CZ2014440A3 - Heat steam engine operating in perfect condensation cycle - Google Patents

Abstract

Stroj sestává ze zdroje tepla a dále z kotle (1) s teplonosnou látkou, kdo které je teplo dodáváno a cirkulačního čerpadla (7). Dále sestává z kondenzátoru (2), protiproudého výměníku (3) a vlastního třístupňového hřídelemi propojeného tepelného stroje tvořeného radiálními turbínami (4), (5), (6). Stroj je vybaven dopravním čerpadlem (8) dopravujícím pracovní látku z kondenzátoru (2) do tepelného stroje pomocí příslušného propojovacího potrubí. Stroj je tvořen z kaskádou propojených radiálních turbín s vnitřní dodávkou tepla, kde první radiální turbína (4) představuje izobarický stroj, druhá radiální turbína (5) představuje izotermickoizobarický stroj a třetí radiální turbína (6) představuje izotermický stroj.The machine consists of a heat source and a boiler (1) with a heat transfer fluid, who supplies the heat and a circulation pump (7). Further, it consists of a condenser (2), a counter-current exchanger (3) and a three-stage shaft of an interconnected heat machine consisting of radial turbines (4), (5), (6). The machine is equipped with a transport pump (8) conveying the working substance from the condenser (2) to the heat machine by means of an appropriate connecting pipe. The machine is made up of a cascade of interconnected radial turbines with internal heat supply, wherein the first radial turbine (4) is an isobaric machine, the second radial turbine (5) is an isothermalizobaric machine, and the third radial turbine (6) is an isothermal machine.

Description

1

• · · · « · · • · · · · ·

Tepelný parní stroj pracující v dokonalém kondenzačním cyklu Oblast techniky

Vynález se týká tepelného stroje konkrétně parního stroje pracujícího v dokonalém kondenzačním cyklu.

Dosavadní stav techniky V současnosti je teplo získávané z uhlí či jádra a podobně využíváno k výrobě elektrické energie za pomoci tepelného stroje ve spojení s alternátorem. Jako tepelné stroje jsou používány v převážné většině hydrodynamické stroje, tedy konkrétně axiální turbíny, přičemž tyto stroje pracují v takzvaném uzavřeném Rankinově cyklu, který spočívá v tom, že v kotli se ohřívá voda, která se mění v páru o vysokém tlaku a ta je přiváděna do axiální turbíny, kde se velice krátce rozpíná izobaricky a následně se rozpíná převážně adiabaticky, pára ve stroji koná práci na úkor svého vnitřního tepla, přičemž klesá jak její hustota tak teplota a tlak, tedy pára o značně nižší teplotě tlaku a hustotě je z turbíny odvedena do kondenzátoru, kde je v podstatě turbínou izobaricky stlačována, zde odevzdá svoje výparné teplo Iv a zkondenzuje , vzniklý kondenzát je pomocí vysokotlakého čerpadla vracen zpět do kotle, tím je celý cyklus uzavřen.

Uvedený cyklus je z termodynamického hlediska více či méně dokonalý, podle toho jak je dodávané teplo do cyklu využito, tedy především kolik tepla je do cyklu vráceno či nikoliv a jak probíhá hlavní rozpínání plynu v turbíně, tedy čím více se rozpínání blíží adiabatickému rozpínání tím menší je konečná praktická účinnost celého stroje. Tedy pára může být mezi jednotlivými stupni turbíny přihřívána a potom vlastní rozpínání plynu probíhá tak, že průběh je méně adiabatický a více se přibližuje rozpínání izotermickému, v takovém případě stroj dosahuje lepší praktické účinnosti. Z výpočtů vyplývá, že pracovní cyklus, kde je konána práce více či méně adiabatickým rozpínáním plynu, bude mít vždy podstatně menší účinnost než pokud se bude pára ve stroji rozpínat izotermicky a přitom konat práci.

Ve své podstatě kruhový parní cyklus může probíhat pouze ve dvou možnostech, tou první je současně používaný Rankinův cyklus, který je založen na skutečnosti, že v tomto cyklu je největší objem práce vykonán pomocí adiabatického děje, nevýhodou tohoto cyklu je ovšem vždy jeho výrazně nižší praktická účinnost mezi dvěma danými teplotami, tedy tento cyklus je značně nedokonalý, tato skutečnost se ovšem ukázala až po vynalezení dokonalého cyklu, který je založen na skutečnosti, že největší objem práce v dokonalém cyklu je vykonán pomocí izotermického děje.

Je tomu tak proto, že bude-li množství, hustota a teplota páry přivedené do kondenzátoru v obou případech stejná, budou stejné i konečné ztráty dané odvedeným teplem pří

* * • · · · · · kondenzaci plynu, ovšem rozpíná-li se plyn v Rankinově cyklu adiabaticky, vykoná vždy výrazně nižší práci během cyklu než rozpíná-li se izotermicky a to přibližně o jednu třetinu.

Pokud bychom tedy měli pomocí adiabatického děje vykonat stejně velkou práci jakou vykoná děj izotermicky, potom musíme do plynu dodat více tepla, ovšem více tepla tam můžeme dodat pouze zvýšenou teplotou, co to znamená v praxi, protože ztráty budou v obou případech na konci cyklů stejné, bude podstatně účinnější ten cyklus, který vykoná větší práci, budeme-li chtít ovšem vykonat srovnatelnou práci pomocí adiabatického děje, musíme zvýšit výrazným způsobem vyšší teplotu, musí být výrazně zvýšen rozdíl teplot, pokud bude u izotermického děje rozdíl teplot 300°C, potom aby adiabatický děj vykonal stejné množství práce, musí být teplota plynu vyšší přibližně o jednu třetinu než u děje izotermického, tedy přibližně 400°C. Toto je zcela prokazatelná skutečnost, která je evidentně vidět sestrojíme-li příslušný diagram p - v, aby totiž na konci obou dějů byla vykonána stejně velká práce, musí adiabatické rozpínání začít při větší teplotě. Pokud je tedy vyšší teplota shodná, potom bude praktická účinnost adiabatického děje vždy výrazně nižší než tomu bude u děje izotermického, zde je tedy důvod výrazně nižší praktické účinnosti Rankinova cyklu oproti maximální účinnosti teoreticky dosažitelné mezi dvěma danými teplotami.

Tento úkol je řešen tepelným parním strojem s dokonalým parním kondenzačním cyklem podle vynálezu, ve kterém není přítomen adiabatický děj.

Podstata vynálezu

Tepelný parní stroj pracující v dokonalém kondenzačním cyklu sestává ze zdroje tepla, které je dodáváno do kotle s teplonosným médiem, pomocí něhož a příslušného tepelného okruhu s oběhovým čerpadlem je dodáváno teplo do vlastního tepelného třístupňového stroje, dále sestává z protiproudého výměníku a kondenzátoru pracovního média a dopravního čerpadla dodávajícího pracovní látku do stroje.

Vlastní stroj je tvořen třístupňovou speciální radiální turbínou, do které je během činnosti dodáváno teplo ze zdroje pomocí teplonosného média, které je ohříváno v kotli a pomocí oběhového čerpadla cirkuluje strojem, kde předává teplo pracovní látce.

První stupeň stroje představuje v podstatě hydromotor, jelikož zde koná práci pracovní látka v kapalném stavu a jeho úkolem je vrátit zpět do cyklu práci, kterou jsme dodali dopravnímu čerpadlu vracejícímu zkapalněnou pracovní látku přes protiproudý výměník zpět do stroje a dále práci v podobě tepla, kterou jsme dodali do plynu při jeho izobarické kompresi v protiproudém výměníku, jakož i odebrané měrné teplo pracovnímu plynu. To je dáno tím, že tato tepla byla vrácena do cyklu v protiproudém výměníku pracovní látce v kapalném stavu a ta vykonala příslušnou práci v prvním stupni stroje rozpínáním kapaliny. Z prvního stupně je pracovní médium ohřáté na vyšší teplotu TI přivedeno v kapalném stavu do druhého stupně, a zde se kapalina mění v mokrou páru a rozpíná se izotermickoizobaricky na úkor tepla dodávaného teplonosnou látkou a vykoná příslušnou práci. Z druhého stupně je mokrá pára přivedena do třetího izotermického stupně, kde se pára rozpíná izotermicky na úkor tepla přijatého z teplonosné látky a koná příslušnou práci, přičemž hustota a tlak páry klesá, teplota zůstává konstantní a pára se z mokré páry stává parou nejprve sytou a na výstupu z turbíny již parou přehřátou. Z třetího stupně je přehřátá pára přivedena do protiproudého výměníku, kde je izobaricky stlačována a zde předává své měrné teplo včetně v teplo se proměnivší dodanou práci protiproudící pracovní látce v kapalném stavu. Pára zde přechází ze stavu přehřáté páry postupně do stavu mokré páry a přitom je odevzdáním tepla snížena její teplota v ideálním případě na teplotu T a je přivedena následně do kondenzátoru, kde je izotermicko izobaricky stlačena a přechází do kapalného stavu, přitom je z páry odvedeno skupenské teplo varu It a teplo rovnající se ekvivalentu dodané práce k jejímu izotermickoizobarickému stlačení.

Kapalná pracovní látka je poté přivedena do čerpadla, které ji přes protiproudý výměník přivádí do stroje, tím je celý dokonalý parní cyklus ukončen.

Pouze tímto způsobem lze dosáhnout maximálně dosažitelné praktické účinnosti, která se může v ideálním případě pohybovat až okolo 90% účinnosti teoreticky vypočítané, mezi dvěma danými teplotami. Výhodou daného uspořádání je dosažení maximálně dosažitelné praktické účinnosti tepelného stroje mezi dvěma danými teplotami. Tato skutečnost je dána především tím, že teplo dodávané do stroje je využito s maximální efektivitou a nevyužité teplo a teplo v podobě práce dodané čerpadlu, jakož i práce dodaná při izobarickém stlačení plynu v protiproudém výměníku, jsou do cyklu vraceny jednak pomocí prvního stupně stroje a protiproudého výměníku, kde je příslušné teplo vráceno do kapalné pracovní látky přiváděné do prvního stupně stroje.

Další výhodou je, že teplo je do stroje dodáváno pomocí vhodné teplonosné látky, například oleje, který obíhá strojem pomocí oběhového čerpadla, přičemž teplonosné látce je dodáváno teplo v kotli, do kterého může být přiváděno z jádra nebo ze slunce či spalováním tuhých či kapalných látek a podobně.

Další výhodou je, že z kondenzátoru je odvedeno pouze skupenské teplo varu pracovní látky a dodaná izobarická práce.

Velkou výhodou je skutečnost, že pracovní látka ve stroji se nemůže dostat do stavu, že by mohla částečně kondenzovat a vytvářet tak kapičky, což by mohlo způsobovat problémy a tato skutečnost platí nezávisle na tom jaká pracovní látka bude ve stroji použita. • ♦ 4

Další velkou výhodou je, že cyklus bude pracovat vždy se stejnou efektivitou nezávisle na použité pracovní látce a tak pokud bude jako pracovní látka použit například oxid uhličitý, bude tento stroj pracovat efektivně již s rozdílem teplot okolo 100°C, přičemž celý stroj bude mít vysoký objemový a kilogramový výkon, kterého by nemohlo již být dosaženo, pokud by jako pracovní látka byla použita voda.

Jistou nevýhodou je skutečnost, že jako vlastní stroje nebude možno použít osvědčené axiální turbíny, jelikož do těch není možno zajistit průběžnou dodávku tepla během rozpínání plynu uvnitř stroje, takže bude nutno použít speciální radiální turbíny, které umožní, aby jejich rotorem mohlo proudit teplonosné médium.

Průběh jednotlivých dějů dokonalého kondenzačního cyklu Děj 1-2.

Pracovní látka v kapalném stavu je přivedena z kondenzátoru do dopravního čerpadla a je čerpadlem tlačena izobaricky přes protiproudý výměník do prvního stupně stroje, přitom ovšem se vzrůstající teplotou díky přijatému teplu v protiproudém výměníku se zvětšuje objem kapaliny a v prvním stupni je tak vykonána izobarická práce, která je rovna práci dodané čerpadlem a zvětšení objemu kapaliny přijetím daného tepla, přičemž teplota kapaliny postupně vzroste z nižší teploty T na vyšší teplotu TI. Děj 2- 3.

Pracovní látka v kapalném stavu o vyšší dané teplotě TI je z prvního stupně přivedena do druhého stupně, kde se rozpíná izotermickoizobaricky na úkor tepla přijatého z teplonosné látky, přechází z kapalného stavu do stavu mokré páry a koná izobarickou práci, přičemž na výstupu z druhého stupně je tlak pracovní látky stejný jako na výstupu z dopravního čerpadla. Děj 3-4. z druhého stupně je mokrá pára přivedena do třetího izotermického stupně, kde se rozpíná izotermicky, tedy za stálé teploty, přičemž odebírá teplo z teplonosné látky a koná příslušnou práci, přitom klesá její hustota a tlak a přechází ze stavu mokré páry postupně v páru nasycenou, kdy na výstupu z třetího stupně již představuje páru přehřátou a její tlak poklesl z vyššího tlaku p 1 na nižší tlak p. Děj 4 - 5. Z třetího stupně je přehřátá pára o vyšší teplotě TI a tlaku p přivedena do protiproudého výměníku, kde je izobaricky, tedy za stálého tlaku stlačována a odevzdává zde své měrné teplo včetně v teplo se přeměňující dodané práce protiproudící pracovní látce v kapalném 5 • · stavu, přičemž klesá její teplota a zvyšuje se její hustota a postupně přechází ze stavu přehřáté páry v mokrou páru o nižší teplotě T. Děj 5-6. Z protiproudáho výměníku je mokrá pára přivedena do kondenzátoru, kde je izotermickoizobaricky stlačena, přičemž je z ní odvedeno skupenské teplo varu It plus příslušný ekvivalent tepla ve formě dodané práce při jejím stlačení a přechází do kapalného stavu, přičemž od výstupu přehřáté páry z třetího stupně až do kondenzátoru má pára konstantní nižší tlak p. Děj 6-1. Z kondenzátoru je pracovní látka v kapalném stavu přivedena do dopravního čerpadla, které ji při stálém tlaku, tedy v podstatě izobaricky přesouvá přes protiproudý výměník do stroje. Tím je celý cyklus uzavřen. V dokonalém parním kondenzačním cyklu pracovní látka prochází ve své podstatě pouze několika izobarickými ději a jedním dějem izotermickým, děj adiabatický není v tomto cyklu přítomen. Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude objasněn schematickým výkresem konkrétního příkladu provedení tepelného parního stroje pracujícího v dokonalém kondenzačním cyklu. Příklad provedení vynálezu

Tepelný stroj pracující v dokonalém kondenzačním cyklu sestává ze zdroje tepla a dále z kotle 1 steplonosnou látkou, do které je teplo dodáváno, a cirkulačního čerpadla 7, dále kondenzátoru 2,protiproudého výměníku 3 a vlastního třístupňového hřídelemi propojeného tepelného stroje tvořeného radiálními turbínami 4,5,6 a dále dopravního čerpadla 8 dopravujícím pracovní látku z kondenzátoru 2 do tepelného stroje pomocí příslušného propojovacího potrubí. Tepelný stroj sestává z kaskády propojených speciálních radiálních turbín s vnitřní dodávkou tepla, kde radiální turbína 4 představuje izobarický stroj, radiální turbína 5 představuje izotermickoizobarický stroj a radiální turbína 6 představuje izotermický stroj, celý cyklus pracuje tak, že do dopravního čerpadla 8 je přivedena z kondenzátoru 2 kapalná pracovní látka a ta je dopravním čerpadlem 8 tlačena přes protiproudý výměník 3 do 6 • · radiální izobarické turbíny 4, kde koná práci a je následně přivedena do radiální izobarickoizotermické turbíny 5 , kde z kapalná fáze přechází v mokrou páru kde a přitom vykoná práci a odtud je přivedena již do radiální izotermické turbíny 6, kde se mokrá pára mění postupně v páru přehřátou a zde vykoná největší práci a odtud je přehřátá pára odvedena do izobarického protiproudého výměníku 3, kde je izobaricky stlačena, přičemž předá teplo protiproudící pracovní látce a přechází do stavu mokré páry, která je přivedena do kondenzátoru 2 , kde odevzdá své teplo a kapalní, aby byla následně přivedena do dopravního čerpadla 8, tím je celý cyklus ukončen a znovu se opakuje. Během činnosti pomocí oběhového čerpadla 7 obíhá teplonosná látka z kotle 1 a zpět přes jednotlivé radiální turbíny 4,5,6, kde předává teplo, které je přeměněno na mechanickou práci, která je odebírána ze hřídele stroje. Teplo do kotle 1 může být dodáváno jakýmkoliv známým způsobem.

Průmyslová využitelnost

Tepelný parní stroj pracující v dokonalém kondenzačním cyklu bude mít velmi široké použití v energetice, přičemž umožní efektivně využívat i odpadní tepla s nízkými teplotními rozdíly, což umožní u stávajících elektráren zřídit druhé energetické stupně a zvýšit tak výrazným způsobem jejich celkovou praktickou účinnost. Ve spojení s výbušnými motory bude možno vytvářet vysoce efektivní hybridní energetické jednotky, jejichž praktická účinnost se bude pohybovat v ideálním případě okolo 60 - 65 %.

Seznam vztahových značek 1. kotel 2. kondenzátor 3. Izobarický protiproudý výměník 4. Radiální izobarická turbína 5. Radiální izotermickoizobarická turbína 6. Radiální izotermická turbína 7. Oběhové čerpadlo 8. Dopravní čerpadlo

1

• · · · · · · · · · · · · · · ·

Thermal steam engine operating in perfect condensing cycle Technique

BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a heat engine in particular a steam engine operating in a perfect condensing cycle.

BACKGROUND OF THE INVENTION At present, heat extracted from coal or core and the like is used to produce electrical energy by means of a thermal machine in conjunction with an alternator. In general, hydrodynamic machines, namely axial turbines, are used as thermal machines, and these machines operate in a so-called closed Rankine cycle, which consists in heating water in the boiler that changes into high pressure steam and is fed in an axial turbine, where it expands very shortly isobarically and then expands predominantly adiabatically, steam in the machine performs its work at the expense of its internal heat, with both its density and temperature and pressure decreasing, that is, steam with considerably lower pressure and density temperatures from the turbine drained into a condenser where it is essentially isobarically compressed by the turbine, surrenders its evaporative heat IV and condenses, the condensate is returned to the boiler via a high-pressure pump, thereby closing the entire cycle.

This cycle is more or less perfect from the thermodynamic point of view, depending on how the heat supplied to the cycle is used, namely how much heat is returned to the cycle or not and how the main gas expansion in the turbine, the more the expansion approaches adiabatic expansion the smaller is the ultimate practical efficiency of the entire machine. Thus, the steam can be heated between the individual stages of the turbine and then the actual expansion of the gas proceeds so that the course is less adiabatic and more closer to the isothermal expansion, in which case the machine achieves better practical efficiency. The calculations show that the duty cycle, where work is done more or less by adiabatic expansion of the gas, will always be significantly less efficient than if the steam in the machine is expanded isothermally while doing the work.

In essence, the circular steam cycle can only take place in two ways, the first being the currently used Rankine cycle, which is based on the fact that in this cycle, the greatest volume of work is done by adiabatic action, but the disadvantage of this cycle is always its significantly lower practical the efficiency between the two given temperatures, that is, the cycle is considerably imperfect, but this fact was only revealed after the inventing of the perfect cycle, which is based on the fact that the greatest volume of work in the perfect cycle is done by the isothermal process.

This is because, if the amount, density and temperature of the steam introduced into the condenser are the same in both cases, the final heat losses will be the same.

Gas condensation, however, when the gas in the Rankine cycle expands adiabatically, it always performs significantly less work during the cycle than when it is isothermal and by about one third.

So if we were to do the same work as an isothermal action using an adiabatic process, then we need to add more heat to the gas, but we can only supply more heat there with elevated temperature, which means in practice, because the losses will be the same at the end of the cycles. , it will be significantly more efficient that cycle, which will do more work, but if we want to do comparable work with adiabatic action, we have to increase the temperature significantly, the temperature difference must be significantly increased if the temperature difference is 300 ° C, then in order for the adiabatic process to perform the same amount of work, the gas temperature must be about one third higher than that of the isothermal process, ie approximately 400 ° C. This is a fully demonstrable fact that is obviously seen when we construct the p - v diagram in order to do the same big work at the end of both events, and the adiabatic expansion must start at a higher temperature. Thus, if the higher temperature is the same, then the practical efficiency of the adiabatic process will always be significantly lower than will be the case of isothermal, hence the reason for the significantly lower practical efficiency of the Rankine cycle versus the maximum efficiency theoretically achievable between the two given temperatures.

This object is solved by a thermal steam machine with a perfect steam condensation cycle according to the invention in which an adiabatic process is absent.

SUMMARY OF THE INVENTION

A thermal steam engine operating in a perfect condensing cycle consists of a heat source that is supplied to a boiler with a heat transfer medium through which heat is supplied to the heat pump to its own three-stage heat pump, and further comprises a countercurrent heat exchanger and a working medium condenser. a transport pump supplying the working substance to the machine.

The machine itself consists of a three-stage special radial turbine, into which heat is supplied from the source during operation by means of a heat transfer medium, which is heated in the boiler and is circulated by means of a circulation pump, where it transfers heat to the working substance.

The first stage of the machine is basically a hydraulic motor, as the working substance is working here in the liquid state and its task is to return the work we have supplied to the conveyor pump returning the liquefied working substance back to the machine through the countercurrent heat exchanger and then to work in the heat form we supplied the gas with its isobaric compression in the countercurrent heat exchanger as well as the collected specific heat for the working gas. This is due to the fact that this heat was returned to the cycle in a countercurrent heat exchanger working fluid in a liquid state, and that it did the appropriate work in the first stage of the machine by expanding the liquid. From the first stage, the working medium heated to a higher temperature T1 is brought to the second stage in the liquid state, and here the liquid changes into a wet vapor and expands isothermally to the detriment of the heat supplied by the heat carrier and performs the appropriate work. From the second stage, the wet vapor is fed to the third isothermal stage, where the vapor expands isothermally to the detriment of the heat received from the heat carrier and performs the appropriate work, with the vapor density and pressure decreasing, the temperature constant and the vapor initially saturated and saturated from the steam steam overheated at the turbine outlet. From the third stage, superheated steam is fed to a countercurrent heat exchanger where it is isobarically compressed and passes its specific heat, including in heat, to the flowing working fluid in the liquid state. Here, the steam passes from the superheated steam state to the wet vapor state and at the same time the heat is reduced by its temperature to ideal temperature T and is then fed to the condenser, where it is isothermally isobarically compressed and transformed into a liquid state. the heat of boiling It and the heat equal to the equivalent of the work delivered to its isothermal-pressurization.

The liquid working substance is then fed to the pump, which feeds it through the countercurrent heat exchanger to the machine, thus completing the complete steam cycle.

Only in this way is it possible to achieve maximum practical efficiency, which can ideally range up to about 90% efficiency theoretically calculated between two given temperatures. The advantage of this arrangement is to achieve the maximum achievable practical efficiency of the heat machine between the two given temperatures. This is mainly due to the fact that the heat supplied to the machine is utilized with maximum efficiency and the unused heat and heat in the form of work supplied to the pump, as well as the work delivered by isobaric gas compression in the countercurrent heat exchanger, are returned to the cycle by the first stage of the machine and countercurrent heat exchanger, where the heat is returned to the liquid working substance fed to the first stage of the machine.

A further advantage is that the heat is supplied to the machine by means of a suitable heat carrier, for example an oil circulating by the machine by means of a circulation pump, whereby heat is supplied to the heat carrier in which it can be fed from the core or from the sun or by burning solid or liquid substances etc.

Another advantage is that only the latent heat of boiling of the working substance and the supplied isobaric work are removed from the condenser.

The big advantage is that the working substance in the machine cannot get into a condition that could partially condense and form droplets, which could cause problems and this fact is independent of what working substance will be used in the machine. • ♦ 4

Another great advantage is that the cycle will always work with the same efficiency regardless of the working substance used, so if carbon dioxide is used as a working substance, for example, the machine will operate efficiently with a temperature difference of around 100 ° C, with the whole machine being high the volume and kilogram output that could no longer be achieved if water were used as the working substance.

A certain disadvantage is the fact that it is not possible to use proven axial turbines as their own machines, since it is not possible to ensure continuous heat supply during expansion of the gas inside the machine, so special radial turbines will be needed to allow the heat transfer fluid to flow through their rotor.

Course of individual processes of perfect condensation cycle Story 1-2.

The working substance in the liquid state is fed from the condenser to the conveyor pump and is pushed by the pump isobarically through the countercurrent heat exchanger to the first stage of the machine, but with increasing temperature due to the heat received in the countercurrent exchanger, the volume of liquid is increased and isobaric work is performed at the first stage. which is equal to the work delivered by the pump and the increase in liquid volume by receiving the given heat, while the liquid temperature gradually increases from a lower temperature T to a higher temperature T1. Storyline 2- 3.

The working substance in the liquid state at a higher temperature T1 is brought from the first stage to the second stage, where it expands isothermically-isobarically at the expense of the heat received from the heat transfer medium, passes from the liquid state to the wet steam state and performs isobaric work, while at the exit from the second stage the working fluid pressure is the same as the outlet of the transport pump. Story 3-4. from the second stage, the wet steam is fed to the third isothermal stage, where it isothermally expanded, ie at a constant temperature, taking heat from the heat carrier and doing the appropriate work, decreasing its density and pressure and moving from the wet vapor to saturated vapor, when at the output of the third stage the steam is already superheated and its pressure has dropped from the higher pressure p 1 to the lower pressure p. Action 4 - 5. From the third stage, the superheated steam at a higher temperature T1 and pressure p are fed to a countercurrent heat exchanger where isobaric , thus compressing under constant pressure and releasing here its specific heat, including in the heat converting the delivered work, the countercurrent working fluid in the liquid state, decreasing its temperature and increasing its density and gradually changing from the superheated steam in the wet steam to the lower temperature T. Action 5-6. From the countercurrent heat exchanger, the wet steam is fed to a condenser where it is isothermally-isobarically compressed, dissipating the latent heat of boiling It plus the corresponding heat equivalent in the form of the delivered work when it is compressed and passing into a liquid state, leaving the superheated steam outlet from the third stage to in the condenser the steam has a constant lower pressure p. In the liquid state, the working substance is fed from the condenser to a conveying pump, which moves it at constant pressure, ie substantially isobarically, through the countercurrent exchanger to the machine. This closes the entire cycle. In a perfect steam condensation cycle, the working substance passes through only a few isobaric processes and one isothermal action, the adiabatic process is not present in this cycle. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

The invention will be illustrated by a schematic drawing of a particular embodiment of a thermal steam engine operating in a perfect condensing cycle. An embodiment of the invention

A thermal machine operating in a perfect condensing cycle consists of a heat source and a boiler 1 with a heat transfer material and a circulation pump 7, a condenser 2, a counter-flow heat exchanger 3 and a three-stage shaft connected by a heat generator 4.5. 6, and a transport pump 8 conveying the working substance from the condenser 2 to the heat machine by means of an appropriate connecting pipe. The thermal machine consists of a cascade of interconnected special radial turbines with internal heat supply, where the radial turbine 4 is an isobaric machine, the radial turbine 5 is an isotherm-isobaric machine, and the radial turbine 6 is an isothermal machine, the entire cycle is operated by a condenser 2 is a liquid working substance and is conveyed by the transport pump 8 through a countercurrent heat exchanger 3 to 6 of a radial isobaric turbine 4 where it operates and is subsequently fed to a radial isobaric isothermal turbine 5 where the liquid phase passes into a wet steam where and at the same time performs work and from there it is already fed to the radial isothermal turbine 6, where the wet steam is gradually converted into superheated steam, and here it performs the most work and from there the superheated steam is led to the isobaric countercurrent exchanger 3 where it is isobarically compressed, passing heat against and flows into a wet vapor that is fed to a condenser 2, where it releases its heat and liquid to be subsequently fed to the transport pump 8, thereby completing the cycle and repeating it. During operation, by means of the circulation pump 7, the heat carrier circulates from boiler 1 and back via individual radial turbines 4.5.6, where it transfers heat which is converted into mechanical work that is withdrawn from the machine shaft. Heat to boiler 1 can be supplied by any known method.

Industrial usability

A perfect steam condensation cycle steam engine will be widely used in the energy sector, making it possible to use waste heat efficiently with low temperature differences, allowing existing power plants to set up second energy levels and thus increase their overall practical efficiency. In conjunction with explosive engines, it will be possible to create highly efficient hybrid power units, whose practical efficiency will ideally be around 60-65%.

List of Reference Marks 1. Boiler 2. Condenser 3. Isobaric Countercurrent Heat Exchanger 4. Radial Isobaric Turbine 5. Radial Isothermic-Isobaric Turbine 6. Radial Isothermal Turbine 7. Circulation Pump 8. Transport Pump

Claims (5)

Patentové nároky 1. Tepelný stroj pracující v dokonalém kondenzačním cyklu sestává ze zdroje tepla a dále z kotle (1) s teplonosnou látkou, do které je teplo dodáváno a cirkulačního čerpadla (7), dále kondenzátoru (2),protiproudého výměníku (3) a vlastního třístupňového hřídelemi propojeného tepelného stroje tvořeného radiálními turbínami ( 4),(5),(6) a dopravního čerpadla (8) dopravujícího pracovní látku z kondenzátoru (2) do tepelného stroje a příslušného propojovacího potrubí, přičemž tepelný stroj sestává z kaskády propojených radiálních turbín s vnitřní dodávkou tepla, kde radiální turbína (4) představuje izobarický stroj, radiální turbína (5) představuje izotermickoizobarický stroj a radiální turbína (6) představuje izotermický stroj.Patent Claims 1. A thermal machine operating in a perfect condensing cycle consists of a heat source and a boiler (1) with a heat transfer medium to which heat is supplied and a circulation pump (7), a condenser (2), a countercurrent heat exchanger (3) and a proprietary three-stage shaft-coupled heat engine consisting of radial turbines (4), (5), (6) and a transport pump (8) conveying the working substance from the condenser (2) to the heat engine and associated interconnecting pipe, the heat engine consisting of an interconnected radial cascade an internal heat turbine, wherein the radial turbine (4) is an isobaric machine, the radial turbine (5) is an isothermisobaric machine, and the radial turbine (6) is an isothermal machine. 2. Tepelný stroj pracující v dokonalém kondenzačním cyklu podle nároku 1 vyznačující se tím, že jako pracovní látka může být použita voda, oxid uhličitý a jiné vhodné látky.2. A perfect condensing cycle thermal machine according to claim 1, wherein water, carbon dioxide and other suitable substances can be used as the working substance. 3. Tepelný stroj pracující v dokonalém kondenzačním cyklu podle alespoň jednoho z předcházejících nároků vyznačující se tím, že hlavní práce je vykonávána pomocí izotermického děje a děj adiabatický není v cyklu přítomen.A thermal machine operating in a perfect condensing cycle according to at least one of the preceding claims, characterized in that the main work is performed by an isothermal process and the adiabatic process is not present in the cycle. 4. Tepelný stroj pracující v dokonalém kondenzačním cyklu podle alespoň jednoho z předcházejících nároků vyznačující se tím, že teplo je dodáváno přímo do stroje pomocí teplododávajícího okruhu a teplonosné látky ohřívané v kotli 1.Perfect thermal condensing cycle machine according to at least one of the preceding claims, characterized in that the heat is supplied directly to the machine by means of a heat transfer circuit and a heat transfer medium heated in the boiler 1. 5. Tepelný stroj pracující v dokonalém kondenzačním cyklu podle alespoň jednoho z předcházejících nároků vyznačující se tím, že pomocí protiproudého výměníku je do cyklu vraceno všechno nevyužité teplo, které lze vrátit.Perfect thermal condensing cycle machine according to at least one of the preceding claims, characterized in that all unused heat that can be returned to the cycle is returned to the cycle by means of a counter-flow exchanger.