Способ преобразования энергии пара в механическую работу и паросиловая установка для его осуществления

Способ преобразования энергии пара в механическую работу и паросиловая установка для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к паросиловым установкам, и позволяет расширить диапазон регулирования в широком диапазоне нагрузок, повысить быстроходность и удельную выходную мощность паросиловой установки. Жидкость испаряют в парогенераторе (ПГ) 1. Образующийся пар периодически подают в рабочую камеру 12 паровой машины 9. Отводят отработанный пар в конденсатор 7. Подачу жидкости в ПГ 1 осуществляют дискретными дозами синхронно с частотой рабочих циклов машины 9. Величину дозы жидкости изменяют для изменения частоты циклов и мощности машины 9. Жидкость сжимают до давления, большего величины давления в ПГ 1 в момент окончания подачи в него жидкости, и подогревают до т-ры, меньшей т-ры ее кипения при давлении сжатия. В цилиндре 10 машины 9 размещен поршень 11 с образованием рабочей камеры 12 переменного объема. На входе ПГ 1 установлена форсунка 13 клапанного типа. Выход ПГ 1 постоянно сообщен с камерой 12. Вход форсунки 13 сообщен с выходом конденсатного насоса 3, приводной механизм к-рого кинематически связан с поршнем 11. Выход ПГ 1 сообщен с камерой 12 через синхронизированный с движением поршня 11 парораспределитель. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 щ) F 01 К 21/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPGHQMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

lll0 ИЗОБРЕ П.:КИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ П НТ СССР

1 (21) 3615719/25-29, 3615717/25-29, 3615718/25-29 (22) 22.03.83 (46) 15.05.90. Бюл. Р 18 (75) Л.Н.Бритвин (53) 62 1.482 (088.8) (56) Теплотехника. / Под ред.

И.Н.Сушкина. М.: Металлургия, 1973, с. 118, рис. 10-15. (54) СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЭНЕРГИИ

ПАРА В МЕХАНИЧЕСКУЮ РАБОТУ И ПАРОСИЛОВАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к машиностроению, в частности к паросилоным

<,а 80 <в 1 4372 установкам, и позволяет расширить диапазон регулирования в широком диапазоне нагрузок, повысить быстроходность и удельную выходную мощность паросилоной установки. Жидкость испаряют в парогенераторе (ПГ) 1. Образующийся пар периодически подают в рабочую камеру 12 паровой машины 9.

Отводят отработанный пар в конденсатор 7, Подачу жидкости в ПГ 1 осуществляют дискретными дозами синхронно с частотой рабочих циклов машины 9.

Величину дозы жидкости изменяют для изменения частоты циклов и мощности машины 9. Жидкость сжимают до давления, большего величины давления, н ПГ 1 в

1564372

Момент окончания подачи в него жид ости, и подогревают до т-ры, мень! ей т-ры ее кипения при давлении сжаия. В цилиндре 10 машины 9 размещен поршень 11 с образованием рабочей камеры 12 переменного объема. На . входе ПГ 1 установлена форсунка 13 клапанного типа. Выход ПГ I постоянИзобретение относится к машиноСтроению, в частности к паросиловым установкам.

Цель изобретения — расширение диапазона регулирования при изменении условий работы паросиловой установки.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема паросиловой установки с рабочим цилиндром одинарного дейСтвия; на фиг. 2 — то же, с механическим регулятором дозы жидкости в дозаторе; на фиг. 3 — то же, с парораспределителем золотникового типа и рабочим цилиндром двойного действия; на фиг. 4 — то же, с клапанным парораспределителем и рабочим. цилиндром одинарного действия.

Паросиловая установка содержит парогенератор 1, перегреватель 2 ра! очей жидкости, конденсатный насос 3 с приводным механизмом, состоящим из штока 4, кулачка 5 и кривошипа 6, конденсатор 7, выпускной клапан 8, объемную паровую машину 9, состоящую из цилиндра 10 с размещенным в нем поршнем 11 и рабочей камерой 12 на входе парогенератора 1, выход которого постоянно сообщен с рабочей камерой 12 переменного объема, а вход форсунки 13 — с выходом конденсатного насоса 3, кинематически связанного с поршнем 11 паровой машины (фиг ° 1).

В паросиловой установке кинематическая связь по частоте и фазе поршHH 11 паровой машины и поршня 14 до затора 15 конденсатного насоса 3 может осуществляться посредством штока

16, который своим упорам 17 взаимодействует с упорами 18 и 19 поршня

11 паровой машины (фиг.2), Регулиро55 вание дозы жидкости осуществляется упором 20 или дросселем 21.

Паровая машина может содержать парораспреде1п1тель 22 олотнпковогo но со щен с камерой 12. Вход форсунки 13 сообщен с выходом конденсатного насоса 3, приводной механизм к-рого кинематически связан с поршнем 11. Выход ПГ 1 сообщен с камерой

12 через синхронизированный с движением поршня 11 парораспределитель.

2 з.п. ф-лы, 4 ил. типа, рабочий цилиндр 23 двойного действия с двумя рабочими камерами

12 и 12 паровой машины, датчик 24 ( температуры и регулятор 25 для измерения температуры парогенератора 1 и расхода горячих газов к нагревательной рубашке парогенератора 1 (фиг.3).

В состав паросиловой установки может входить клапанный парораспределитель 26, который посредством штока

27 кинематически связан с поршнем

14 конденсатного насоса 3 и поршнем

11 паровой машины, который упорами

28 и 29 взаимодействует с упором 17 штока 27 (фиг.4).

Паросиловая установка, представленная на фиг. 1 работает следующим рбразом.

Предварительно разогревают парогенератор 1, например, до 1200 С, проворачивают вал паровой машины, приводя поршень 11 паровой машины и кулачок 5 в движение. При движении поршня 1 1 вверх, сопровождающемся уменьшением рабочей камеры 12, закрывается выпускной клапан 8 и давление в рабочей камере 12 повышается. При приближении поршня 11 паровой машины к верхней мертвой точке выступ кулачка 5 смещает поршень 14 дозатора 15, в результате дополнительно повышается давление в канале связи дозатора 15 с форсункой 13 и последняя открывается, что вызывает интенсивное расширение перегретой жидкости в парогенераторе 1, ее испарение и перегревание пара по мере ег.п движения в рабочую камеру 12. !Ip» этом давл..ние в рабочей камере 12 повышает<.я стнпсительно величины давления, которая имела место к кс>яцу такта скатия,что приводит к движению псршня 11 паровой машины BHIIç. Далее рабочий цикл повторяется. Процесс i.арообразо15 вания пара в парогенераторе 1 осуществляется периодически и синхронизирован с рабочим циклом паровой машины как по частоте, так и по фазе путем распыления в предварительно разогретом парогенераторе 1 тарированных доз жидкости за счет их импульсного нагнетания в парогенератор

1 дозатором 15 конденсатного насоса

3, рабочий цикл которого синхронизирован по частоте и по фазе с движением поршня 11 паровой машины, что позволяет точно задавать параметры пара в парогенераторе 1 (давление и температуру при постоянном объеме), энергия которого реализуется паросиловой установкой за один рабочий цикл, поэтому изменение дозы жидкости, распыленной в парогенераторе 1, вызывает изменение в очередном рабочем цикле выходной мощности паросиловой установки.

Для повышения удельной мощности на выходе паросиловой установки рабочую жидкость при ее движении от выхода дозатора 15 к входу в парогенератор 1 дополнительно сжимают до давления, превышающего давление в парогенераторе 1 к моменту распыления в нем жидкости, и нагревают до температуры, меньшей температуры ее кипения при давлении ее сжатия, что обеспечивает интенсификацию процесса парообразования жидкости после ее распыления в парогенераторе 1, например, форсункой 13 клапанного типа, установленной в .парогенераторе

1, поскольку вся внутренняя энергия накопленная жидкостью, передается образующемуся пару с минимальными потерями.

Выступ кулачка 5 установлен так, что такт нагнетания дозатора и импульсное нагнетание жидкости в парогенератор 1 происходят в завершающей фазе такта сжатия рабочей камеры 12, т.е. при приближении поршня 11 паровой машины к верхней мертвой точке.

Регулируя дроссель 21, осуществляют управление рабочими параметрами паровой машины. За счет инерционности парогенератора 1 его средняя температура регулируется изменением подвода тепла. В предлагаемой конструкции паросиловой установки внутренние потери энергии пара минимальны в результате отсутствия парораспределителя и плавного нарастания давления

64372 6 в рабочей камере 12 после закрытия выпускного клапана 8..

Регулирование дозы жидкости паросиловой установки, представленной на фиг. 2, осуществляется перестановкой упора 20, ограничивающего эфФективный ход поршня 14 дозатора 15.

Для паросиловой установки, предi0 ставленной на фиг. 3, такт нагнетания дозатора 15 и распыление жидкости в парогенераторе 1 осуществляют сразу после разобщения парогенератора 1 с рабочими камерами 12 и 12 паровой

15 машины двойного действия, что позволяет использовать один парогенератор с импульсным парообразованием для повьппения давления в двух противофазно работающих рабочих камерах 12

20 и 12 паровой машины двойного действия.

50 кости в парогенераторе, периодичеси отвода отработанного пара в конден,сатор, отличающийся тем, 25

ЗО

Для паросиловой установки, представленной на фиг. 4, такт нагнетания дозатором 15 и распыление жидкости на форсунке 13 парогенератора 1 осуществляются после закрытия клапанного парораспределителя 26, происходящего при смещении упора 17 штока

27 влево упором 28 поршня 1 1 паровой машины, что увеличивает долю рабочего цикла паровой машины, которая идет на процесс парообразовання пара в парогенераторе 1. Клапанный парораспределитель 26 после его закрытия удеряжвается в закрытом состоянии повышающимся давлением пара в парогенераторе 1. Открытие парораспределителя 26 осуществляется в результате повышения давления в рабочей камере

12 в конце такта сжатия и (или) механического воздействия упора 29 поршня 11 паровой машины при его движении впрево на упор 17 штока 27. формулаизобретения

1 ° Способ преобразования энергии пара в механическую работу в паросиловой установке путем испарения жидкой подачи образующегося при этом пара в рабочую камеру паровой машины что, с целью расширения диапазона регулирования в широком диапазоне нагрузок, подачу жидкости в парогенератор осуществляют дискретными дозами синхронно с частотой рабочих цик 6 (/2 лов паровой машины, причем вели гану дозы жидкости изменяют для изменения частоты рабочих циклов и мощности паровой машины.

2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения удельной мощности, жидкость перед подачей в парогенератор сжимают до давления, большего велччины давле-,, ния в парогенераторе в момент окончания подачи в него жидкости, и подогревают до температуры, меньшей температуры ее кипения при давлении ее сжатия.

i с;

3. Паросиловая установка дпя яре= образования энергии пара в мехапичес кую работу, содержащая соединечные между собой парогенератор, конденсат,РЭ ный насос с приводным механизмом, конденсатор и объемную паровую машину с цилиндром и размещенным в нем с образованием рабочей камеры переменного объема поршнем, о т л и ч à ю щ а. я с я тем, что она снабжена Аорсункой клапэнного типа, «p "ñòÿíÎÐëÿíной на входе парогенератора, выход последнего постоянно сообщен с рабочей камерой переменного объема, вход форсункн — с выходом конденсатного насоса, приводной механизм которого кинематнческн связан с поршнем.

4. Установка по п.3,. о т л и— ч а ю щ а я с я тем, что, с целью гсвьш(ения быстроходности и уР(елы(сй выход*.-(ой мсщнссч и р выход пароге нера" тора сообщен с рабо"-;ей камерой че".ез синхронизированный с движением поршня парораспределнтель, е.—. э выход — с выходом конденсатного насоса, выполненного в видг регулируемого объемного дозатора, а приводной механизм кинематнческн связан с поршнем н парораспределнтелем.

1564372

Тираж 415

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Редактор А.Лежнина

Заказ 1148

Составитель О. Картуесов

Техред Л. Серд окова Корректор Л. Бескид