерь в лопатках вследствие уменьшения чи ла ступеней и уменьшения затраты работы-, питательного насоса вследствие понижения давления (у Бенсона работа насоса составляет 5 % всей мощности).

Уплотнение у аммичной турбины с. целью предупреждения утечки аммиака может быть достигнуто помещенным перед лабиринтным уплотнением обычного типа еще добавочным жидкостным затвором, наполненным, например, маслом; находящимся под контрдавлением, равным давлению отработавших паров аммиака.

Установка вышеописанного типа, при соответствующем подборе величин, может быть применена даже в качестве воздухоплавательного или авиационного двигателя, не говоря уже о черезвычайной целесообразности применения ее в судовом деле и для подводного плавания вследствие крайне малых габаритов всех ее частей. По этой же причине она пригодна и для стационарных установок больших возможчостей.

Предмет изо бр ете ни я.

- Паросиловая установка, работающая парами двух жидкостей — воды в первой ступени и аммиака — во второй, при равных пределах давлений в каждой ступени, атличающаяся тем, что пределы температур в каждой ступени делаются равными путем последующего перегрева паров аммиака.

Ленпромпечатьсоюз. Тип. „Печ. Труд". Зак. 5324 — 1000