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Fédération de Russie Patent RU2228447

DISPOSITIF ET PROCEDE DE PRODUCTION D'ÉLECTRICITÉ À PARTIR D'EAU DE CHALEUR

DISPOSITIF ET PROCEDE DE PRODUCTION D'ÉLECTRICITÉ À PARTIR D'EAU DE CHALEUR

Nom de l'inventeur: Mazy Vasily
Le nom du titulaire du brevet: Mazy Vasily
Adresse de correspondance: 107392, Moscou, ul. Znamenskoïe, 38, bâtiment 2, kv.4, VI Maziyu
Date de début du brevet: 19.09.2002

Dispositif de production d'électricité à partir de la chaleur de l'eau se compose d'un compresseur à l'ammoniac, la turbine à jet d'ammonium, le carbonate de calcium, la pompe à turbine dioxyde de carbone liquide, un générateur d'échangeurs de chaleur et de courant électrique. Procédé de production d'électricité à partir de la chaleur de l'eau est d'utiliser l'eau en amont du réfrigérateur, comme le dioxyde de carbone et le préchauffeur saturé courant de vapeur d'ammoniac en phase vapeur à la fin. Puissance générée par le carbonate de turbine, l'ammoniac est utilisé pour entraîner le compresseur, le liquide sous haute pression de la pompe et du dioxyde de carbone pour produire de l'électricité. L'invention permettent de recycler la chaleur de l'eau à différentes températures.

DESCRIPTION DE L'INVENTION

L'invention est destinée à convertir la chaleur en électricité eau. L'invention peut être utilisée dans l'économie nationale; où l' électricité est nécessaire. centrales connues en utilisant comme alimentation en eau chaude de la source de chaleur (par exemple, en Islande et Kamchatka) pour produire de l' électricité; cependant, la température de l' eau chaude doit être supérieure à 40 ° C ,

L'invention utilise de l'eau chaude à, y compris sa basse température, par exemple 3-5ºS, et à cet égard l'invention est unique et est le pionnier.

L'essence de l'invention est l'utilisation des différences dans l'équilibre des transitions liquide-vapeur du dioxyde de carbone (CO 2) et de l' ammoniac saturé propriétés de vapeur (NH 3).

Par exemple, les paramètres critiques de dioxyde de carbone (CO 2) ,

à savoir le dioxyde de carbone, de vapeur d'ammoniac de manière plus efficace couple 2.588 fois.

Les différences dans l'équilibre des transitions liquide - vapeur, les différences dans les paramètres critiques et les différences dans les paramètres spécifiques du condenseur (reflux) et l'efficacité de la vapeur d'ammoniac et de dioxyde de carbone, des vapeurs permet de ramasser (calculer) un mode de fonctionnement du compresseur d'ammoniac (AC) et le mode de fonctionnement de la turbine carbonique ( UPC) au cours de laquelle 1 kg d'ammoniac dans le circuit de compresseur d'ammoniac en raison de la chaleur emportés par l'eau bouillante sur de la vapeur d'ammoniac fournit emploi six ou plusieurs kilogrammes de dioxyde de carbone présent dans le carbonate de circuit de turbine. Dans ces conditions, la puissance produite par le carbonate de turbine (TPC), plus de puissance, la nécessité d'entraîner le compresseur d'ammoniac, la pompe à dioxyde de carbone liquide à haute pression de CO 2, cette différence est utilisée pour produire de l' électricité, le courant électrique.

L'essence de l'invention réside dans le fait que la chaleur de condensation de la vapeur d'ammoniac est transmise intégralement à la chaleur (vaporisation) de dioxyde de carbone, carbonique situé dans le circuit de la turbine. Condensation des vapeurs de dioxyde de carbone se produit en raison de l'eau de chauffage.

L'essence de l'invention et consiste dans le fait que l'ébullition des vapeurs d'ammoniac se produit en raison de l'eau de refroidissement, qui est due à la chaleur de l'eau. Depuis le point d'ammoniac d'ébullition est négative (-5 ° C).

Et, comme le montrent les calculs, la chaleur est donnée à l'eau de la condensation de la vapeur de CO 2, moins de chaleur enlevée de l'eau à l' ébullition NH3 vapeur d'ammoniac, qui est la source d'énergie pour la production d'électricité électrique générateur de courant, qui est, nous obtenons l' électricité à partir de l' eau de chaleur.

calculs thermodynamiques élémentaires ont été faites sur la teneur en chaleur (enthalpie) et la température absolue.

DISPOSITIF ET PROCEDE DE PRODUCTION D'ÉLECTRICITÉ À PARTIR D'EAU DE CHALEUR

dispositif représenté sur la figure 1, dans lequel la conduite 1 - compresseur d'ammoniac; échangeur de chaleur ammoniac-carbone - 2; l'ammoniac à turbine à jet - 3; 4 - récepteur (collection) d'ammoniac liquide; Radiateur à eau de l'ammoniac - 5; 6 - haute pression du dioxyde de carbone liquide de la pompe (CO 2); dissipateur de chaleur carbone - 7; 8 - turbine carbonique (TPC); 9 - radiateur de carbone; 10 - Récepteurs (collecte) de dioxyde de carbone liquide; 11 - générateur électrique; 12 - pipeline d'eau courante.

La figure 2 illustre le cycle thermodynamique dans le compresseur d'ammoniac coordonnées TºK = F (S), la température absolue de NH 3 (TºK) en fonction d'entropie Lorsque la ligne a-a - à ébullition NH 3; b-ligne - end ligne d'ammoniac ébullition; le point "à" - le point des paramètres critiques de l'ammoniac;

ligne 1'-2'-adiabatique (compression de la courbe isentropique) d'ammoniac de vapeur humide; ligne 2'-3 'isothermes (isobares) de condensation de la vapeur d'ammoniac; Ligne 3 '4' - adiobata (courbe isentropique) l'augmentation de l'ammoniac dans la turbine d'ammonium réactif (RAT); ligne 4'-1 'isothermes (isobares) ébullition des vapeurs d'ammoniac humides; S 1 '-entropy commencer bouillante ammoniac NH3 à T = 268 K; S 3 '- entropie d'extrémité de condensation de la vapeur d'ammoniac; S 2 '- entropie des vapeurs d'ammoniac rosée; S 1 "- la fin du point d'ébullition de l' ammoniac à une température T = 268 K.

La figure 3 illustre un carbonate de turbine à cycle thermodynamique (CO 2) dans les coordonnées K T = F (S), le dioxyde de carbone , la température absolue (T ° C) en fonction d'entropie Lorsque la ligne 1-2 - compression de ligne de dioxyde de carbone liquide; 2-3 ligne - le dioxyde de carbone en ligne de chauffage; Ligne 3-4 adiabatique (courbe isentropique) expansion du dioxyde de carbone CO 2 vapeur; Ligne 4-1 isothermes (isobares) vapeur kondesatsii CO 2; ligne a'-a '- point d'ébullition ligne initiale de CO 2; La ligne K "b" - extrémité de la ligne est le point d' ébullition du CO 2; le point "à" - le point des paramètres critiques de CO 2

La figure 4 est une turbine à réaction d'ammonium (RAT), vue le long de la flèche A, où v - vitesse du NH 3 à partir de la buse de décharge PAT (m / s); w - la vitesse circonférentielle de la section de sortie de la PAT (m / s); r - rayon de la PAT de roue (m).

À l'exclusion soumises à des pertes hydrauliques lorsque v = w, l'efficacité de la table PAT est égal à un.

calcul thermodynamique élémentaire.

Les propriétés physico-chimiques de l'état du liquide-vapeur de dioxyde de carbone d' équilibre (CO 2) prennent de la table 28.

Les propriétés physico-chimiques de l'état du liquide-vapeur d'ammoniac équilibre (NH 3) prennent de la table 29.

Tableau 28; 29 placé sur la page 234, 236, respectivement, dans le livre: TN Andrianova, BV Dzampov, VN Zubarev, SA Remizov. Les problèmes de la thermodynamique d'ingénierie. - M: Energoizdat 1981..

La capacité calorifique du CO 2 en fonction de la température est présentée dans le tableau 10 str.182-183.

Calcul du compresseur d'ammoniac (AC) et la turbine d'ammoniac réactif (RAT).

Accepter:

- La chaleur spécifique de la condensation des vapeurs d'ammoniac en calories.

Déterminer:

1) L'AK spécifique de refroidissement - Q environ.

2) La production de chaleur spécifique AK = .

3) Le travail dépensé dans le cycle AK - Q = ak -Q Propos.

4) Coefficient de chaleur AK

.

.

(Q pb)268 - ammoniaque bouillant de chaleur

X 1 - sécheresse de l' ammoniac à 1`;

X 4 - ammoniac sec à 4`;

- La chaleur de condensation de la vapeur d'ammoniac à T = 2 `` T 3 = 353 K (80ºC).

Le degré de séchage calculé par la formule:

Q o - capacité de refroidissement spécifique;

Q o = 305,6033 (0,7986-0,2829) = 157,5996 kcal;

Q ak - les exigences de puissance spécifiques pour l'AK d'entraînement:

Q ak = (Q a)353-Q o = 216,1555-157,5996 = 58,5559 kcal;

t - coefficient thermique AK;

PAT Q - turbine d'ammonium de densité de puissance réactive (RAT) est calculée selon la formule de l'équation de Bernoulli

Accepter: V = 10 m 3 / s,

Calcul du carbonate de turbine (TPC).

- La puissance spécifique du TPC.

Accepté pour UPC:

3, T = 343 K; P 3 =? 4 T = 303 K; P 4 = 70,66kg / m 2 K = 1,275;

Q CO2 = Cp 3 T 4 T 3 -Cp 4 = 0.8878 343-0,8486 · · 303 = 47,3896kDzh / kg;

- La quantité requise de dioxyde de carbone (CO 2) (kg):

Q p - fournitures jetables (kcal):

Q p = (Q a) = 216,1555 353 kcal.

Q n - la demande de chaleur pour UKT (kcal):

- La chaleur de condensation de la vapeur de CO 2 à T = 4, T 1 = 303 K

A partir du Tableau 10; 28

Q n = 11,32 + 14,7129 = 26,0329 kcal.

puis

q CO2 - puissance UKT;

q CO2 = 11.32 · 8.3032 = 93,99 kg.

Q SJ - densité de puissance de dioxyde de carbone liquide:

p - l'efficacité de l'expansion du CO 2,

Nous acceptons p = 0,92;

q SJ - la puissance requise pour la compression du dioxyde de carbone:

- La puissance nette produite par le générateur d'eau électrique de chaleur dépense courante

ou 76,65 nw ou 104,7357 hp

Q a '- la chaleur produite à partir d' eau (kcal);

Dans Q '= Q o = 157996 kcal;

Q dans la "- la chaleur, a donné l'eau (kcal);

Q e - chaleur utile;

Q e = 18,3962 kcal;

Q - offre une ambiance chaleureuse,

.

la perte de chaleur

q = Q- Q e = 35,4354-18,3962 = 17,0392 kcal

e - utile taux de la chaleur:

L'invention résout les défis énergétiques et environnementaux sur le terrain.

REVENDICATIONS

1. Dispositif de production d'électricité à partir de la chaleur de l'eau, un compresseur constitué par l'ammoniac, le jet d'ammonium, le carbonate de turbine pompe à turbine dioxyde de carbone liquide, un générateur électrique, échangeur de chaleur, caractérisé en ce que la sortie du compresseur est reliée à la sortie de l'échangeur de carbonate d'ammonium ammoniacale l'échangeur de chaleur de l'ammoniac en carbone est reliée à l'entrée de la sortie de réactif de turbine à l'ammoniac de la turbine d'ammoniac réactif est reliée à l'entrée du radiateur d'ammoniac dans l'eau, monté dans la conduite d'eau courante, la sortie du radiateur d'ammoniac dans l'eau reliée à l'entrée d'une sortie du compresseur d'ammoniac de dioxyde de carbone liquide à partir de la pompe haute pression est reliée au puits de carbone installé dans l'échangeur de chaleur ammoniac carbone de l'atome de carbone radiateur est reliée à l'entrée de la sortie de la turbine de carbone de la turbine de carbone est associé avec le radiateur du carbonate d'eau, monté dans la conduite d'eau d'écoulement, la sortie du radiateur à eau de carbone relié l'entrée de la pompe haute pression du dioxyde de carbone liquide; Pompe à turbine carbonique, le dioxyde de carbone liquide à haute pression du compresseur d'ammoniac, d'ammonium générateur d'énergie à turbine à jet - tous montés sur le même arbre.

2. Procédé de production d'électricité à partir de la chaleur de l'eau est d'utiliser l'eau en amont du réfrigérateur, comme le dioxyde de carbone et de vapeur le flux de vapeur d'ammoniac préchauffeur saturée en fin de compte, la puissance générée par le carbonate de turbine, l'ammoniac est utilisé pour entraîner le compresseur, la pompe à liquide à haute pression le dioxyde de carbone et générer de l' électricité, tandis que la température de l'ammoniac dans l'ammoniac avant son entrée dans le compresseur 1, T = 268K (-5 ° C), la pression de l'ammoniac dans l'ammoniac avant son entrée dans le compresseur 1, P = 3.475 kg / cm 2, la température de l' ammoniac à la sortie du compresseur T2 ammoniac = 353K (80 ° C), la pression d'ammoniac à la sortie du compresseur P3 ammoniac = 34,55 kg / cm 2, la température du dioxyde de carbone à l'entrée de la turbine carbonique T 3 = 343K, une pression de dioxyde de carbone à l'entrée de la turbine P carbonique 3 = 127, 2038 kg / cm 2, la température du dioxyde de carbone à la sortie de T carbonate de turbine 4 = 303K (30 ° C), la pression du dioxyde de carbone à la sortie de P4 carbonate de turbine = 70.6688 kg / cm 2, ces paramètres chaleur de condensation de la vapeur de dioxyde de chauffage carbone égale à 122.1662 kcal, et la chaleur de l'ébullition de la vapeur d'ammoniac égale à 157.5935 kcal reçu chaleur de l'eau 157,5995-122,1642 = 35,4354 kcal consommée pour la production d'énergie 18,3962 résidu kcal 35,4354-18, 3942 = 17,0392 kcal sont les pertes, le facteur d'efficacité du dispositif


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Date de publication 07.01.2007gg