ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Перспективные области применения энергетических установок с органическими рабочими телами из "Паротурбинные установки с органическими рабочими телами " Из табл. 1.4 видно, что с учетом требуемого температурного напора в парогенераторе (примерно в 100 К) низкопотенциальные источники теплоты целесообразно использовать в ПТУ с ОРТ. Применение в этих установках высокопотенциальных источников теплоты может быть оправданным лишь в случае, когда вследствие специфических условий применения установки на первый план выдвигаются такие требования, как компактность и малая масса, возможность надежного и длительного функционирования без технического обслуживания и т. д. [25, 116, 117]. [c.18] В настоящее время в качестве рабочего тела для теплоэнергетических установок, использующих теплоту уходящих газов, применяется вода. Эти установки имеют удовлетворительные технико-экономические характеристики при верхней температуре цикла в диапазоне 820. .. 920 К- Однако поскольку для организации достаточно интенсивного процесса теплопередачи в котлах-утилизаторах температурный напор должен быть порядка 100 К, то отходящие газы с температурой менее 770 К для непосредственного обогрева парогенераторов пароводяных установок использовать нельзя. По этой причине, например, в пароводяных установках, утилизирующих теплоту отходящих газов за нагревательными колодцами блюминга [25] с температурой 520. .. 570 К, для достижения приемлемых технико-экономических показателей установок, газы перед их подачей в котел-утилизатор приходится подвергать предварительному нагреву, что влечет за собой дополнительный расход топлива и введение в технологическую схему установки еще одного элемента. Расход газа на подтопку котла-утилизатора составляет 5. .. 10 % от основного расхода. [c.20] Эисргоустаиовки с вторичным использованием бросовой теплоты первой ступени преобразования энергии используются в различных областях техники. Не касаясь традиционных направлений, отметим целесообразность применения паротурбинных преобразователей с ОРТ в комбинированных космических энергётических установках с ядерными или радиоизотопными источниками теплоты. В качестве верхнего каскада в таких энергетических установках используется термоэлектрический или термоэмиссионный преобразователь. Разработка этих установок стала возможна благодаря созданию селективных покрытий для низкотемпературных холодильников-излучателей, обеспечивающих степень черноты поверхности 0,8. .. 0,9 и коэффициент поглощения солнечного излучения 0,1. .. 0,2 [25]. Такие холодильники-излучатели при температурах поверхности порядка 300 К оказываются работоспособными в условиях лучистого теплообмена с Землей, Солнцем и другими планетами. [c.21] Рассматриваемые комбинированные установки, сочетающие в себе высокотемпературный прямой и низкотемпературный машинный преобразователи тепловой энергии, позволяют при высоком уровне надежности установки в целом более полно использовать энергетический потенциал изотопного и ядерного источников теплоты. [c.21] Оценка перспектив применения солнечных ПТУ с ОРТ требует особого подхода, основанного на общих принципах оптимизации солнечных тепловых энергетических установок, сформулированных в [25]. В солнечных теплоэнергетических установках за счет концентрации излучения и применения селективных покрытий на приемниках можно повысить уровень температуры подвода теплоты к преобразователю энергии, что позволяет поднять энергетическую эффективность последнего и соответственно уменьшить требуемую площадь концентратора, а следовательно, и капитальные затраты на его создание. Однако при этом одновременно возрастают стоимость единицы площади концентратора и эксплуатационные расходы, связанные с необходимостью его ориентации на Солнце. Так, по данным работы [113], при повышении средней температуры подвода теплоты в цикле ПТУ от 370 до 570 К стоимость квадратного метра концентратора возрастает в четыре раза. [c.21] В качестве рабочего тела может использоваться вода. [c.22] В табл. 1.5, составленной по данным [25, 113], представлены расчетные значения удельных капитальных затрат на солнечные ПТУ мощностью 1,0. .. 1,2 МВт, рабочими телами которых являются различные органические вещества и вода. Из таблицы видно, что при использовании ОРТ удельные капитальные затраты на ПТУ снижаются в 2,4. .. 6,2 раза. Это объясняется более низкой стоимостью системы концентрации ПТУ с ОРТ, верхние темпера-- туры циклов которых не превышают 670 К, и лучшими технико-экономическими показателями паротурбинных преобразователей с ОРТ, обусловленными рассмотренными выше причинами. [c.22] Большой интерес представляют проведенные в СССР исследования комбинированных фототепловых гелиоэнергетических установок, в которых теплота, отводимая от фотоэлектрического преобразователя, используется в паротурбинном преобразователе с фреоном в качестве рабочего тела. В случае применения кремневых фотоэлементов термический КПД паротурбинного преобразователя составляет 7-%, а при использовании высокотемпературных фотоэлементов, например из арсенида галлия, можно при тех же условиях повысить r t паротурбинного преобразователя до 30 % [25]. [c.22] Таким образом, разработка солнечных ПТУ с ОРТ представляется перспективным направлением в развитии гелиоэнергетики. На практике возникает проблема одновременного обеспечения промышленных предприятий и автономных объектов, например космических аппаратов, электрической энергией и холодом. Энерго- и хладоснабжение по своей физической сущности являются теплоэнергетическими проблемами и поэтому должны решаться комплексно. [c.22] Перспективным средством комплексного решения этих проблем является новый класс двухцелевых теплоэнергетических установок — энергохолодильных, концепция которого разработана в нашей стране [34, 104]. По определению [105], ЭХУ представляет собой в обш,ем случае структурно-функциональное объединение преобразователей прямого и обратного циклов, предназначенное для одновременного производства механической (электрической) энергии и холода за счет энергии высокотемпературного (в термодинамическом смысле) источника теплоты. [c.23] Как видно из табл. 1.2, ряд ОРТ (например, R-22, R-114, СР-25, F -88 и др.) характеризуется сочетанием низкой температуры плавления и высокой температуры термической стабильности. Эти факторы позволяют использовать ОРТ не только в качестве хладоагентов парокомпрессионных и пароэжекторных холодильных машин, которые являются составной частью ЭХУ, но и как единое рабочее тело для контуров прямого и обратного циклов ЭХУ [98]. Поэтому все сказанное выше по поводу перспективных областей применения ПТУ, с поправкой на наличие потребностей в холоде, остается справедливым. [c.23] Вернуться к основной статье