DE1276793B

DE1276793B - Process for magnetohydrodynamic electricity generation

Info

Publication number: DE1276793B
Application number: DE1964B0075158
Authority: DE
Inventors: Hellmuth Butenuth
Original assignee: HELLMUTH BUTENUTH
Current assignee: HELLMUTH BUTENUTH
Priority date: 1964-01-25
Filing date: 1964-01-25
Publication date: 1968-09-05

Description

Verfahren zur magnetohydrodynamischen Stromerzeugung Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur magnetohydrodynamischen Stromerzeugung, bei dem ein Dampfstrahl zum Antrieb einer in einem geschlossenen Kreislauf innerhalb eines Magnetfeldes umlaufenden elektrisch leitenden Flüssigkeit dient. Bei solchen mit flüssigem Metall oder flüssigen Leitern als Medium arbeitenden bekannten MHD-Generatoren besteht das schwierigste Problem in der Aufgabe, das flüssige Medium auf thermodynamischem Wege anzutreiben. Bekannte Verfahren streben zwar an, das flüssige Medium durch Wärmezufuhr und Verdampfung anzutreiben, ohne jedoch dieses Problem des Antriebs technisch faßbar zu beschreiben oder zu lösen. Auch liegt hinsichtlich des thermodnyarnischen Wirkungsgrades eines solchen Antriebs keine befriedigende Lösung vor.Method for magnetohydrodynamic power generation The invention refers to a method for magnetohydrodynamic electricity generation in which a steam jet for propelling one in a closed circuit within one Magnetic field circulating electrically conductive liquid is used. With those with known MHD generators working with liquid metal or liquid conductors as the medium the most difficult problem consists in the task of the liquid medium on thermodynamic Ways to drive. Well-known methods aim to use the liquid medium To drive heat supply and evaporation, however, without this problem of the drive to describe or solve in a technically comprehensible manner. Also lies with regard to the thermodynamic Efficiency of such a drive is not a satisfactory solution.

So heißt es in der deutschen Patentschrift 1560 029 ganz allgemein, daß eine leitende Flüssigkeit durch direkten Dampfstrahl zu raschem Umlauf gebracht wird. Wie das geschehen soll, wird nicht erörtert. Nach der deutschen Patentschrift 632 443 soll der Antrieb des Mediums durch ruckweise austretenden Hg-Dampf erfolgen, während die deutsche Patentschrift 841613 vorschlägt, das Medium durch kraftgetriebene Pumpen oder durch Dampfkessel zu beschleunigen. Über die Frage des Antriebs des flüssigen Mediums auf thermodynamischem Wege geben diese Patentschriften indessen keine klare Auskunft.In the German patent specification 1560 029 it is stated quite generally, that a conductive liquid is brought into rapid circulation by a direct jet of steam will. How this should be done is not discussed. According to the German patent specification 632 443, the medium is to be driven by jerky mercury vapor, while the German patent specification 841613 suggests the medium by power-driven Pumping or accelerating by steam boiler. On the question of the drive of the These patents, however, give liquid medium in a thermodynamic way no clear information.

Die vorliegende Erfindung zeigt dagegen eine Lösung, die technisch klar und eindeutig auf dieses Problem eingeht. Diese besteht beim eingangs genannten Verfahren erfindungsgemäß darin, daß nach dem Durchlaufen der aktiven Generatorstrecke ein Teil der elektrisch leitenden Flüssigkeit laufend zur Dampferzeugung abgezweigt wird, indem dieser Teil zur Speisung eines Dampferzeugers dient, der diesen abgezweigten Teil der Flüssigkeit bei hohem Druck verdampft, und daß der so erzeugte Dampf mittels eines Dampfstrahl-Injektorsystems zur Beschleunigung der im Stromerzeugungsteil umlaufenden Flüssigkeit dient.The present invention, however, shows a solution that is technical clearly and unambiguously addresses this problem. This exists with the one mentioned at the beginning The method according to the invention is that after passing through the active generator path part of the electrically conductive liquid is continuously branched off to generate steam is, in that this part is used to feed a steam generator that branches off this Part of the liquid evaporates at high pressure, and that the vapor thus generated means a steam jet injector system to accelerate the in the power generation part circulating liquid is used.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist in A b b.1 dargestellt. Innerhalb des ringförmigen Hohlkörpers 1 soll das elektrisch leitende flüssige Medium in geschlossenem Kreislauf rotieren. Bei 5 tritt beispielsweise ein vorher bestimmter oder mengenmäßig regulierbarer Teil des Mediums aus in Leitung 7. Diese Ablenkung kann z. B. erfolgen durch Fliehkraft oder mittels einer elektromagnetischen Flüssigkeitspumpe, dargestellt für die Leitung 7 mit den Magnetfeldern N und S, wobei die dergestalt abgezweigte Flüssigkeitsmenge gleichzeitig in den unter Dampfdruck stehenden Dampferzeuger 6 gepumpt wird. Im Dampferzeuger 6 wird das Medium verdampft und einem Dampfstrahlinjektor 2 zugeführt. Dieser Dampfstrahlinjektor, der nur schematisch angedeutet ist, erteilt dem in dem System 1 rotierenden Medium laufend die gewünschte Beschleunigung, um das Medium bei 4 durch ein Magnetfeld N und S zu treiben, dergestalt, daß in dem das Magnetfeld passierenden Leiterstück eine Spannung induziert wird, die in üblicher Weise über Elektroden abgenommen werden kann.The method according to the invention is shown in A b b.1. Within the ring-shaped hollow body 1, the electrically conductive liquid medium should rotate in a closed circuit. At 5, for example, a predetermined or quantitatively controllable part of the medium exits in line 7. This deflection can, for. B. carried out by centrifugal force or by means of an electromagnetic liquid pump, shown for the line 7 with the magnetic fields N and S, the thus diverted amount of liquid is simultaneously pumped into the steam generator 6 under steam pressure. The medium is evaporated in the steam generator 6 and fed to a steam jet injector 2. This steam jet injector, which is only indicated schematically, gives the medium rotating in system 1 the desired acceleration in order to drive the medium at 4 through a magnetic field N and S in such a way that a voltage is induced in the conductor section passing through the magnetic field, which can be picked up in the usual way via electrodes.

Bei 3 ist ein Wärmeaustauscher vorgesehen, in welchem die durch den Injektordampf dem Medium zugeführte Wärme wieder abgeführt wird, um ein Aufheizen des umlaufenden Mediums zu verhindern, wobei die Abwärme, deren Temperatur z. B. bei Anwendung des Mediums Quecksilber sehr hoch ist, wirtschaftlich genutzt werden kann.At 3, a heat exchanger is provided in which the through the Injector steam heat supplied to the medium is removed again in order to heat it up to prevent the circulating medium, the waste heat whose temperature z. B. when using the medium mercury is very high, can be used economically can.

Die Bedeutung der Erfindung besteht nun nicht nur darin, daß hier technisch klar nur ein Teil des im geschlossenen Kreislauf verbleibenden Mediums zum Zweck der Dampferzeugung abgezweigt wird und wiederum als Dampf mittels eines Dampfstrahl-Injektorsystems das flüssige Medium antreibt und so dem Medium wieder zugeführt wird, sondern daß innerhalb dieses Injektorsystems der Dampfstrahl nicht etwa auf eine ruhende Flüssigkeit trifft, die zu beschleunigen ist, sondern auf ein mit großer Geschwindigkeit strömendes Medium. Bekanntlich ist aber der Wirkungsgrad von Dampfstrahlinjektoren ein sehr schlechter, insbesondere, wenn es gilt, eine Flüssigkeit gegen hohen Druck zu beschleunigen.The meaning of the invention is not just that here technically clear only part of the medium remaining in the closed circuit is branched off for the purpose of steam generation and in turn as steam by means of a Steam jet injector system drives the liquid medium and so the medium again is supplied, but that within this injector system, the steam jet is not encounters a liquid at rest, which has to be accelerated, but on a medium flowing at great speed. But the efficiency is well known of steam injectors a very bad one, especially when it comes to one Accelerate liquid against high pressure.

Der Erfindungsgedanke strebt daher an, daß der Dampfstrahl in Form eines technisch ausgefeilten Injektorsystems einer bereits mit großer Geschwindigkeit umlaufenden Flüssigkeitsmenge laufend einen Beschleunigungszuwachs erteilt, etwa wie der Dampfstrahl, der aus der Düse auf eine laufende Turbinenradschaufel trifft. Erst so wird ein brauchbarer Wirkungsgrad erzielt. Für einen guten Wirkungsgrad ist weiterhin von Bedeutung, daß nur ein abgezweigter Teil des Mediums dem Dampferzeuger zugeführt wird und daß so die zuzuführende Verdampfungswärme bei hoher Druckerzeugung niedrig bleibt.The idea of the invention therefore seeks that the steam jet in the form a technically sophisticated injector system one already at great speed circulating amount of liquid continuously given an increase in acceleration, for example like the steam jet that hits a running turbine wheel blade from the nozzle. Only in this way is usable efficiency achieved. For a good one Efficiency is also important that only a branched off part of the medium is supplied to the steam generator and that so the heat of evaporation to be supplied at high pressure generation remains low.

Es versteht sich, daß der Kreislauf des Mediums keineswegs die Form eines Ringes oder Kreises haben muß.It goes without saying that the cycle of the medium is by no means the form of a ring or circle.

A b b. 2 zeigt einen etwa ausführbaren Ringquerschnitt bei 4 von A b b. 1.A b b. 2 shows an approximately feasible ring cross-section at 4 of A b b. 1.

Um direkt mechanische Energie zu gewinnen, kann man unter Anwendung des geschilderten Prinzips aber auch eine nach dem MIM-Prinzip wirkende Wirbelstromkupplung anwenden. Das geschieht beispielsweise gemäß A b b. 3. Hier kreist das Medium innerhalb des Systems 8 und 8', d. h., daß die Form des Hohlkörpers bei 8 z. B. den daneben dargestellten Querschnitt annimmt. Bei 12 erfolgt wiederum über die Leitung 9 die Entnahme des zur Verdampfung im Dampferzeuger 10 erforderlichen Teiles des Mediums. Der Dampf treibt wiederum mit Hilfe eines Injektorsystems 11 das im Kreislauf befindliche Medium an. Die zugeführte Dampfwärme wird über den Wärmeaustauscher 13 abgeführt, das Medium durchströmt dann den abgeflachten Teil 8, der sich z. B. halbringförmig in einem rotierenden Magnetsystem 14 mit den Wellenenden befindet.In order to obtain mechanical energy directly, one can use of the principle described but also an eddy current coupling acting according to the MIM principle use. This happens, for example, according to A b b. 3. Here the medium circles within of the system 8 and 8 ', i.e. that is, that the shape of the hollow body at 8 z. B. the one next to it assumes the cross-section shown. At 12, the line 9 again takes place Removal of the part of the medium required for evaporation in the steam generator 10. With the aid of an injector system 11, the steam in turn drives what is in the circuit Medium on. The steam heat supplied is dissipated via the heat exchanger 13, the medium then flows through the flattened part 8, which z. B. semicircular is located in a rotating magnet system 14 with the shaft ends.

In gleicher Weise wie bei Wirbelstromkupplungen werden die Magnete 14 mitgenommen und in Umdrehungen versetzt, so daß an den Wellenenden mechanische Leistung abgenommen werden kann.The magnets are in the same way as with eddy current clutches 14 taken along and rotated so that mechanical at the shaft ends Performance can be accepted.

Claims

Claims: 1. Method for magnetohydrodynamic electricity generation, in which a steam jet is used to drive one in a closed circuit within a magnetic field circulating, electrically conductive liquid is used, d a d u r c h g e - indicates that after passing through the active generator path a Part of the electrically conductive liquid is continuously branched off to generate steam is, in that this part is used to feed a steam generator that branches off this Part of the liquid evaporates at high pressure, and that the vapor thus generated means a steam jet injector system to accelerate the in the power generation part circulating liquid is used.

2. The method according to claim 1, characterized in that that the vaporized liquid is overheated.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the moving liquid is used after the principle of the eddy current coupling, the magnet system rotatably arranged around an axis put into circulation to vet °.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized characterized in that the supply of the steam generator with the circulation of the medium removed part of the liquid is carried out by means of an electromagnetic pump system. Considered publications: German patent specifications No. 156 029, 241970, 632 443, 841613; German Auslegeschrift No. 1086 335; Direct current, November 1962, Pp. 308 and 309; Electri'cal Engineering, No. 2, 1963, pages 128 to 135.