Устройство для сжигания жидкого топлива в котле-утилизаторе

 

Изобретение относится к судостроению, в частности к судовым энергетическим установкам с котлом-утилизатором. Цель изобретения - повышение эксплуатационной надежности. В режиме пониженной нагрузки газотурбинного двигателя 1 заполняют конденсатом верхнюю и нижнюю части 14, 15 коллектора и топливоиспарительную трубку 16. Затем насосом 19 подают топливо, которое вытесняет конденсат и испаряется. Пары топлива поступают во внутреннюю полость 46 газохода 2, где происходит его самовоспламенение. Дожигание паров топлива в потоке газов и промывка устройства конденсатом позволяют повысить эксплуатационную надежность. 2 з.п. ф-лы, 9 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPbfTHRM

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4163955/24-06 (22) 22.12.86 (46) 30.06.89. Бюл. У 24 (72) А.А.Кохан, С.П,Кактьпп и В.Я.Подгорец (53) 662.95!.2(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1020695, кл. F 23 D 5/04, 1981.,54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЖИГАНИЯ ЖИДКОГО ТОПЛИВА В КОТЛЕ-УТИЛИЗАТОРЕ (57) Изобретение относится к судостроению, в частности к судовым энергетическим установкам с котлом-утилизатором. Цель изобретения — повы„„SU„„1490386 д1 (5D 4 Р 23 0 5/04, Р 01 К 23/06 шение эксплуатационной надежности.

В режиме пониженной нагрузки газотурбинноro двигателя 1 заполняют конденсатом верхнюю и нижнюю части 14

l5 коллектора и топливоиспарительную трубку 16. Затем насосом 19 подают топливо, которое вытесняет конденсат и испаряется. Пары топлива поступают во внутреннюю полость 46 газохода 2, где происходит его самовоспламенение. Дожигание паров топлива в потоке газов и промывка устройства конденсатом позволяют повысить эксплуатационную надежность. 2 з.п. ф-лы, 9 ил.

1490386

Изобретение относится к судостро. ению, в частности к судовым энергетическим установкам с котлом-утилизатором (КУ), снабженным устройством для сжигания жидкого топлива при увеличении паропроиэнодительности на частичных режимах работы газотрубной установки, Целью изобретения является повьппение эксплуатационной надежности и эффективности работы.

На фиг ° 1 представлена схема установки; на фиг.2 — устройство для сжигания топлива, общий вид; на фиг.3— устройство верхней части топливного коллектора; на фиг.4 — гофрированные испарительные трубки, поперечное сечение; на фиг.5 — то же, продольное сечение,на фиг.6 — то же,с фигурными металлическими пластинами; на фиг./ . треугольные испарительные трубки,поперечное сечение; на фиг.8 — расположение в газоходе треугольных испарительных трубок;на фиг.9 — расположение рядов (пучкон) испарительнь х трубок в гаэоходе.

Парогазовая устанонка (ПГУ) содержит, газотурбинный двигатель (ГТД, 1, в газоходе 2 которого последовательно расположены корпус 3 испарителя топлива (ИТ) и котел-утилизатор (КУ) 4, сообщающийся трубопроводами

5, 6 насьпценного и перегретого пара с общесудовьми потребителями пара (ОСПП) 7 и с утилизационным турбоreнератором (УТГ), включающим утилизационную паровую турбину (УПТ) 8 с регулятором 9 подачи пара, и конденсатором 10, и электрогенератор 11, подключенный к судовой сети 12 через распределительный щит 13.

Устройство для сжигания жидкого топлива выполненно из верхней (топливной) и нижней (сливной) частей

I4, 15 топливного коллектора, расположенных снаружи газохода 2 и соединенных между собой наклонными испарительными трубками 16, снабженными равномерно распределенной по длине перфорацией перфорированными отверстиями) 17. Верхняя часть 14 топливного коллектора через регулятор 18 расхода или давления топлива сообщена с насосом 19, а через клапаны 20 и 21 — с системой вспомогательного котла (не показан). Нижняя часть 15 топливного коллектора сообщена сливной трубой 22 с водяной охлаждаемой

I0

55 емкостью 23, снабженной охладителем

24. Емкость 23 подключена перепускной трубкой 25 к сливной цистерне 26, К ОСИП 7 по трубопроводу 27 дополнительно подается пар от внешнего источника, например от вспомогательного котла (не показано).

Корпус 3 включает стенки 28 и 29, н которых, например электросваркой, закреплены испарительные трубки 16.

Р стенки верхней части 14 топливного коллектора внарены патрубок 30 подвода топлива (насьпценного пара, конденсата) и концы 31 испарительных трубок 16, снабженные на входе дроссельными шайбами 32 с калибронанными отверстиями 33. Исгарительные трубки

16 могут быть выполнены гофрированными, включающими нпадины 34 и выступь 35. В испарительных трубках 16 по всей их длине установлены фигурные металлические пластины 36, включающие отбойные щитки 37, расположенные по оси 38 перфорированных отверстий 17.

Испарительные трубки 16 могут быть выполнены треугольными с боковыми стенками 39 и нижним горизонтальным основанием 40. Система воспомогательного котла трубопроводами 41, 42 насьпценного пара и конденсата через клапаны 20 и 21 сообщена с верхней частью !4 топливного коллектора. Испарительные трубки 16 (фиг.9) расположены рядами (пучками) 43, 44, верхними и нижними, причем верхний ряд

43 трубок 16 расположен над перфорацией 17 трубок 16 нижнего ряда 44.

Между верхней частью 14 топливного коллектора и регулятором 18 устанонлен клапан 45. Газоход 2, испарительные трубки 16 и водяная охлаждаемая емкость 23 имеют ннутренние полости 46, 47 и 48 соответственно.

Парогазовая установка работает следующим образом.

При работе ГТД 1 на повышенной мощности подача топлива в корпус 3 отключена, клапаны 20, 21 и 45 закрыты и паропроизводительности КУ 4 достаточно для обеспечения требуемой мощности ОСПП 7 и УПТ 8. При этом верхняя и нижняя части 14, 15 топливных коллекторов и внутренняя полость

47 трубок 16 заполнены горячими отработавшими газами. Давление во внутренних полостях 46 и 48 одинаково, поэтому истечение горячих газон через водяную емкость 23 исключается.

1490386 6

Емкость 23 постоянно охлаждается забортной водой через охладитель 24, эа счет чего температура воды в емко1 ти 23 поддерживается не более 3040 С.

На режимах пониженной мощности

ГТД I, когда необходимо повысить мощность УПТ 8, т.е. повысить паропроиэводительность КУ 4, вводят в действие устройство для сжигания жидкого топлива. Открывают клапан 21 и заполняют верхнюю часть 14 коллектора конденсатом, который через отверстия 33 сливают.в трубки 16, где вода испаряется и образующийся водяной пар вытесняет газы, включающие кислород, и заполняет верхнюю и нижнюю части

l4, 15 коллекторов и внутреннюю полость 47 трубок 16. Излишки конденсата сливаются в емкость 23. Затем закрывают клапан 21 и открывают клапан 45 и насосом 19 подают топливо в наполненную водой верхнюю часть 14 топливного коллектора. Топливо в верхней части 14 коллектора вытесняет воду и через отверстия 33 за водой поступает в трубки 16> где топливо испаряется и, вытесняя водяной пар, пары топлива заполняют внутреннюю полость 47 и через перфорированные отверстия 17 подводятся во внутреннюю полость 46.

В полости 46 горячих газов с темо, пературой около 300 С обеспечивается самовоспламенение паров топлива, в результате чего повышают температуру газов, поступающих в КУ 4, и его производительность.

При переходе на повышенную нагрузку ГТД I и подачу топлива отключают путем закрытия клапана 45 и открытия клапана 21. В результате образующиеся пары воды вытесняют пары топлива, после чего закрывают клапан 21 Аналогично работает устройство для сжи— гания топлива при подаче пара через клапан 20.

Таким образом, жидкое топливо первоначально испаряют и в газоход 2 подают пары топлива, равномерно распределенные по всему потоку газов.При этом эа счет подачи конденсата в испарительные трубки 16 прн включении и выключении устройства подачи.топлива исключается контакт паров топ1 лива с газами, т.е. возможность образования взрыва, во внутренней по5

15

20 ний ряд 44 трубок 16 IOX общего рас25

55 лости 47 трубок 16 и частях 14, топливного коллектора. Давление паровв топлив а не з на чнтел ьно, на 50—

IO0 мм вд.ст. больше давления газа в полости 46, поэтому длина факела пламени от перфорированного отверстия 17 также небольшая. Температура газов поддерживается регулятором

18 топлива в пределах не более чем на номинальном режиме ГТД I поэтому нет необходимости использования в газоходе 2 специальной топки для сжигания топлива.

Бесперебойность работы устройства на режимах с относительной мощностью

ГТД l, равной 0,1-0,15, т.е. на пониженных температурах газа на выходе

ГТД 1, обеспечивается подачей в нижхода топлива на КУ 4, причем для надежности работы в нижний ряд 44 может подаваться легкое топливо, имеющее более низкую температуру вспьапки, что позволя ет гарантированно иметь достаточно высокую температуру, обеспечивающую испарение топлива в верхнем ряде 43 испарительных трубок 16. Все это повышает надежность

ГТУ и ПГУ в целом на сниженных нагрузках ГТД !.

Формула и з о б р е т е н и я

I.Устройство для сжигания жидкого топлива в котле-утилизаторе, содержащее параллельно расположенные топливоиспарительные трубки с выпускными отверстиями, источник топлива,подключенный к входу трубок, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности путем исключения заброса жидкого топлива в газоход котла, устройство дополнительно содержит промежуточную охлаждаемую емкость и подводящий и сливной коллекторы, расположенные на входе и выходе топливоиспарительных трубок соответственно, при этом вы1ход сливного коллектора подключен к промежуточной охлаждаемой емкости, а топливонспарнтельные трубки расположены наклонно и снабжены дроссельными шайбами.

2, Устройство по п ° 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что подводящий коллектор топлнвоиспарительных трубок дополнительно сообщен через запорные клапаны с трубопроводом пара или конденсата.

)490386

29

Э. Устройство по пп. I и 2, о тл и ч е в щ е е с я тем, что внут5

3 ри топлнвоиспарительных трубок расположены жидкостно-отбойные щитки.

1490386

77 фиг 7 Рияд

1490386

УРЮК/НАС юпллй В Ю ююр гюаплйФ

r6 76 1g

Составитель В.Замулаев

Редактор М.Бандура Техред П.0лийнык Корректор Т,Колб

Заказ 3665/40 Тираж 488 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, W-35, Раушская наб., д, 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101