Енергетична установка з бінарним циклом перетворення енергії

Енергетична установка з бінарним циклом перетворення енергії, яка складається з високотемпературного циклу, що містить енергетичний модуль, паропідігрівач, турбіну, конденсаторвипарювач і насос першого робочого тіла, та низькотемпературного циклу, що містить турбіну, конденсатор, насос другого робочого тіла, причому конденсатор високотемпературного циклу містить 3 39216 а також з низькотемпературного циклу, який містить турбіну з генератором, конденсатор, насос другого робочого тіла, причому конденсатор високотемпературного циклу містить випарник низькотемпературного циклу, відповідно до корисної моделі, забезпечується додатковим енергетичним модулем, теплообмінником нагріву повітря, паропідігрівачем другого робочого тіла, димососом і димарем, при цьому на перший вхід додаткового енергетичного модуля подається паливо, а на другий вхід - повітря, причому вихід додаткового енергетичного модуля сполучений з входом теплообмінника нагріву повітря, ви хід якого сполучений з входом по димових газах паропідігрівача першого робочого тіла, вихід якого сполучений з входом паропідігрівача другого робочого тіла, вихід якого, через димосос, сполучений з димарем, при цьому вхід паропідігрівача другого робочого тіла сполучений з виходом випарника низькотемпературного циклу, а відповідний вихід паропідігрівача сполучений з входом турбіни другого робочого тіла. Оснащення енергетичної установки додатковим енергетичним модулем, димососом і трубою дає можливість одержати джерело димових газів з високою температурою і тепловою потужністю. Наявність теплообмінника нагріву повітря забезпечує підігрів повітря перед подачею його в додатковий енергетичний модуль, що значно економить витрату палива. Упровадження в низькотемпературний контур енергетичної установки паропідігрівача другого робочого тіла сприяє підвищенню температури пари робочого тіла перед турбіною, отже, збільшенню вироблення електроенергії турбіною. Можливість окремого регулювання потужності додаткового енергетичного модуля і паропідігрівачів створює умови для отримання пари з високими термодинамічними параметрами, що дає можливість збільшення вироблення електроенергії. Крім того, таке з'єднання елементів енергетичної установки забезпечує краще використання тепла димових газів, що сприяє підвищенню ККД як по виробленню електроенергії, так і по використанню тепла. На Фіг.1 представлена принципова схема запропонованої енергетичної установки. Енергетична установка включає енергетичний модуль 1, вихід якого 2 сполучений з входом 3 паропідігрівача першого робочого тіла 4, вихід якого 5 по робочому тілу сполучений з входом 6 турбіни першого робочого тіла 7, ви хід якої 8 сполучений з входом 9 конденсатора-випарювача 10, вихід якого 11, через насос 12 сполучений з входом 13 енергетичного модуля 1, при цьому ви хід 14 конденсатора-випарювача 10 сполучений з входом 15 паропідігрівача другого робочого тіла 16, вихід якого 17 по другому робочому тілу сполучений з входом 18 турбіни другого робочого тіла 19, вихід якої 20, через конденсатор 21 і насос 22, сполучений з входом 23 конденсаторавипарювача, причому на вхід 24 додаткового енергетичного модуля 25 подається паливо, а на вхід 26 - повітря, при цьому вихід 27 додаткового енергетичного модуля 25 сполучений з входом 28 теплообмінника нагріву повітря 29, вихід якого 30 сполучений з входом 31 по димових газах паро 4 підігрівача першого робочого тіла 4, вихід якого 32 сполучений з входом 33 паропідігрівача другого робочого тіла 16, вихід якого 34, через димосос 35, сполучений з димарем 36. Енергетична установка з бінарним циклом перетворення енергії працює наступним чином. Пара першого робочого тіла з виходу 2 енергетичного модуля 1 поступає на вхід 3 паропідігрівача першого робочого тіла 4, де перегрівається димовими газами додаткового енергетичного модуля 25 і надходить до входу 6 турбіни першого робочого тіла 7, забезпечуючи вироблення електроенергії у високотемпературному циклі. Спрацьована в турбіні перегріта пара першого робочого тіла 7 надходить до конденсатора-випарника 10, переходячи в рідкий стан, і, за допомогою насоса 11, подається на вхід 13 енергетичного модуля 1. Так замикається високотемпературний цикл бінарної установки. Пара другого робочого тіла з виходу 14 конденсатора-випарника 10 надходить до входу 15 паропідігрівача другого робочого тіла 16, де перегрівається димовими газами, що надходять з паропідігрівача першого робочого тіла 4, і надходить до входу 18 турбіни 19, забезпечуючи вироблення електроенергії в низькотемпературному циклі. Спрацьована в турбіні 19 перегріта пара другого робочого тіла надходить до конденсатора 21, переходячи в рідкий стан, і, за допомогою насоса 22, надходить до входу 24 теплообмінники-випарники 10. Так замикається низькотемпературний цикл бінарної установки. При цьому на вхід 24 додаткового енергетичного модуля 25 подається паливо, а на вхід 26 – повітря, нагріте в теплообміннику нагріву повітря 29 димовими газами, що надходить з виходу 27 додаткового енергетичного модуля 25. Далі, з виходу 30 теплообмінника нагріву повітря 29, димові гази через паропідігрівачі першого 4 і другого 16 робочих тіл, димосос 35 і димар 36 відводяться в атмосферу. Рекомендується в якості першого робочого тіла використовувати водяну пару, аміак або водоаміачний розчин, а в якості другого - вищі вуглеводні або фреони, причому температура кипіння першого робочого тіла повинна бути вищою за температуру кипіння другого робочого тіла. Енергетичний модуль може бути виконаний як на базі котельної з використанням водогрійних або парових котлів, так і на базі енергоблока з паротурбінною або газопоршневою когенерацією. На Фіг.2 приведені варіанти схем когенераційного енергетичного модуля: Фіг.2,а - на базі паротурбінної когенерації, Фіг.2,б - на базі газопоршневої когенерації. На Фіг.2 приведені наступні позначення: 37 електрогенератор; 38 - турбіна з протитиском; 39 паровий котел; 40 - водяний насос, 41 - димова труба, 42 - газопоршнева установка. В енергетичній установці ККД по виробленню електроенергії збільшується за рахунок введення в систему високоентальпійних продуктів згоряння від додаткового енергетичного модуля і послідовного їх використання, які реалізуються високотемпературним і низькотемпературним циклами біна 5 39216 рної установки, що сприяє збільшенню температур перегріву пари робочих тіл перед турбінами, тобто зростанню електроенергії, що виробляється ними. Підвищення ККД використання теплової енергії запропонованої енергетичної установки забезпечується високим ступенем утилізації тепла додаткового енергетичного модуля шляхом послідовного спрацювання теплової енергії на протитокових теплообмінниках нагріву повітря та паропідігрівачах першого і другого робочих тіл, що сприяє зростанню сумарного ККД по використанню теплової енергії та економії палива. Комп’ютерна в ерстка М. Ломалова 6 Джерела інформації: 1. Патент 41747 UA 7F01К23/04, Енергетична установка з бінарним циклом перетворення енергії та спосіб її роботи / Б.Г. Синякевич, З.С. Гелетій, А.А., Акімов (UA). Промислова власність, 2005. №7. 2. Патент 54683 UA 7F01К23/04. Паросилова енергетична установка з бінарним циклом перетворення енергії / Б.Г. Синякевич, З.С. Гелетій, АА. Акімов (UA). Промислова власність, 2003. - №14. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601