Турбина на ртутных парах

Турбина на парах ртути — это разновидность теплового двигателя , который использует ртуть в качестве рабочего тела своего теплового цикла. Турбина на парах ртути использовалась совместно с паровой турбиной ^[1] для выработки электроэнергии . Этот пример комбинированного цикла генерации 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 паровым электростанциям со временем повысить эффективность, сделав турбину на ртутных парах устаревшей. Современные электростанции с комбинированным циклом работают с эффективностью 61% и без каких-либо проблем безопасности, присущих паровой электростанции с бинарным ртутным циклом Ренкина.

Исторический пример

Схема системы турбины ртутного пара на станции Шиллера в Портсмуте, Нью-Гемпшир, США

В «Электрическом ежегоднике» за 1937 год ^[2] содержалось следующее описание турбины на ртутных парах, работающей в коммерческих целях:

Преимущество работы турбины с парами ртути в сочетании с паровой электростанцией заключается в том, что полный цикл может работать в очень широком диапазоне температур без использования какого-либо аномального давления. Выхлопные газы из турбины ртути используются для повышения пара для паровой турбины. Hartford Electric Light Co. (США) имеет турбогенератор мощностью 10 000 кВт, работающий на ртутных парах, которые достигают турбины при 70 фунтах на кв. дюйм (манометрическом), 880 °F. Пары ртути конденсируются при 445 °F и повышают 129 000 фунтов пара в час при давлении 280 фунтов на кв. дюйм. Последний перегревается до 735 °F и передается в паровые турбины. В течение 4 месяцев непрерывной работы эта установка в среднем вырабатывала около 0,715 фунта угля на кВт·ч чистой выработки, около 43% выработки приходилось на ртутный турбинный генератор и 57% на паровую установку. При поддерживаемой полной нагрузке тепловая выработка в среднем составляет 9800 БТЕ на чистый кВт·ч [34,8% эффективности]. Считается, что расходы на техническое обслуживание будут ниже, чем на обычной паровой установке. Противодавление на ртутной турбине фиксируется давлением парового котла; требуется 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 с 1923 по 1950 год. Крупнейшие станции включали:

• Хартфорд, Коннектикут, 1,8 МВт, введена в эксплуатацию в 1922 году, поэтапно повышена до 15 МВт в 1949 году
• Электростанция Кирни , Нью-Джерси, ртутная турбина мощностью 20 МВт + паровая турбина мощностью 30 МВт, запущена в 1933 году ^[3]
• Скенектади, Нью-Йорк ^[4]
• Портсмут, Нью-Гемпшир, 40 МВт, 1950 ^{[5] [6]}

Ссылки

1. Британский патент Thomson Houston GB 191321689(A)
2. «Электрический ежегодник» 1937 г., изданный компанией «Эммотт энд Компани Лимитед», Манчестер, Англия, стр. 34.
3. "Ртуть как рабочая жидкость". www.douglas-self.com . Получено 2016-01-20 .
4. Роберт У. Айрес, Лесли Айрес, Лесли У. Айрес Учет ресурсов, 2: Жизненный цикл материалов , Edward Elgar Publishing, 1999 ISBN 185898923X , стр. 169 
5. Nag Power Plant Engineering 3e , Tata McGraw-Hill Education, 2008 ISBN 0070648158 стр. 107 
6. Герман Брановер, Йешаджаху Унгер Металлургические технологии, преобразование энергии и магнитогидродинамические потоки AIAA, 1993 ISBN 1563470195 стр. 337-338 

Внешние ссылки

• Ртуть как рабочая жидкость
• Статья в журнале Time 1929 года: «Меркурий приходит к власти»
• Статья в журнале Time 1942 г. Энергия с ртутью
• «Турбина Mercury теперь успешна», рисунок, страница 40
• «Дешевая энергия от ртути» Популярный научный ежемесячник , сентябрь 1929 г.