Паровая турбина ртути
Ртутная турбина — это разновидность теплового двигателя используется , в котором ртуть в качестве рабочей жидкости в тепловом цикле. Ртутная турбина использовалась вместе с паровой турбиной. [1] для выработки электроэнергии . Этот пример производства с комбинированным циклом не получил широкого распространения из-за высоких капитальных затрат и очевидной токсической опасности в случае утечки ртути в окружающую среду.
Ртутный цикл обеспечивает повышение эффективности по сравнению с паровым циклом, поскольку энергия может быть введена в цикл Ренкина при более высокой температуре. Металлургические разработки позволили со временем повысить эффективность паровых электростанций, в результате чего турбина на парах ртути стала устаревшей. Современные электростанции с комбинированным циклом работают с КПД 61% и без каких-либо проблем с безопасностью, присущих паровым электростанциям с бинарным ртутным циклом Ренкина.
Исторический пример
[ редактировать ]
Ежегодник электротехники, 1937 г., [2] содержало следующее описание турбины на парах ртути, работающей в коммерческих целях:
Преимущество эксплуатации ртутной турбины в сочетании с паровой электростанцией заключается в том, что полный цикл может работать в очень широком диапазоне температур без использования какого-либо аномального давления. Выхлопы ртутной турбины используются для поднятия пара для паровой турбины. Компания Hartford Electric Light Co. (США) имеет турбогенератор мощностью 10 000 кВт, приводимый в движение парами ртути, которые достигают турбины при 70 фунтах на квадратный дюйм (манометрический показатель), при температуре 880°F. Пары ртути конденсируются при температуре 445°F и поднимают 129 000 фунтов пара в час. при давлении 280 фунтов на кв. дюйм. Последний перегревается до 735°F и подается на паровые турбины. В течение 4 месяцев непрерывной работы эта электростанция в среднем производила около 0,715 фунта угля на кВтч чистой мощности, около 43% продукции приходилось на ртутный турбогенератор и 57% на паровую установку. При поддержании полной нагрузки тепловая мощность составляет в среднем 9800 БТЕ на чистый кВтч [КПД 34,8%). Считается, что затраты на обслуживание будут ниже, чем на обычной паровой электростанции. Противодавление на ртутной турбине определяется давлением парового котла; необходим только небольшой вакуумный насос, поскольку в ртутной системе нет воздуха или другого газа.
Электростанции, спроектированные Уильямом Ле Роем Эмметом, были построены компанией General Electric и эксплуатировались в период с 1923 по 1950 год. В число крупных электростанций входили:
- Хартфорд, Коннектикут, 1,8 МВт, начиная с 1922 года, поэтапно повышенная до 15 МВт в 1949 году.
- Электростанция Кирни , Нью-Джерси, ртутная турбина мощностью 20 МВт + паровая турбина 30 МВт, запущена в 1933 году. [3]
- Скенектади, Нью-Йорк [4]
- Портсмут, Нью-Гэмпшир, 40 МВт, 1950 г. [5] [6]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Британский патент Thomson Houston, Великобритания 191321689 (A)
- ^ Ежегодник по электротехнике, 1937 год, изданный Emott and Company Limited, Манчестер, Англия, страница 34.
- ^ «Ртуть как рабочее тело» . www.douglas-self.com . Проверено 20 января 2016 г.
- ^ Роберт У. Эйрес, Лесли Эйрес, Лесли В. Эйрес Учет ресурсов, 2: Жизненный цикл материалов , Издательство Эдварда Элгара, 1999 ISBN 185898923X , стр. 169.
- ^ Нага Проектирование электростанций 3e , Tata McGraw-Hill Education, 2008 г. ISBN 0070648158 стр. 107
- ^ Герман Брановер, Йешаджау Унгер Металлургические технологии, преобразование энергии и магнитогидродинамические потоки AIAA, 1993 ISBN 1563470195 страницы 337-338
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Ртуть как рабочая жидкость
- Статья в журнале Time, 1929 год: Меркурий приходит к власти
- Статья в журнале Time, 1942 г., «Сила с ртутью».
- Чертеж «Турбина Mercury теперь добилась успеха» , стр. 40
- "Дешевая энергия от ртути" Ежемесячник научно-популярной литературы , сентябрь 1929 г.