Спосіб підвищення температури пари перед турбінами

Спосіб підвищення температури пари перед турбінами, що полягає у тому, що водяна пара піддається первинному перегріву перед турбіною Корисна модель належить до області теплоенергетики, зокрема, до способів для одержання тепла за рахунок раніше невідомого явища синтезу легких атомних ядер у гідридах, що відбувається при пониженому електронами потенціальному бар'єрі з нижньою межею 0,075±0,005еВ, що відповідає температурам ~600-660°С [Скібінський Л.П., Петрук В.Г. // Вісник ВПІ, 2004, -№6. -С.98102] і може знайти застосування в котлоагрегатах, що входять до складу енергоблоків великої потужності для підвищення ступеня сухості та потенційності пари, зменшення кількості спалювання вуглеводневих палив та шкідливих викидів від них у навколишнє середовище диоксиду вуглецю (парникового газу), який жорстко контролюється міжнародними угодами, отруйного чадного газу СО, окислів NxOy, SOx та інших, та значного підвищення ефективного термічного ККД енергоблоків ТЕС таАЕС. Відомий спосіб перегріву робочого тіла в паротурбінній установці (ПТУ) К-1200-240 (ЛМЗ), який полягає в тому, що водяна пара перегрівається в первинному пароперегрівачі (П1) перед турбіною високого тиску 24МПа і проміжному пароперегрівачі (ПП2) перед турбіною середнього тиску 3,6МПа до температури ~540°С [Гопьстрем В.А., Кузнецов Ю.Л. Энергетический справочник инженера. - К.: Техника, 1983, -С.128-131]. Недоліком цього способу перегріву пари є те, що її температура перед турбінами високого й середнього тиску не перевищує 540°С і не досягає нижньої межі потенціального бар'єра високого тиску і проміжному перегріву перед турбіною середнього тиску, який відрізняється тим, що первинний та проміжний перегрів здійснюють шляхом додаткового нагріву водяної пари від 540 до 770°С за рахунок енерговиділення в процесі синтезу дейтерію, що відбувається при додатковому насиченні водяною парою топкових газів, та за рахунок процесу синтезу дейтерію безпосередньо у пароперегрівачах високого й середнього тиску. 0,075±0,005еВ (відповідає температурам -600660°С) синтезу дейтерію у водяній парі, при якій значно підвищуються потенційні властивості водяної пари. Теоретичний термічний ККД такого процесу у мільйони разів більше одиниці, так як для зіткнення легких атомних ядер при пониженому електронами потенціальному бар'єрі витрачається енергія 0,1 еВ, а виділяється у процесі синтезу дейтерію 2,21+1МеВ теплової енергії. Такий низький потенціальний бар'єр у парах гідридів пояснюється тим, що ядра атомів водню {протони, дейтрони, тритони) у них екрануються електронами. За прототип обраний спосіб підвищення температури пари перед турбінами, який полягає в тому, що водяна пара піддається первинному перегріву перед турбіною високого тиску і проміжному перегріву перед турбіною середнього тиску, причому водяну пару безпосередньо перед турбінами змішують із продуктами згорання вуглеводневого палива в чистому кисні [Патент України №57773, М.кл. 7 F22G1/12, F01K3/24, бюл. №7, 2003р.]. Недоліками цього способу перегріву пари перед турбінами є те, що для його здійснення потрібен магістральний газопровід, установка для добування кисню 230 тонн за годину, встановлення додаткових периферійних камер згорання високого й середнього тиску 24 і 3,6МПа, турбокомпресорів для стискання чистого кисню і природного газу до 24 І 3,6МПа для подачі їх у камери згорання. Установка цього дорогого та енергоємного обладнання да ПТУ додає їй недоліки газотурбінної О 00 CD О) установки (ГТУ), у якій робота на стискання повітря складає до 50 % від роботи турбіни, що зменшує її ефективний термічний ККД [Кирилин В.А., Сычев В.В., Шейндлин А.Е. Техническая термодинамика. - М.: Энергоатомиздат, 1983. -416с]. Крім того, додаткове спалювання вуглеводневого палива приводить і до підвищення шкідливих викидів у навколишнє середовище диоксиду вуглецю СОг та чадного газу. В основу корисної моделі поставлена задача створення способу підвищення температури пари перед турбінами, в якому підвищення температури пари у пароперегрівачах здійснюють за рахунок енерговиділення в процесі синтезу дейтерію, що відбувається при додатковому насиченні водяною парою топкових газів, та за рахунок процесу синтезу дейтерію безпосередньо у пароперегрівачах високого й середнього тиску, що приводить до підвищення ефективного термічного ККД ПТУ від 0,53 до 0,8. Підвищення температури пари на 42% за рахунок енерговиділення у процесі синтезу дейтерію у парі тільки у масштабах одного енергоблоку потужністю 1200МВт забезпечує економію вуглеводневого палива у межах 150-200тис. тонн за рік. Крім того, за рахунок зменшення спалювання такої кількості вуглеводневого палива значно зменшуються шкідливі викиди в атмосферу продуктів його згорання. Поставлена задача вирішується тим, що в способі підвищення температури пари перед турбінами, який полягає у тому, що водяна пара піддається первинному перегріву перед турбіною високого тиску і проміжному перегріву перед турбіною середнього тиску, первинний та проміжний перегрів здійснюють шляхом додаткового нагріву пари від 540 до 770°С за рахунок енерговиділення в процесі синтезу дейтерію, що відбувається при додатковому насиченні водяною парою топкових газів, та за рахунок процесу синтезу дейтерію безпосередньо у пароперегрівачах високого й середнього тиску. Спрощена схема ПТУ К-1200-240, на якій реалізується спосіб підвищення температури пари Комп'ютерна верстка Н. Лисенко 10680 перед турбінами високого й середнього тиску приведена на кресленні. До складу ПТУ К-1200-240 входять: парогенератор 1 (ПГ); первинний пароперегрівач 2 (П1); проміжний пароперегрівач З (ПП2); турбіна високого тиску 4 (ТВТ); турбіна середнього тиску 5 (ТСТ); електрогенератор (ЕГ) 6; регенеративний теплообмінник (РТО) 7; насос (Н) 8. Спосіб здійснюється наступним чином. Водяна пара, що утворилася в парогенераторі 1 із початковим тиском 24МПа і температурою 540°С надходить до первинного І проміжного пароперегрівачів 2 і 3 нагрівається у них від 540 до 770°С за рахунок енерговиділення в процесі синтезу дейтерію, що відбувається при додатковому насиченні водяною парою топкових газів, та за рахунок процесу синтезу дейтерію безпосередньо у пароперегрівачах високого й середнього тиску, який відбувається при пониженому електронами потенціальному бар'єрі до ~0,075+0,005еВ (600660°С) за схемою де ^ 6 о - кисень; ]н - водень; ^Н - дейтерій; є" електрон; е + - позитрон; v e - електронне нейтрино; 72,21 -Фотон - енергія зв'язку дейтрона. У цьому процесі синтезу одного дейтрона виділяється енергія 2,2МеВ і Ш е В від анігіляції електрон-позитронної пари. Далі пара розширюється в турбіні низького тиску від 1,85МПа до тиску 0,04МПа, надходить до регенеративного теплообмінника 7, регенерується у ньому і подається насосом 8 у парогенератор 1. Ланцюгові протон-нейтронні та кисеньнейтронні реакції, що відбуваються у воді та парі не створюють умов для ядерного вибуху через велику проникну здатність нейтронів і - фотонів , у що випромінюються при синтезі легких атомних ядер у гідридах. Ці процеси не створюють радіоактивних відходів, але потребують додаткового радіаційного захисту від гама та нейтронного випромінювань. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул Глазунова, 1, м. Київ-42, 01601