В Институте высоких температур (ИВТАН) Российской академии наук разработана уникальная конструкция малогабаритного цилиндрического парогенератора. "Малогабаритность" его, конечно, относительна, поскольку при мощности 2,3 мегаватта он занимает платформу 3-тонного грузовика. Но в сравнении со своими предшественниками этот парогенератор и вправду невелик: ведь для размещения его традиционного аналога требуется по меньшей мере целая железнодорожная платформа.

Наука и жизнь // Иллюстрации

В ныне используемых парогенераторах обычно имеется топка, окруженная трубами с протекающей в них водой. Тепло нагревает воду в трубах, однако интенсивность этого процесса в расчете на единицу площади ограничивается температурой горения и относительно невелика. Поэтому и приходится для получения большой мощности изготавливать теплообменники столь значительных размеров и соответственно - массы.

В малогабаритном цилиндрическом парогенераторе трубы в основном получают тепло не за счет теплового излучения, а за счет непосредственного соприкосновения со стремительно их обтекающим горячим газом. В этом случае интенсивность теплообмена зависит не только от температуры, но и от скорости газа. Для создания скоростного высокотемпературного газового потока была применена цилиндрическая камера сгорания - подобная тем, что используются в газотурбинных установках.

Была изменена и форма самих труб, проходящих по топке, поскольку восприятие ими большого теплового потока чревато опасностью возникновения так называемого кризиса кипения: на внутренней поверхности трубы образуется устойчивая и затрудняющая отвод тепла паровая пленка, отчего труба может просто сгореть. Но в криволинейных трубах этот критический режим возникает при более высоких значениях теплового потока, чем в прямых, и после продолжительных исследований парообразующие трубы в парогенераторе ИВТАНа были выполнены в виде цилиндрических спиралей.

В итоге длина нового парогенератора уменьшилась, по сравнению с традиционным, в несколько раз, а объем - примерно в 10 раз. Сравнительно малые габариты позволят применять цилиндрические парогенераторы в стационарных и мобильных паро- и теплогенерирующих установках для городского коммунального хозяйства, в условиях аварийных ситуаций, в нефтегазовой промышленности, в судовых установках. По мнению автора разработки доктора технических наук К. А. Якимовича, существует возможность вернуться и к идее парового автомобиля - более экологичного, нежели автомобиль с двигателем внутреннего сгорания.

№2, 1998