Паросиловой модуль суханова

Заявляемая полезная модель относится к области машиностроения, а именно к паросиловым установкам. Достигается обеспечение работы модуля в широком диапазоне температур водяного пара. Модуль содержит герметичный первый объем 1, снабженный выходом пара 5, паровую машину 4, герметичный третий объем 3 с радиатором охлаждения 6, средство создания разряжения 11, гидравлически соединенное с третьим объемом 3. При этом выход пара 5 первого объема 1 гидравлически соединен с входным коллектором 7 паровой машины 4. Выходной коллектор 8 паровой машины 4 гидравлически соединен со входом радиатора охлаждения 9. Выход радиатора охлаждения 10 соединен с внутренним пространством третьего объема 3. 5 з.п., 5 илл.

Заявляемая полезная модель относится к области машиностроения, а именно к паросиловым установкам. Заявляемый модуль Суханова может быть использован для преобразования потенциальной энергии горячей воды в механическую и электрическую энергию.

Наиболее близким устройством к заявляемой полезной модели является паросиловая установка («Большая советская энциклопедия», издательство «Советская энциклопедия», 1969-1978 гг. в 30 томах, статья «Паросиловая установка», [1]), состоящая из паровых котлов и паровых машин с конденсационными установками.

Недостатком указанного аналога является невозможность работы установки при температурах в паровых котлах ниже 100°С.

Техническим результатом, обеспечиваемым заявляемой полезной моделью, является обеспечение работы модуля в широком диапазоне температур водяного пара.

Сущность полезной модели состоит в том, что модуль содержит герметичный первый объем, снабженный выходом пара, паровую машину и третий объем. При этом третий объем герметичный и внутри него размещен радиатор охлаждения. При этом выход пара первого объема гидравлически соединен с входным коллектором паровой машины, выходной коллектор паровой машины гидравлически соединен со входом радиатора охлаждения, а выход радиатора охлаждения соединен с внутренним пространством, третьего объема. При этом модуль дополнительно содержит средство создания разряжения, гидравлически соединенное с третьим объемом.

Первый объем или паровая машина могут быть размещены внутри третьего объема. Желательно и первый объем, и паровую машину размещать внутри третьего объема. Паровая машина может быть механически связана с электрогенератором. Целесообразно заполнять первый объем горячей водой, а третий объем - холодной водой.

Сущность полезной модели поясняется следующими графическими материалами. На фигуре 1 показана схема модуля Суханова, на фиг.2 - схема модуля по примеру 2, на фиг.3 - схема модуля по примеру 3, на фиг.4 - схема модуля по примеру 4, на фиг.5 - схема модуля по примеру 5.

Модуль Суханова содержит (фиг.1) герметичный первый объем 1, снабженный выходом пара 5, паровую машину 4 с входным 7 и выходным 8 коллекторами, герметичный третий объем 3 с размещенным в нем радиатором охлаждения 6, средство создания разряжения 11.

Первый объем 1 является источником пара. Перед началом работы первый объем 1 заполняется водой. Выход пара 5 первого объема 1 гидравлически соединен с входным коллектором 7 паровой машины 4.

Паровая машина 4 предназначена для преобразования энергии нагретого пара в механическую работу. Выходной коллектор 8 паровой машины 4 гидравлически соединен со входом 9 радиатора охлаждения 6.

Радиатор охлаждения 6 размещен внутри третьего объема 3. Перед началом работы третий объем 3 заполняется водой. Выход 10 радиатора охлаждения 6 соединен с внутренним пространством третьего объема 3. Третий объем 3 с радиатором охлаждения 6 предназначен для конденсации отработанного в паровой машине 4 пара.

Средство создания разряжения 11 гидравлически связано с третьим объемом 3 и предназначено для создания в нем начального разряжения.

Примеры конкретного выполнения.

Пример 1. Средство создания разряжения 11 выполнено в виде вакуумного насоса.

Пример 2. С целью повышения технологичности использования модуля первый объем 1 размещен внутри третьего объема 3. При этом третий объем 3 содержит перегородку 12 из теплоизоляционного материала, отделяющую место размещения первого объема 1 от области, заполняемой водой (фиг.2).

Пример 3. Паровая машина 4 размещена в третьем объеме 3 (фиг.3). При этом третий объем 3 содержит перегородку 12, отделяющую место размещения паровой машины 4 от области, заполняемой водой.

Пример 4. Первый объем 1 и паровая машина 4 размещены внутри третьего объема 3 (фиг.4). Такое исполнение является преимущественным. При этом третий объем 3 содержит перегородку 12, отделяющую место размещения паровой машины 4 и первого объема 1 от области, заполняемой водой.

Пример 5. Для получения на выходе из модуля электрической энергии он снабжен электрогенератором 14, который механически связан с паровой машиной 4 (фиг.5).

Реализация конструктивных элементов заявляемой полезной модели не ограничивается приведенными выше примерами.

Заявляемый модуль Суханова работает следующим образом.

Первый объем 1 заполняют горячей водой, имеющей температуру T ₁, или заполняют водой, а затем доводят ее до температуры T₁. Третий объем 3 заполняют холодной водой, имеющей температуру Т₂ меньше T₁, или заполняют водой, а затем доводят ее до температуры Т₂. Затем понижают давление в третьем объеме 3 до значения p₁ . Значение p₁ выбирается таким, чтобы выполнялось соотношение:

, где

Т_кип - температура кипения воды при давлении p_1.

Разность давлений в первом 1 и третьем 3 объемах приводит в движение паровую машину 4. Давления в первом 1 и третьем 3 объемах начинают выравниваться.

При снижении давления в первом объеме 1 вода в нем переходит в нестабильное состояние перегретой жидкости и вскипает. Вода в третьем объеме 3 находится в равновесном состоянии.

Кипение воды в первом объеме 1 сопровождается снижением ее температуры и повышением давления в этом объеме. Разность давлений между первым 1 и третьим 3 объемами приводит к тому, что образовавшийся в первом объеме 1 пар поступает во входной коллектор 7 паровой машины 4 и приводит ее в движение. В паровой машине 4 происходит преобразование энергии нагретого пара в механическую работу. Отработанный пар поступает с выходного коллектора 8 паровой машины 4 на вход 9 радиатора охлаждения 6 третьего объема 3. В радиаторе охлаждения 6 происходит конденсация пара. При этом температура воды в третьем объеме 3 повышается.

Паровая машина 4 работает до тех пор пока температура воды в первом объеме 1 не снизится ниже температуры кипения воды. При оптимальном выборе параметров модуля (температур T₁ , Т₂, давления p₁ и размеров первого 1 и третьего 3 объемов) паровая машина работает до выравнивания температур жидкости первого объема 1 и третьего объема 3.

Таким образом, из вышеизложенного следует, что в заявляемом модуле Суханова заявляемый технический результат: «обеспечение работы модуля в широком, диапазоне температур водяного пара» достигается за счет того что модуль содержит герметичный первый объем, снабженный выходом пара, паровую машину, герметичный третий объем с радиатором охлаждения, средство создания разряжения, гидравлически соединенное с третьим объемом. При этом выход пара первого объема гидравлически соединен с входным коллектором паровой машины. Выходной коллектор паровой машины гидравлически соединен со входом радиатора охлаждения. Выход радиатора охлаждения соединен с внутренним пространством третьего объема.

Автором полезной модели изготовлен опытный образец заявленной полезной модели, испытания которого подтвердили достижение технического результата.

Заявляемый модуль Суханова реализован с применением промышленно выпускаемых устройств и материалов, может быть собран на машиностроительном предприятии, и найдет широкое применение в энергетике.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ.

1. «Большая советская энциклопедия», издательство «Советская энциклопедия», третье издание 1969-1978 гг. в 30 томах, статья «Паросиловая установка».

1. Паросиловой модуль, содержащий герметичный первый объем, снабженный выходом пара, паровую машину, второй объем, отличающийся тем, что второй объем герметичный и внутри второго объема размещен радиатор охлаждения, выход пара первого объема гидравлически соединен с входным коллектором паровой машины, выходной коллектор паровой машины гидравлически соединен со входом радиатора охлаждения, выход радиатора охлаждения соединен с внутренним пространством второго объема, при этом модуль дополнительно содержит средство создания разряжения, гидравлически соединенное со вторым объемом.

2. Паросиловой модуль по п.1, отличающийся тем, что первый объем размещен внутри второго объема.

3. Паросиловой модуль по п.1, отличающийся тем, что паровая машина размещена во втором объеме.

4. Паросиловой модуль по п.1, отличающийся тем, что первый объем и паровая машина размещены внутри второго объема.

5. Паросиловой модуль по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что паровая машина механически связана с электрогенератором.

6. Модуль по п.1, отличающийся тем, что первый объем заполнен горячей водой, а второй объем заполнен холодной водой.