Реактор для получения тепловой и электрической энергии

Номер инновационного патента: 30986

Опубликовано: 15.03.2016

Авторы: Кусаинов Ардак Кадылбекович, Ахметов Кайрат Нурсаинович

Скачать PDF файл.

Формула / Реферат

Изобретение относится к области промышленной энергетики и может быть использовано для создания реакторов для получения тепловой и электрической энергии.
Техническим результатом изобретения является повышение эффективности и КПД.
Указанная цель достигается тем, что в реакторе для получения тепловой и электрической энергии, содержащий корпус с конусообразной верхней и нижней частью, с установленной в ней мишенью, образующий с корпусом рубашку для теплоносителя, с размещенной внутри мишени питателем , подсоединенной к пневмомагистрали, расположенной по вертикальной оси реактора с отходящими патрубками и имеющими в поперечном сечении аэродинамический каплеобразный профиль, с выполненными в наружной стенке питателя соплами-диффузорами, с нижней конусообразной частью соединенной с пневмоприводом, проходящим через дополнительный теплообменник с бункером питателя, и мишенью, в поперечном сечении имеющего профиль храпового колеса, между верхними и нижними конусообразными частями и мишенью с корпусом, образующим рубашку для теплоносителя, устанавливаются верхние и нижние барабаны тороидальной формы, а на стороне мишени, контактирующей с теплоносителем, размещаются теплопередающие ребра.

Текст

Смотреть все

МИНИСТЕРСТВО ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ теплоносителя, с размещенной внутри мишени питателем, подсоединенной к пневмомагистрали,расположенной по вертикальной оси реактора с отходящими патрубками и имеющими в поперечном сечении аэродинамический каплеобразный профиль,с выполненными в наружной стенке питателя соплами-диффузорами, с нижней конусообразной частью соединенной с пневмоприводом,проходящим через дополнительный теплообменник с бункером питателя, и мишенью, в поперечном сечении имеющего профиль храпового колеса,между верхними и нижними конусообразными частями и мишенью с корпусом, образующим рубашку для теплоносителя, устанавливаются верхние и нижние барабаны тороидальной формы, а на стороне мишени,контактирующей с теплоносителем, размещаются теплопередающие ребра.(76) Ахметов Кайрат Нурсаинович Кусаинов Ардак Кадылбекович(56) Инновационный патент РК 24019, 2011(54) РЕАКТОР ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ТЕПЛОВОЙ И ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ(57) Изобретение относится к области промышленной энергетики и может быть использовано для создания реакторов для получения тепловой и электрической энергии. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности и КПД. Указанная цель достигается тем, что в реакторе для получения тепловой и электрической энергии,содержащий корпус с конусообразной верхней и нижней частью, с установленной в ней мишенью,образующий с корпусом рубашку для Изобретение относится к области промышленной энергетики и может быть использовано для создания реакторов для получения тепловой и электрической энергии на основе т.н. эффекта Ушеренко,основанного на аномальном выделении тепловой энергии при проникновении потока тонкодисперсного порошка размерами порядка 10 мкм при их ускорении до скоростей порядка 1000 м/сек и более с последующим ударом в металлическую мишень-преграду (Ушеренко С.М. Сверхглубокое проникновение частиц в преграды и создание композитных материалов. Минск, 1998 г.,стр.2,7,46,117). Аналогом изобретению является реактор для получения тепловой и электрической энергии,основанный на эффекте Ушеренко, представленный в патенте Российской Федерации ( 2201625 С 2,МПК 21 1/00, 21 1/02, 2003 г), состоящий из герметичного загрузочного бункера для порошка частиц-ударников с дозатором и вакуумным затвором, корпус, камеру для теплоносителя,герметичную рабочую камеру, выполненную в виде цилиндрической мишени-преграды, центральную трубу-стойку, основной ускоритель, кольцевой дефлектор со щелями, узел предварительного центробежного ускорителя в виде диска с ребрами,устройство для очистки внутренней стенки мишенипреграды, сборник для порошка, входные и выходные патрубки для теплоносителя, а также блок автоматического регулирования режимов работы реактора. Недостатком известного реактора является его исключительная сложность,обусловленная необходимостью как достижения окружной скорости вращения диска-ускорителя в 1500 м/сек(или 5400 км/час), при том что на вращающемся диске размещаются основные ускорители, так и обеспечение полного вакуума внутри реактора, и кроме того,невозможность радиально бомбардировать мишень-преграду частицами ввиду того,что вектор сил,сложившийся из центробежных и инерционных сил заставит двигаться ударники-частицы по касательной относительно мишени-преграды. В совокупности вышеуказанные недостатки делают практически нереализуемой данное изобретение. Прототипом изобретения является реактор для получения тепловой и электрической энергии,основанный на эффекте Ушеренко, представленный в инновационном патенте Республики Казахстан 24019 от 30.03.2011 г., содержащий корпус с конусообразной верхней и нижней частью,установленную в ней мишень, образующий с корпусом рубашку для теплоносителя, внутри мишени размещен питатель, подсоединенный к пневмомагистрали, выполненный по вертикальной оси реактора с отходящими патрубками и с возможностью вращения, причем отходящие патрубки имеют в поперечном сечении аэродинамический каплеобразный профиль, в наружной стенке питателя выполнены сопладиффузоры,нижняя конусообразная часть соединена с пневмоприводом, проходящий через 2 дополнительный теплообменник, а внутренняя поверхность мишени в поперечном сечении имеет профиль храпового колеса. Недостатком данного реактора является низкая эффективность парообразования ввиду отсутствия конструктивных элементов для аккумуляции пара, а также небольшой площади соприкосновения мишени с теплоносителем. Задачей изобретения является повышение эффективности и КПД. Указанная цель достигается тем, что в реакторе для получения тепловой и электрической энергии, содержащий корпус с конусообразной верхней и нижней частью, с установленной в ней мишенью, образующий с корпусом рубашку для теплоносителя,с размещенной внутри мишени питателем,подсоединенной к пневмомагистрали,расположенной по вертикальной оси реактора с отходящими патрубками и имеющими в поперечном сечении аэродинамический каплеобразный профиль,с выполненными в наружной стенке питателя соплами-диффузорами, с нижней конусообразной частью соединенной с пневмоприводом,проходящим через дополнительный теплообменник с бункером питателя, и мишенью, в поперечном сечении имеющего профиль храпового колеса,между верхними и нижними конусообразными частями и мишенью с корпусом, образующим рубашку для теплоносителя, устанавливаются верхние и нижние барабаны тороидальной формы, а на стороне мишени,контактирующей с теплоносителем, размещаются теплопередающие ребра. Изобретение поясняется фигурами, где На фиг.1 схематично показано поперечное сечение по вертикали На фиг.2-разрез А-А фиг.1 с поперечным сечением мишени и питателя На фиг.3-разрез В-В фиг.1, на котором показано поперечное сечение отводящих патрубков пневмомагистрали На фиг.4-зонафиг.2, на котором показан увеличенный вид фрагмента сечения мишени. Устройство содержит корпус 1, внутри которого располагается питатель 2. По вертикальной оси реактора проходит пневмомагистраль 3 с отходящими патрубками 3, соединенными с питателем 2, причем и питатель 2 и отходящие патрубки 3 пневмомагистрали 3 имеют в сечении каплеобразный аэродинамический профиль для обеспечения наименьшего сопротивления набегающему потоку. Между питателем 2 и корпусом 1 размещена мишень 4, внутренняя поверхность которой в е поперечном сечении имеет профиль храпового колеса, а на обратной стороне выполнены заодно теплопередающие ребра 16. Мишень 4 и корпус 1 образуют рубашку,заполняемую теплоносителем 6, в верхней части соединены с верхним тороидальным барабаном 13, в нижней части с нижним тороидальным барабаном 15. На питателе 2 выполнены сопла-диффузоры 5,соединенные также с пневмомагистралью 3 через отводящие патрубки 3. В мишень вмонтированы датчики 7, соединенные с управляющим блоком вариатора 8, который в свою очередь соосно соединен с питателем 2 с одной стороны и с генератором 9 с другой стороны. Генератор 9 соосно соединен с паровой турбиной 10. Устройство работает следующим образом Генератор 9 в режиме электродвигателя через вариатор 8 начинает вращать питатель 2 с пневмомагистралью 3 с отводящими патрубками 3,имеющих каплеобразный аэродинамический профиль. В питатель при этом поступает порошок частиц-ударников,которые под действием окружной скорости, центробежной силы, а также давления воздуха в пневмомагистрали, создаваемого компрессором (на фиг. не показан) выдуваются из сопел 5 со скоростью от 1000 м/сек. и бомбардируют поверхность мишени 4 под прямым углом, так как в сечении она имеет вид храпового колеса. Некоторое количество частиц-ударников за счет сопротивления среды отклоняется назад и также под прямым углом попадает в мишень в зону,параллельной касательной к окружности вращения. Мишень 4 вследствие эффекта Ушеренко нагревается и через теплопередающие ребра 16 нагревает теплоноситель 6, который по известному принципу парогенерации,аккумулируется в верхнем тороидальном барабане 13, и при достижении необходимого давления и температуры,подается в паровую турбину 10. Последняя начинает вращать генератор 9 с переходом последнего в режим выработки электроэнергии. Датчик 7 через блок управления регулирует частоту вращения вариатора 8, например для стабилизации оборотов генератора 9 до стандартных параметров. По мере испарения теплоносителя в нижний барабан 15 поступает теплоноситель 6 из теплообменника 12,который является фактически первой ступенью нагрева, за счет температуры воздуха, проходящего через него вследствие избыточного давления,создаваемого вращающейся пневмомагистралью 3 с профилированными отходящими патрубками 3 по аналогии с вентилятором. Воздух нагревается от контакта с внутренней стороной мишени 4 и выносит с собой частицы порошка-ударника, не проникшие в мишень, где в сепараторе 14 они отделяются для повторного использования. Таким образом,применение верхних и нижних тороидальных барабанов, а также увеличение площади контакта,соответственно,теплопередающей поверхности с теплоносителем трансформирует реактор в полноценный парогенератор, чем и достигается повышение эффективности и КПД. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Реактор для получения тепловой и электрической энергии, включающий корпус с конусообразной верхней и нижней частью, установленную в ней мишень, образующий с корпусом рубашку для теплоносителя, внутри мишени размещен питатель,подсоединенный к пневмомагистрали, выполненный по вертикальной оси реактора с отходящими патрубками и с возможностью вращения, причем отходящие патрубки имеют в поперечном сечении аэродинамический каплеобразный профиль, в наружной стенке питателя выполнены сопладиффузоры,нижняя конусообразная часть соединена с пневмоприводом, проходящий через дополнительный теплообменник,внутренняя поверхность мишени в поперечном сечении имеет профиль храпового колеса, отличающийся тем, что между верхним конусом и мишенью с корпусом в верхней части установлен верхний тороидальный барабан, между нижним конусом и нижней стороной мишени и корпуса установлен нижний тороидальный барабан, на стороне мишени,контактирующей с теплоносителем, выполнены теплопередающие ребра.

МПК / Метки

МПК: G21B 1/19

Метки: тепловой, энергии, электрической, получения, реактор

Код ссылки

<a href="https://kz.patents.su/5-ip30986-reaktor-dlya-polucheniya-teplovojj-i-elektricheskojj-energii.html" rel="bookmark" title="База патентов Казахстана">Реактор для получения тепловой и электрической энергии</a>

Похожие патенты