ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2298654
ЭНЕРГОУСТАНОВКА БИНАРНАЯ
Имя изобретателя: Тихонов Федор Данилович
Имя патентообладателя: Тихонов Федор Данилович
Адрес для переписки: 248016, г.Калуга, ул. Веры Андриановой, 22, кв.19, Ф.Д.Тихонову
Дата начала действия патента: 2005.11.07
Энергоустановка бинарная относится
к энергомашиностроению и может применяться
для выработки электроэнергии, а также для
непосредственного привода механизмов,
например насоса для полива плантации.
Устройство содержит замкнутый
газожидкостной контур (далее по тексту ЗГЖК)
циркуляции рабочего тела, включающий в себя
турбину для съема энергии с рабочего тела, с
ротором на опорах скольжения, магистраль
отбора рабочего тела из замкнутого контура
на смазку опор скольжения и магистраль
слива после опор скольжения обратно в
замкнутый контур. Отбор рабочего тела
производится на участке, где рабочее тело
находится в жидкой фазе. Опора скольжения
содержит встроенный лабиринтно-винтовой
насос и обозначена далее: опора скольжения
ЛОС. Лабиринтно-винтовой насос получает на
вход в качестве смазывающей жидкости
рабочее тело и проталкивает его через зазор
между трущимися поверхностями опоры
скольжения ЛОС. Турбина, входящая в ЗГЖК,
имеет в качестве концевого уплотнения
лабиринтно-винтовое уплотнение, а для
обеспечения работы последнего имеет
устройство регулирования проходного
сечения магистрали слива из опоры
скольжения ЛОС. Устройство исключает из
состава турбины автономную систему смазки
с масляным насосом, с масляным баком и
другими элементами, упрощает и удешевляет
конструкцию.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Установка относится к
энергомашиностроению и может применяться
при создании электростанций для выработки
электроэнергии, а также для
непосредственного привода механизмов,
например водяных насосов для полива
плантаций. Энергию получают за счет
сжигания различных видов топлива:
углеводородного жидкого или газообразного,
дров, угля, либо за счет утилизации
сбросного тепла от металлургических и
других предприятий, а также за счет тепла,
полученного от природных источников.
Известны энергоустановки бинарные,
содержащие замкнутый газожидкостной
контур циркуляции рабочего тела с низкой
температурой кипения (например, фреона),
включающий в себя турбину для съема энергии
с рабочего тела - [1] и [2] - прототип.
Однако их турбины выполнены с автономной
системой смазки, что усложняет и удорожает
их, а при применении масляной системы еще и
делает их экологически не безупречными.
Задачей предлагаемого устройства
является упрощение и удешевление
конструкции устройства путем исключения
системы смазки, содержащей масляный бак,
масляный насос и другие элементы.
Эта задача решается следующими
нововведениями. В состав замкнутого
газожидкостного контура циркуляции
рабочего тела вводится магистраль отбора
рабочего тела на жидкостном участке и
магистраль слива рабочего тела после опоры
скольжения обратно в замкнутый
газожидкостной контур. А, по меньшей мере,
одна опора скольжения (далее опора
скольжения ЛОС) ротора турбины содержит
встроенный в опору лабиринтно-винтовой
насос (в качестве средства подачи
смазывающей жидкости). Входная кольцевая
полость опоры соединена с жидкостным
участком замкнутого газожидкостного
контура циркуляции рабочего тела через
магистраль отбора рабочего тела, а выход из
лабиринтно-винтового насоса соединен с
входом в кольцевой зазор между трущимися
поверхностями опор. Полость выхода
смазывающей жидкости (которая является
рабочим телом в жидкой фазе) из опоры
скольжения ЛОС соединена магистралью слива
с замкнутым газожидкостным контуром
циркуляции рабочего тела.
Перечисленные нововведения дают
следующий технический результат:
упрощается и удешевляется конструкция
устройства, так как смазка опор скольжения
ЛОС ротора турбины осуществляется рабочим
телом, циркулирующим в энергоустановке
бинарной.
Предлагаемое устройство поясняется
чертежом, где на фиг.1 изображена схема
энергоустановки бинарной, а на фиг.2
изображен продольный разрез турбины.
Стрелками ВХОД и ВЫХОД обозначены места
входа на турбину и выхода из турбины
рабочего тела, циркулирующего по
замкнутому газожидкостному контуру. Словом
ЛОС обозначена опора скольжения с
встроенным лабиринтно-винтовым насосом.
Турбина на фиг.2 приведена двухопорная, на
опорах скольжения ЛОС.
 |
 |
Энергоустановка бинарная содержит
замкнутый газожидкостной контур 1, см. фиг.1,
циркуляции рабочего тела, включающий в себя
магистраль 2 отбора рабочего тела на смазку
опор скольжения ЛОС и магистраль 3 слива
рабочего тела из опор скольжения ЛОС
обратно в замкнутый газожидкостной контур
1. В состав замкнутого газожидкостного
контура 1 циркуляции рабочего тела входят
также питательный насос 4, теплообменник-подогреватель
5, турбина 6, конденсатор 7. Турбина 6, см. фиг.1
и 2, имеет ротор 8, который установлен на двух
опорах скольжения ЛОС 9, содержащих, каждая,
встроенный лабиринтно-винтовой насос 10.
Входная кольцевая полость 11 через штуцер 12
и магистраль отбора 2 соединена с
жидкостным участком 13, см. фиг.1, замкнутого
газожидкостного контура 1 циркуляции
рабочего тела. А выход 14, см. фиг.2, из
лабиринтно-винтового насоса 10 соединен со
входом в кольцевой зазор А между трущимися
коническими поверхностями подшипника 15 и
цапфы 16. Полость 17 выхода из опоры соединена
с магистралью слива 3, начальным участком
которой является труба слива 18. На конце
вала ротора 8 установлена полумуфта 19 для
передачи мощности на электрогенератор или
другой механизм. Турбина 6 имеет в качестве
концевого уплотнения лабиринтно-винтовое
уплотнение 20, разделяющее полость 22 входа
рабочего тела в рабочее колесо 23 турбины 6 и
полость 17 выхода смазывающей жидкости (рабочего
тела в жидкой фазе) из опоры скольжения ЛОС.
На трубе слива 18 установлено устройство 21
регулирования проходного сечения
последней.
В процессе работы энергоустановки
бинарной рабочее тело, циркулируя по
замкнутому газожидкостному контуру 1,
передает энергию на турбину 6 и, проходя
через конденсатор 7, из газообразной фазы
переходит в жидкую. Далее питательным
насосом 4 рабочее тело подается в
теплообменник-подогреватель 5, в котором
рабочее тело обратно из жидкой фазы
переходит в газообразную. Из жидкостного
участка 13 по магистрали 2 отбора рабочее
тело поступает во входную кольцевую
полость 11, из которой оно забирается на вход
в лабиринтно-винтовой насос 10 и под
давлением подается в зазор А между
трущимися поверхностями подшипника 15 и
цапфы 16.
В полости 17 поддерживается (с помощью
устройства 21 регулирования проходного
сечения трубы слива 18) заданное давление
рабочего тела в жидкой фазе. Это давление
должно быть большим, чем давление в полости
22 перед рабочим колесом 23 турбины 6. Только в
этом случае эффективно работает лабиринтно-винтовое
уплотнение 20. Уменьшение проходного
сечения трубы слива 18 приводит к повышению
давления рабочего тела в полости 17.
Свойства лабиринтно-винтового насоса
таковы, что малое изменение расхода (что
равнозначно изменению сопротивления на
выходе из насоса или изменению проходного
сечения трубы слива) приводит к
значительному изменению напора (давления)
рабочего тела на выходе из лабиринтно-винтового
насоса. Это свойство и обеспечивает
работоспособность опор скольжения ЛОС: на
участке, где зазор А меньше, давление
смазывающей жидкости больше.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Научно-техническая газета «Энергопрогресс»,
спецвыпуск, октябрь 2002 г., стр.4, статья «Бинарные
электрические станции».
2. Журнал «Тяжелое машиностроение», ISSN
0131-1336 №8/2002, стр.13...15 рис.5 на стр.14, бинарная
электрическая станция (БЭС).
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Энергоустановка бинарная, содержащая
замкнутый газожидкостной контур
циркуляции рабочего тела, включающий в себя
турбину для съема энергии с рабочего тела, с
ротором на опорах скольжения, отличающаяся
тем, что она имеет, по меньшей мере, одну
опору скольжения ЛОС, которая содержит
встроенный лабиринтно-винтовой насос (в
качестве средства подачи смазывающей
жидкости в зазор между трущимися
поверхностями опоры), входная кольцевая
полость которого соединена магистралью
отбора рабочего тела с жидкостным участком
замкнутого газожидкостного контура, при
этом выход из лабиринтно-винтового насоса
соединен с входом в кольцевой зазор между
трущимися поверхностями опоры скольжения
ЛОС, а полость выхода смазывающей жидкости
из опоры скольжения ЛОС соединена
магистралью слива с замкнутым
газожидкостным контуром циркуляции
рабочего тела.
2. Энергоустановка бинарная по п.1,
отличающаяся тем, что она имеет лабиринтно-винтовое
уплотнение (в качестве концевого
уплотнения турбины) между полостью входа
рабочего тела в турбину и полостью выхода
смазывающей жидкости из опоры скольжения
ЛОС и имеет устройство регулирования
проходного сечения магистрали слива из
опоры скольжения ЛОС.
Версия для печати
Дата публикации 26.05.2007гг
вверх
|
