PL417825A1 - Sposób wytwarzania pracy użytecznej w urządzeniu termodynamicznym i urządzenie termodynamiczne - Google Patents

Abstract

Sposób wytwarzania pracy użytecznej w urządzeniu termodynamicznym wykorzystującym organiczny obieg Rankine'a, napędzanym energią cieplną gazów, wytwarzającym moment obrotowy, który z wału turbiny przekazuje się na wał generatora elektrycznego lub innego odbiornika mocy, przy czym w procesie wytwarzania pracy użytecznej czynnik roboczy dostarcza się do wymiennika ciepła, gdzie zostaje odparowany, a następnie zachodzi jego ekspansja na turbinie, zaś parę z turbiny przekierowuje się do skraplacza, gdzie następuje jej kondensacja do fazy ciekłej, charakteryzuje się tym, że do wytworzenia i podtrzymania intensywnej cyrkulacji czynnika roboczego pomiędzy elementami układu termodynamicznego oraz do wspomagania procesu skraplania wykorzystuje się siłę odśrodkową, którą generuje się poprzez wprowadzenie w szybkie obroty wału głównego (4) wirującego wraz z osadzonymi na wale głównym (4) wymiennikami ciepła (2, 3, 3a) oraz korpusem (6) turbiny gazowej (8), przy czym powstałą siłą odśrodkową wytwarza się ciśnienie hydrauliczne, którym wymusza się przepływ czynnika roboczego ze skraplacza (2) do parowacza (1) i dalej przepływ oparów z parowacza (3) przez turbinę gazową (8) z powrotem do skraplacza (2). Urządzenie termodynamiczne realizujące parowy organiczny obieg Rankine'a, mające obudowę oraz wyposażone w wymienniki ciepła: skraplacz i podgrzewacz z parowaczem, napędzane energią cieplną gazów, wytwarzające moment obrotowy przekazywany do napędu odbiorników mocy, charakteryzuje się tym, że składa się z dwóch wirujących układów: układu wału głównego i układu turbiny gazowej, umieszczonych w nieruchomej obudowie zewnętrznej, przy czym układ wału głównego stanowią dwa wymienniki ciepła: skraplacz (2) i podgrzewacz (3a) z parowaczem (3), oddzielone od siebie przegrodą termiczną (5) oraz korpus (6) turbiny gazowej (8), połączone ze sobą mechanicznie i osadzone na wale głównym, a układ turbiny gazowej umieszczony jest wewnątrz układu wału głównego i stanowią go łopatki (10b) osadzone na wale (9) turbiny parowej (8), natomiast wnętrza wymienników ciepła (2, 3, 3a) połączone są ze sobą również hydraulicznie, zaś wał główny ułożyskowany jest w nieruchomej obudowie zewnętrznej i napędzany pomocniczym silnikiem elektrycznym (7), a wał (9) turbiny parowej (8) umieszczony jest wewnątrz układu wału głównego i napędza wał generatora elektrycznego.