SE441294B - Anggenerator av rotationstyp - Google Patents

Description

:Imran-s 2 Uppvärmningsrummet 15 är uppdelat i två lika (1800) halvor, av vilka den ena värms och den andra är neutral, I den neutrala sektorn befinner sig sex celler, motsvarande de längsgående kanalerna 1 till 60 Gellen med kanalen 1 matas för ögonblicket (fig 4) med avloppsànga genom intagshuvudet 3, medan cellen med kanalen 6 töms genom uttage- huvudet 4 (fig 3). De andra fyra cellerna med kanalerna 2 till 5 får ånga från celler i den andra sektorn med kanalerna 10 till 7. De två sista cellerna i den andra sektorn med kanalerna 11 och 12 är förbund- na med lågtryckskammaren 14, där ångan kyls, varvid trycket sjunker till sitt minimivärde, Sedan strömmar avloppsånga från turbinen in i cellen med kanalen 1.- När cellhjulet roterar genomlöper cellerna sektorn 1. Tack va- re temperaturstegringen och ângupptagningen stiger trycket till det normala värdet.

Av fig 3 och 4 framgår att tätningarna mellan de olika celler- na är säkrade genom lameller 11 som är hydrauliskt pressade mot axeln 1.

Det hydrauliska trycket åstadkommas genom en oljepump 12 som tillsammans med kylaren 13 befinner sig i växellådan. På detta sätt löses också smörjningen av friktionsytorna. Lagerna 2 är av rullager- typ eftersom varvtalet är lågt.

I bilaga 1 är förfarandets termodynamiska data sammanställda' för utföringsexemplet. _ _ Apparaten kan vid kärnkraftverk även användas som värmeväxlare varvid den även övertar kondensorns roll.

Enligt fig 5 är cellhjulet till hälften nedsänkt i ett bad 16 av flytande metall som betecknas som värmebärare. Det kan vara kvick- silver eller en mjuklegerad metall (av tenn och bly såsom vid lödning) som blir flytande under 200°C. Detta trâg är försett med rör 17 genom vilka reaktorns primärkretslopg (vatten eller natrium) flyter. Däri- genom övertas reaktorvärmet av tryckregeneratorns celler och ju dju- pare cellhjulet nedsänkes i badet desto större blir bredden av den varma sektorn 1. Ovanför tråget finns rum för den neutrala sektorn 2.

Tabell 1 anger en tryckregenerators termodynamiska data för en effekt av 50 000 kW. Två apparater försörjer en 100 OOO kW turbin.

På högra sidan visas tryckförloppet i cellerna= e farskanga med p = 1oo at, t = 5oo°c, epeenroi. = 0,033 m3/kg, ångmängd ms = 180 kg/s. 1 - avloppsânga med p = 11 at, t = 190°C, spec. vol. = 0,185 m3/ kg. 7813131~5 3 värmeiallet enligt :anmäler-diagram = 575 kJ = 137,5 keel/ke- Effekten Lkgm = 180 X 137,5 x 427 X 0,97 = 10 250 000 kgm = 136 ooo hur = 1oo ooo kw.

Väljes två tryckregeneratorer med en effekt av 90 kg/s resp 325 t/h med 12 celler och 60 v/min så betyder detta 6 celler i sektor 1 (varm), fig 2, och 6 celler i sektor 2 varav 4 celler är förbundna med sektor 1 och två med lågtryckskemmeren.

Cellstorleken väljas så att 90 = 12 = 7,5 kg färskånga levere- ras till uttaget.

Enligt tabell 1 är cellen vid denna tidpunkt laddad med 51 kg ånga av 117 at och 50200 och efter urladdning av 7,5 kg återstår 43,5 kg ånga. Vid denna ångans specifika volym v = 0,03 m3/kg får man allt- så cellvolymen V = 0,03 x 51 = 1,53 M3 I ångans tillståndsekvation FV = GRT ingår P 117.10330 = 12086000 V = cellvolym = 1,53 m3 G = ångvikt = 51 kg R = ångkonstant = 47 T = absolut temperatur = 502 + 273 = 775°K Insatt i ekvationen= ?V = 12086000 X 1,53 = 1850000 = GRT = 51 X 47 r 775 Till rörspiraler väljes ett rör av 76,1 X 4 mm, vars sektion är F = 35,3 cmz. Rörslingans längd är L = 1 = 435 m och ytter- ll 199353 ytan Fa = 0,24 x 435 = 105 m2. Det betyder en dubbel spiral med var- dera 5 lindningar av 3,5 x 1,5 m totaldimension, alltså en trumma (cellhjul) med ca 3 m diameter (rig 2).

Den erforderliga värmemängden/cell (se tab 1) erhålles enligt följande= . - ångentalpi vid 50200 och 117 at = 812,5 kcal/kg - " " 19o°c och 1,6 at = 675,0 mange; Differens 137,5 kcal/kg -1.18 kg + 7,5 kg = 8,68 kg ><137,5 = 1 197 real/een M 1200 keel/cell.

Den andra vürmomängden för 42,32 ka ånga som strömmar mellan cellerna nr 7 och 10 (sektor 2) och nr 2 och 5 (sektor 1) kommer en- POOR QUALITY 7815131-5 4 dast i fråga för värmeförlusterna genom ledning och strålning_som av- * ser förbränningsanläggningen (se värmebalansen).

För uppvärmning av rörspiralerna i sektorn 1 som avkylts föga (ca 500) i sektorn 2, erfordras motsvarande kalorier för ånga och för luftuppvärmning.

De 1200 kcal/cell övertas på 0,5 s av ånga och måste gå genom rörväggen (genom ledningä konvektion och strålning).

Värmeledning genom rörväggen (Dubbel I, s 443)= Qoz = 0 ¶14~c>Ä II' W1-tw2)kcal/h/m varvid Ä == 32 kcal/m, L = 1 m (rörlängd), da = ytterdiameter, di= innerdiameter, tw1 = yttertemperatur 5200, tw2= innertemperatur 5000, z=1'fimm ß) Q/h = §É3§§å§§% (520-5oo)kea1/n 0,0 _ 29å-- 1 2o = 1800 x 20 = 36 ooo kcai/n 1n 1,12 ?er sekund = É 088 = 10 kcal/S/lm För 435 m och 0,5 s får manfi Q = 10 É 4 5 = 2175 kcal, alltsa mer än 1 zoo kcal enligt ovan.

Lågtryckskammaren beräknas som en värmeväxlare (ånga - luft) enär den är betecknad som luftförvärmare.

Värmefallet utgör= _ angentaipi via 12 av och 4o8°c 775 kcal/kg - " "n6af " wd% ms H Differens 1oo_kca1/kg Såsom visas i fig 6 förvärms luften först i lâgtryckskammaren, sedan i rökgas-luftförvärmaren och sedan i sektorn 2. 5 Värmebalans per sekund a) med rökgasugghettningfi Utnyttjn.bart För- värme lust - värmemängd i avloppsångan (11 at, 190°C) 90 kg x 675 = 60 750 - angivet värme i tryckregeneratorn 1197 x 12 = 14 364 kcal = 12 å75 1 989 Totalt till turbinen avgivet värme 73 125 kcal Tryckregeneratorns verkningsgrad utgör=

Claims (7)

7813131-5 Y = =0786 b) med eken bränsleanläqgnina= Utnyttjn.bart För- värme lust - värmeupptagning i tryckregeneratorn 1197 x 12 = 14 364 kcal = 12 375 1 989 - teoretisk bränslemängd med 1o ooo kcal/kg = 1,6 kg (16ooo kcal) _ teoretisk iuftmanga L = 1,6 x 11 m3 = ca 18 m3 - skorstensförluster = 8 É (18 k 9oo = 16 zoo kcal) = 5; kcal 1 296 - lednings- och strålningsförluster 2 7% = “f " 320 - andra förluster = " *Ä Totalt kcal 3 626 - Återvinning genom luftuppvärmning i lågtryokskammaren 18 k 1,293 = 23,2 kg k 0,311 k 1oo°c = 721 kcal - Återvinning genom luftuppvärinninàg i luftförvärmaren 23,3 kg x 0,315 k 2so°c = 1 soo Total återvinning 2 521 kcal --riiifört värme = 14 363 + 1 637 = 16 ooo " - Utnytt jningsbart värme = 12 375 " Verkningsgraden utgör 12 0333 = 0,77 1 Det är att märka att denna verkningsgrad (för panna och kon- densor) vid en modern anläggning utgör max 4-0 - 42 73; i allmänhet 32 - 34 35 (vid kraftverk för ren strömalstring).

1. Ånggenerator för höjning av trycket i ånga, kännetecknad av Patentkrav: att den innefattar dels ett slutet rum (15) med en värmd ooh en svalare sektor, dels ett roterande batteri, som är anordnat för rotation kring en axel i det slutna rummet (15) och innefattar ett flertal längsgående kanaler (1 - 12), vilka är anordnade i en ring kring det slutna rummets axel och sträcker sig parallellt med denna axel, samt ett flertal värmeväxlaranordningar (5), vilka är anordnade i längsgående radiella plan runt det ringformiga systemet av kanaler (1 - 12), varvid värmeväx- laranordningarna (S) är anslutna till var sin av kanalerna (1 - 12) pà 'sådant sätt, att anga kan cirkulera mellan varje kanal (1 - 12) och tillhörande värmeväxlar- eget-it; 7813131-5 anordning (5), och dels ett ringformigt intagshuvud (3) och ett ringformigt uttagshuvud (ä), som är tätande anslutna till motsatta ändar av kanalerna (1 - 12), varvid intags- och uttagshuvudena (3 resp 4) är anordnade att kommunicera med de längsgående kanalerna (1 - 12) genom förbindelsekanaler inuti huvudena (3, 4) under batteriets rotation på sådant sätt, att varje förbindelsekanal kommunicerar med varje iängsgående kanal (1 - 12) i följd efter varandra under batteriets rotation, varvid uttagshuvudet (4) har en förbindelsekanal för utmatning av ånga och íntagshuvudet har en förbindelsekanal för inmatning av ånga, vars tryck ska höjas i ânggeneratorn, på sådant sätt, att huvudena (3, 4) fungerar som inlopps- resp utloppsventiler för, de längsgående kanalerna (1 - 12) och ånga kan strömma genom íntagshuvudet (3), de längsgående kanalerna (1 - 12), värmeväxlaranordningarna (5) och uttagshuvudet (4) och värmas i den värmda delen av det slutna rummet (15) under batteriets rotation.

2. Ånggenerator enligt kravet 1, kännetecknad av att de längsgående kanalerna (1 - 12) är bildade av profilrör (6), som är sammansvetsade parallellt med varandra till en ring.

3. Ånggenerator enligt kravet 1 eller 2, kännetecknad av att tätningar är anordnade mellan de längsgående kanalernas (1 - 12) motstående ändar och respektive huvuden (3 resp ll), och att tätningarna utgörs av lameller, som hydra- uliskt pressas mot kanalerna.

4. Ånggenerator enligt något av föregående krav, kännetecknad av att värmeväxlaranordningarna bildas av rörspiraler (5), som är radiellt anordnade och med sina ändar är förbundna med respektive längsgående kanal, så att ett spiralrör och en längsgående kanal bildar en cell.

5. Ånggenerator enligt något av föregående krav, kännetecknad av att det slutna rummets (15) båda sektorer vardera upptar 1800.

6. Ånggenerator enligt kravet 5, kännetecknad av att ånga tas ut från de sista kanalerna i den värmda sektorn och kyls i en lågtryckskammare (14), som har till uppgift att bilda en luftförvärmare.

7. Ånggenerator enligt kravet 4, kännetecknad av att -de av en rörspiral (S) och en längsgående kanal (1 - 12) bildade cellerna under batteriets rotation passerar genom ett värmebad l form av ett trâg (16), som innehåller en vätska, exvis flytande metall. B. Ånggenerator enligt kravet 6, kännetecknad av att lågtryckskammaren (114) genomströmmas av en luftström, som efter förvärmning i lågtryckskammaren (14) värms slutligt i en luftvärmare (10) och i av avgaser värmda rör (19) och tillförs ånggeneratorns brännare (9) som värmd förbränninglsluft. _______. _ _ ___ 1- .__._ _.