Главная - Литература

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 [68] 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93

ВбДНИКОЁоГб feemecfBS термоэлементов (0,02-0,0S ет1см-браВ).

В этом случае термическое сопротивление, а следовательно, и теплопередающая поверхность конденсатора при возрастании полезной мощности энергетической установки всего на десятые доли процента при прочих равных условиях увеличиваются в 40-ь50 раз.

Столь значительное увеличение поверхности, так же как и увеличение температуры конденсации при сохранении неизменной поверхности теплообмена конденсатор-термоэлектрогенератор, позволяет считать термоэлектрический метод утилизации теплоты в конденсаторах паровых установок экономически не оправданным, по крайней мере до тех пор, пока не произойдет существенного увеличения эффективности термоэлектрических материалов.

Аналогичные выводы можно сделать и применительно к методу использования в термоэлектрогенераторах теплоты, передаваемой забортной воде в теплообменных аппаратах газотурбинных и дизельных установок.

Следовательно, термоэлектрический метод утилизации теплоты судовых энергетических установок в ближайшем будущем, очевидно, может быть применен лишь в установках, характеризующихся относительно большими потерями теплоты с уходящими газами, и то при условии положительных результатов технико-экономического анализа.

Конструктивные особенности термоэлектрогенераторов, в которых используется теплота уходящих газов, определяются специфичными методами организации теплообмена. В этих случаях термоэлектрогенератор неразрывно связан с газовым циклом установки.

В большинстве случаев для использования части энергии отработавших газов судовых двигателей внутреннего сгорания применяются утилизационные котлы. Генерируемый ими пар используется в системах общесудового назначения (отопление, кондиционирование, камбуз, палубные механизмы и т. д.) и во вспомогательных турбогенераторах.

Однако в ряде случаев более целесообразным может оказаться способ утилизации энергии отработавших газов судовых двигателей внутреннего сгорания и газотурбинных установок при помощи термоэлектрогенераторов.

Последние даже при несколько меньшей эффективности по сравнению с системой утилизационный котел - турбогенератор обладают рядом несомненных преимуществ:

- простотой конструкции;

- бесшумностью работы;

- отсутствием движущихся частей;

- возможностью длительной эксплуатации без обслуживания;

- возможностью размещения термоэлектрогенераторов непосредственно на газовыхлопном тракте (в любой его части).



Весьма важен и тот факт, что для охлаждения термоэлектрогенераторов может быть использовано оборудование системы охлаждения двигателей (рис. 144).

Принципиально осуществима также возможность утилизации теплоты, отводимой охлаждающей водой, например от рубашек цилиндров двигателей внутреннего сгорания.



Рис. 144. Схема размещения термоэлементов, предназначенных для утилизации тепла двигателя внутреннего сгорания с газотурбинным наддувом.

/ - выпускной клапан; 2-газовая турбина; 3-батарея термоэлементов, использующих тепло выхлопных газов и охлаждаемых водой; 4 - иагиетатель; 5 - впускной клапан; 6-батарея термоэлементов, использующих тепло, отводимое от рубашек цилиндра и охлаждаемых водой

Рис. 145. Конструктивная схема термоэлектрогенератора, предназначенного для дизелей мощностью 5 вт.

I - термоэлементы; 2 - выхлопная труба; 3 - диффузор; 4 - ребра; S -Корпус

В настоящее время в США уже проведены испытания ряда опытных образцов термоэлектрических утилизаторов, предназначенных для дизелей, которые характеризуются температурой выхлопных газов около 900-1000° К (рис. 145). Такая температура газов дает возможность использовать для изготовления термоэлементов один из лучших термоэлектрических материалов- сплавы РЬТе р- и п-типов и обеспечить при этом приемлемые 208



значения к. п. д. (5-6%) процесса термоэлектрического преобразования энергии при температурах горячего и холодного спаев термоэлементов = 873-923° К, = 311° К-

Однако термоэлектрогенераторы утилизационного типа в настоящее время применяются недостаточно широко. Это объясняется прежде всего их относительно высокой стоимостью, которая, однако, может быть существенно уменьшена в случае серийного производства термоэлектрических батарей. Кроме того, в случае замены утилизационного котла термоэлектрогенератором возникает необходимость в электрификации ряда общесудовых потребителей. Это неизбежно приведет к значительным капитальным затратам, которые необходимо учитывать при выполнении технико-экономического анализа.

§ 19. ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТЕРМОЭЛЕКТРОГЕНЕРАТОРОВ В СОСТАВЕ ГЛАВНЫХ СУДОВЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК

Термоэлектрический метод прямого преобразования энергии в главных энергетических установках судов позволяет:

- значительно сократить номенклатуру и количественный состав механизмов и оборудования энергетической установки;

- увеличить надежность;

- автоматизировать процессы регулирования и управления;

- увеличить маневренность (мощность заднего хода, скорость реверса, длительность перехода сводного режима на другой) и другие технико-экономические показатели, обусловливаемые использованием электродвижительных комплексов постоянного тока;

- увеличить простоту и улучшить условия обслуживания (меньшие величины тепловыделений и др.).

Эти качества, даже при несколько меньшей экономичности энергетических термоэлектрических установок, требуют детального изучения. Однако вряд ли возможна разработка каких-то общих рекомендаций, так как требования к установкам в связи с их конкретным применением, а также источники тепловой энергии весьма разнообразны (энергетические установки на органическом топливе или ядерные, паровые или газовые циклы и т. д.).

Рассмотрим возможность использования термоэлектрогенераторов в паровом цикле судовой энергетической установки, в которой используется органическое топливо, с точки зрения экономической целесообразности, включая в это понятие не только величину к. п. д. установки или ее построечную стоимость, но и стоимость получаемой энергии.

Цикл паросиловой установки в координатах Т-S (рис. 146) можно разделить на три области частичных циклов:



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 [68] 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93



0.0009