Тепловое аккумулиров ание энергии

Внутренние устройства аккумулирующих сосудов со скользящим давлением

Правильная зарядка аккумулирующих сосудов со сколь­зящим давлением пара, заполняющего сосуд, должна проте­кать при конденсации пара с малым температурным расслое­нием (или без него) и с малым перепадом давления. Лучше всего это сделать созданием направленной циркуляции воды в сосуде. Для организации такой циркуляции пар может вдуваться в сосуд через его нижнюю часть. В этом случае, однако, зарядное давление пара должно быть значительно выше давления аккумулирования, что приводит к увеличению перепада давления и эксергетических потерь. С другой сто­роны, вдув пара в верхнюю часть сосуда (паровую подушку) позволяет избежать существенных потерь давления. Однако при этом нагревается (за счет конденсации) только верхний слой воды, следствием чего становятся значительные потери аккумулирующей емкости. Поэтому при зарядке пар обычно вводится в верхнюю часть объема воды (рис. 1.23). Для соз­дания направленной циркуляции воды сосуд снабжен сепара­тором, разделяющим зоны нисходящих и восходящих токов. В зоне восходящих токов установлены зарядные сопла. Они направлены вверх и создают динамические силы на поверх­ности нагретого слоя.

При правильной разрядке аккумулирующего сосуда со скользящим давлением из объема воды, содержащейся в со­суде, должен генерироваться пар с малой влажностью, а па­ровая подушка должна иметь как % можно меньший объем (чтобы не завышать емкость сосуда). Этот объем, однако, должен быть достаточным для того, чтобы обеспечить удов­летворительное разделение пара и воды гравитационными силами. При выборе размеров сосуда должно быть учтено повышение уровня воды в начале процесса разрядки, когда в верхней части сосуда, а затем и в нижней будут возникать паровые пузырьки, Поднятие уровня воды может быть, однако,
значительно снижено созданием как можно ранее направлен - ной циркуляции воды. Направляющие цилиндры, установлен­ные для создания циркуляции воды при зарядке, используют­ся также во время разрядки. Они должны находиться значи­тельно ниже минимального уровня воды (который может быть определен, как показано на рис. 2.3), для того чтобы избежать нарушения циркуляции. Над ними устанавливаются сепараторы в виде усеченных конусов с тем, чтобы сконцен­трировать паровые пузырьки и таким образом разделить зоны восходящих и нисходящих токов в начале разрядки. Перевер­нутое расположение усеченных конусов (рис. 4.4) предпочти­тельнее, так как в этом случае тепло от стенок, освобождаю­щееся во время разрядки, стимулирует циркуляцию [4.5]. Интенсивная циркуляция сводит к минимуму подъем уровня воды. Это важно не только в начале разрядки, но и позже, когда давление падает, а содержание воды в парожидкостной смеси уменьшается; при этом удельный объем пара увеличи­вается, происходит разбрызгивание и вспенивание воды, что требует для разделения фаз большей паровой подушки в со­суде. Дальнейшее улавливание и отвод влаги происходят в осушителе, установленном в зоне выхода пара аналогично
барабанам паровых котлов. В длинных горизонтальных сосу­дах для отделения влаги может быть использована горизон­тальная перфорированная разрядная труба. Сопло Вентури на выходе будет ограничивать расход пара при разрядке в экстремальных случаях (например, при разрушении трубы).

Кроме зарядного и разрядного оборудования аккумуля­торы со скользящим давлением снабжаются оборудованием для контроля уровня воды. Если аккумулятор заряжается насыщенным паром, то при разрядке получается меньшее количество пара вследствие потерь через изоляцию. Соответ­ственно уровень воды повысится и время от времени потре­буется отводить жидкость. Если аккумулятор заряжается пе­регретым паром, то уровень воды может либо повышаться, либо понижаться; он понижается, если степень перегрева превышает тепловые потери за цикл. В последнем случае в аккумулирующий сосуд следует добавлять воду или снижать температуру пара (например, используя дозирующий впры - скиватель).

Зарядка аккумулирующего сосуда со скользящим давле­нием с разрядкой горячей водой и внешней генерацией пара (расширительного типа) может быть осуществлена анало­гично аккумулированию со скользящим давлением и внутрен­ней генерацией пара, либо заполнением горячей водой (по­добно вытеснительному аккумулированию), либо, наконец, одновременным заполнением водой и паром (например, пу­тем предварительного нагрева воды в верхней части сосуда). Для разрядки никаких внутренних устройств не требуется.