Парогенератор

Изобретение предназначено для генерирования парогазовой смеси и может быть использовано в различных отраслях промышленности и сельского хозяйства. Парогенератор состоит из корпуса, содержащего камеру сгорания, камеру смешения, предназначенную для приема дымовых газов из камеры сгорания. Устройство впрыска воды выполнено в виде водяного сопла, расположенного на оси камеры сгорания, а камера смешения представляет собой трубу Вентури. Изобретение обеспечивает повышение давления парогазовой смеси. 1 ил.

 

Изобретение относится к парогенераторам и может быть использовано как автономный агрегат для получения парогазовой смеси.

Областями применения данного изобретения в промышленности являются прогрев инертных материалов и подготовка бетонной смеси на бетонных заводах в зимнее время; сушка пиломатериалов; пропарка изделий из железобетона на заводах ЖБИ; вращение малых турбин для электроснабжения; удаление снега и льда с поверхностей и арматуры под заливку бетона в зимний период, подогрев битума на строительных площадках; прогрев густых ГСМ и пропаривание емкостей; в сельском хозяйстве и других технологиях, допускающих использование парогазовой смеси.

Известен парогенератор с мгновенной подачей пара, принцип действия которого основан на впрыскивании воды в поток дымовых газов (Patent US 7,146,937 В2 - 2006 г). Парогенератор состоит из двустенной камеры сгорания и двустенной смесительной камеры, объединенных фланцевым соединением. Питательная вода из межстенного пространства камер через систему каналов во фланцевом соединении впрыскивается в поток продуктов сгорания. В коленообразной или прямой камере смешения постоянного сечения происходит парообразование и завершается формирование парогазовой смеси.

Недостаткам этого изобретения является низкое (до 1 ати) давление парогазовой смеси на выходе. Низкое давление парогазовой смеси существенно ограничивает область применения такой конструкции парогенераторов. Так невозможно получение механической работы даже в малых турбинах, имеются сильные ограничения по аэродинамическому сопротивлению распределительных паропроводов и потребителей (теплообменников, сепараторов, обрабатываемых материалов).

Конструктивно рассмотренное устройство (Patent US 7,146,937 В2) является наиболее близким к предлагаемому техническому решению - принято за прототип.

Техническим результатом изобретения является повышение давления получаемой парогазовой смеси более 1 ати.

Указанный результат достигается тем, что у парогенератора, состоящего из корпуса, содержащего камеру сгорания, камеру смешения, предназначенную для приема дымовых газов из камеры сгорания, и устройства впрыска воды, выполненного в виде водяного сопла, расположенного на оси камеры сгорания, камера смешения представляет собой трубу Вентури.

На чертеже представлен продольный разрез парогенератора, где 1 - подвод питательной воды; 2 - водяной корпус; 3 - соединительный трубопровод; 4 - насос; 5 - горелка; 6 - водяное сопло; 7 - паропровод.

Зона I (зона газообразования) - зона образования дымовых газов (камера сгорания);

Зона II (зона разгона) - зона разгона дымовых газов и снижения давления потока (конвергентная часть трубы Вентури, камера смешения);

Зона III (зона парообразования) - зона вскипания впрыскиваемой воды, роста давления и компенсации затрат энергии на парообразование (дивергентная часть трубы Вентури, камера смешения).

Устройство работает следующим образом.

Питательная вода поступает в водяной корпус 2 через подвод питательной воды 1 с минимальным давлением или без него. Далее вода по соединительному трубопроводу 3 через насос 4 попадает в водяное сопло 6. Там питательная вода перегревается (нагревается до температуры более 100°С), однако избыточное давление в водяном сопле 6, созданное насосом 4, не дает воде закипеть. Поскольку перегрев воды происходит именно в водяном сопле 6, исключается вероятность кавитации в насосе 4.

При впрыске перегретая вода мгновенно испаряется. Разгон дымовых газов в конвергентной части трубы Вентури, образованной стенками камеры смешения, приводит к снижению давления в зоне выходного сечения водяного сопла 6. В зависимости от режима работы парогенератора возможно создание разряжения в зоне выходного сечения водяного сопла 6 за счет импульса струи воды (пара). В этом случае дымовые газы инжектируются рабочим потоком воды (пара). Затраты энергии в зоне III (зоне парообразования) компенсируются потоком дымовых газов. Для повышения статического давления дымовых газов, с одной стороны, и исключения блокирования канала вследствие бурного парообразования с другой впрыск производится именно в узкой части трубы Вентури. Таким образом, зона III (зона парообразования) приходится на дивергентную часть трубы Вентури.

Установка водяного сопла 6 по оси парогенератора позволяет максимально использовать энергию потока пара и значительно увеличить кинетическую энергию потока продуктов сгорания.

Подвод питательной воды 1 располагается сверху, в стороне, противоположной точке подключения соединительного трубопровода 3. Такая схема подключения позволит организовать течение воды по водяному корпусу 2 с минимальным количеством зон пониженной циркуляции. Установка насоса 4, нагнетающего воду в водяное сопло 6, позволяет эксплуатировать парогенератор без привязки к водопроводу высокого давления, заполнять водяной корпус 2 водой до розжига горелки 5 и использовать тонкостенный водяной корпус 2, так как давление в нем будет минимальным. Высокое давление (>3 ати) будет создаваться насосом 4 только в водяном сопле 6.

При снижении теплообмена с питательной водой в водяном корпусе 2 и водяном сопле 6 (отложении накипи) или в случае падения давления газа (снижения тепловой мощности горелки) зона III несколько растянется и перейдет в паропровод 7. В этом случае водяная струя испарится не сразу, тем не менее, поток дымовых газов испарит остатки воды, хотя перегрев получаемой парогазовой смеси несколько снизится. Таким образом, даже при длительной эксплуатации и нарушении режима работы параметры (давление и температура) получаемой парогазовой смеси останутся в заявленных пределах.

Конструкция парогенератора допускает его эксплуатацию в любом положении: как в горизонтальном, так и вертикальном.

Парогенератор, состоящий из корпуса, содержащего камеру сгорания, камеру смешения, предназначенную для приема дымовых газов из камеры сгорания, отличающийся тем, что устройство впрыска воды выполнено в виде водяного сопла, расположенного на оси камеры сгорания, а камера смешения представляет собой трубу Вентури.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к силовым установкам паротурбинного типа, а именно парогенераторам, использующим в качестве горючего водород. .

Изобретение относится к силовым установкам паротурбинного типа, а именно парогенераторам, использующим в качестве горючего водород. .

Изобретение относится к области силовых установок, преимущественно газо- и паротурбинных, использующих в качестве рабочего тела водяной пар, генерируемый путем непосредственного перемешивания балластировочного компонента (вода, отработанный водяной пар) с горячим газом - продуктом сгорания водорода в кислороде, а более конкретно - к конструкциям парогенераторов.

Изобретение относится к парогенераторам для силовых установок, преимущественно паротурбинных, использующих в качестве рабочего тела пар, генерируемый посредством перемешивания высокотемпературных продуктов сгорания водорода с кислородом с балластировочным компонентом - водой.

Изобретение относится к теплоэнергетике и может найти применение в любой хозяйственной области, где требуется получение одного или нескольких теплоносителей одновременно (горячая вода, пар, парогазовоздушная смесь).

Изобретение относится к теплоэнергетике и может найти применение там, где требуется получение нескольких видов теплоносителя одновременно (горячая вода, пар, парогазовоздушная смесь) с повышенным давлением по отношению к давлению газа и воздуха на входе в устройство.

Изобретение относится к теплоэнергетике и предназначено для производства пара и горячей воды. .

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано для выработки тепловой энергии и подачи ее с помощью вырабатываемого биагентного теплоносителя потребителю.

Изобретение относится к устройствам для получения пара и предназначено для применения в нефтяной промышленности, преимущественно в установках для термической очистки насосно-компрессорных труб от парафиновых осадков.
Изобретение относится к теплотехнике и может быть широко использовано в пожарной технике как огнетушитель для объемного тушения легковоспламеняющихся веществ в условиях производства, там, где необходимо быстро получить определенный объем парогаза или двухфазной пароводяной среды низкой температуры любого состава, а также для создания неограниченного давления в емкостях неограниченного объема.

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в котлах пульсирующего горения для нагревания воды в системах отопления

Изобретение относится к области атомной энергетики и предназначено для использования на паротурбинных установках атомных электрических станций (АЭС) при температуре рабочего тела ниже температуры самовоспламенения водорода в смеси с кислородом (450°С)

Изобретение относится к тепловым энергетическим установкам, а именно к парогенераторам, использующим в качестве компонентов топлива кислород и водород с добавлением балластной воды, и может быть использовано в паросиловых установках, где в качестве рабочего тела используется водяной пар

Группа изобретений относится к скважинному парогенератору. Устройство может включать в себя секцию введения, секцию сжигания и секцию парообразования. Система скважинного парогенератора содержит секцию введения, выполненную с возможностью введения топлива и окислителя в камеру сгорания; секцию сгорания, содержащую лейнер, и секцию парообразования, содержащую форсунку. Лейнер образует камеру сгорания. Причем лейнер содержит путь потока, проходящий через лейнер для подачи текучей среды к лейнеру. Секция парообразования выполнена с возможностью введения текучей среды из пути потока лейнера к камере сгорания. Причем форсунка соединена с лейнером посредством трубы, которая обеспечивает сообщение по текучей среде между путем потока лейнера и форсункой. Подают топливо, окислитель и текучую среду в устройство. Сжигают топливо и окислитель в камере с подачей текучей среды через множество каналов, проходящих через лейнер. Нагревают текучую среду и охлаждают лейнер. Вводят капли нагретой текучей среды в камеру. Превращают капли в пар с помощью сжигания. Техническим результатом является повышение эффективности извлечения нефти из пласта. 5 н. и 43 з.п. ф-лы, 22 ил.

Изобретение относится к энергетическому машиностроению и может использоваться для автономного обеспечения потребителей различными видами энергии. Изобретение позволяет достигнуть высоких экологических показателей при получении горячей воды и снизить энергопотребление при ее нагреве, расширить диапазон автономного и мобильного обеспечения потребителей различными видами энергии. Указанный технический результат достигается тем, что система содержит источники кислорода и водорода, парогенератор, пароводяной эжектор с активным и пассивным контурами, источник воды и потребитель горячей воды, где парогенератор снабжен трубопроводами подвода кислорода, водорода, балластировочной воды, отвода пароводяной смеси и включает объединенный узел устройства зажигания и форсунок, причем трубопроводы подвода кислорода и водорода к парогенератору оснащены каждый краном и жиклером и подключены на входе к источникам кислорода или водорода, притом к активному контуру эжектора на входе подключен трубопровод отвода пароводяной смеси от парогенератора, пассивный контур эжектора на входе соединен трубопроводом с источником воды, а выход эжектора подключен к потребителю горячей воды. Дополнительно система содержит регуляторы давления и гидротурбину, соединенную валом с потребителем мощности, выход эжектора подключен к потребителю горячей воды через гидротурбину, краны сделаны запорными, регуляторы давления установлены в трубопроводах подвода кислорода и водорода между кранами и жиклерами. 7 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение предназначено для выработки высокотемпературного водяного пара и может быть использовано в силовых установках. Парогенератор содержит запальное устройство с электросвечой, смесительную головку с магистралями подвода окислителя, горючего и воды на завесное охлаждение, камеру сгорания с каналами тракта охлаждения и профилированной торцевой стенкой для направления балластировочной воды, камеру смешения с отверстиями для подачи балластировочной воды. Каналы тракта охлаждения камеры сгорания выполнены под острым углом к оси парогенератора, а отверстия для подачи балластировочной воды в зону смешения выполнены также под острым углом к оси парогенератора, и направлены в противоположную сторону относительно каналов тракта охлаждения камеры сгорания. Изобретение улучшает процесс перемешивания воды с продуктами сгорания компонентов топлива за счет наличия дополнительной турбулентной составляющей, что позволяет получить качественный фракционный состав водяного пара при уменьшенной длине камеры смешения. 2 ил.

Изобретение относится к конструкции печей и способу генерации перегретого пара и может быть использовано при разработке оборудования для бань стационарного и мобильного типов. Способ получения пара заключается в обеспечении взаимодействия парообразующей жидкости с разогретым теплообменным материалом. Парообразующую жидкость подают в предварительно расположенные в теплообменном материале емкости в виде вертикальных патрубков, состоящих из двух частей, нижней и верхней, для парообразующей жидкости, расположенных в нижней части вертикальной центральной полой стойки. Емкости патрубков заполняют парообразующей жидкостью. В верхней части центральной полой стойки установлена емкость для парообразующей жидкости с гидрозатвором. Каждый вертикальный патрубок в своей центральной части соединен с центральной стойкой соединительным патрубком. Между местом их соединения с центральной стойкой и ее нижним торцом образована полость. В верхней части вертикальных патрубков и нижней части вертикальной стойки в месте ее соединения с упомянутыми соединительными патрубками выполнены каналы, соединяющие полость устройства с окружающей средой. Каналы в вертикальных патрубках расположены выше проходного сечения соединительных патрубков. Достигаемый результат - упрощение обслуживания и повышение экономичности работы устройства за счет увеличения времени подачи пара без обслуживающего персонала. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в эжекторных установках для имитации высотных условий при испытаниях ракетных двигателей, а также в силовых установках паротурбинного типа. Техническая задача, решаемая изобретением, заключается в разработке способа, обеспечивающего повышение надежности и эффективности парогенератора, используемого в качестве стендового агрегата. Для решения задачи в способе получения высокотемпературного парогаза в жидкостном ракетном парогазогенераторе, включающем подачу компонентов топлива в камеру сгорания парогазогенератора и их сжигание с образованием высокотемпературных продуктов сгорания, в которые в камере смешения парогазогенератора впрыскивают воду с получением парогаза, отличающемся тем, что часть воды, используемой для получения парогаза, в количестве 30…40% от суммарного расхода этой воды и горючего, подают на регенеративное охлаждение огневого днища смесительной головки камеры сгорания парогазогенератора с последующим ее впрыском через выдвинутые в камеру сгорания форсунки, установленные на огневом днище, а остальную часть воды, впрыскиваемой в высокотемпературные продукты сгорания в камере смешения, подают в виде пучков капель, равномерно распределенных по поперечному сечению высокотемпературных продуктов сгорания. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к конструкциям парогенераторов. Задачей изобретения является упрощение осуществления способа и упрощение конструкции устройства. Сущность заявляемого способа заключается в том, что в способе получения пара, включающем горение топлива, контактирование газообразных продуктов горения топлива с водосодержащей средой и отвод образующегося пара, в качестве топлива используют смесь водорода с кислородом или с воздухом при соотношении водорода и кислорода в указанной смеси, обеспечивающем ее горение в режиме взрыва, обеспечивают контактирование газообразных продуктов горения топлива с водосодержащей средой путем их ввода под поверхность водосодержащей среды с образованием в ней парогазовых пузырей и последующим выделением из указанных пузырей пара при достижении ими поверхности водосодержащей среды. Сущность заявляемого устройства заключается в том, что в устройстве для получения пара, содержащем по меньшей мере одну камеру сгорания, снабженную выпускным отверстием, узел подвода топлива в камеру сгорания, узел воспламенения топлива, камеру испарения, сообщенную через выходное отверстие с камерой сгорания, согласно изобретению узел подвода топлива включает узел подвода водорода и узел подвода кислорода или воздуха, камера испарения изготовлена в виде закрытого сверху резервуара, выполненного с возможностью заполнения его нижней части водосодержащей средой, при этом в камере испарения установлена по меньшей мере одна открытая с двух концевых участков отводная труба, один концевой участок которой сообщен с выпускным отверстием камеры сгорания, а другой концевой участок расположен в резервуаре таким образом, что он оказывается заглубленным по отношению к поверхности заполняющей резервуар водосодержащей среды. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области промышленной теплоэнергетики и может быть применено для генерирования газопаровой смеси с целью термической обработки скважин в нефтедобывающей промышленности. Техническим результатом изобретения является обеспечение надежного функционирования генератора газопаровой смеси, погруженного в скважину, низкие теплопотери в технологическом процессе. Технический результат достигается за счет того, что погружной генератор газопаровой смеси, состоящий из горелки, камеры сгорания, камеры смешения, представляющей собой трубу Вентури с соплами для распыливания воды, шлангов подачи воздуха, топлива и воды, отличается тем, что стенки камеры сгорания и начального участка камеры смешения имеют спиральный канал, в который с поверхности подают воду под высоким давлением, причем в стенках спирального канала расположены входные отверстия сопел, выходящих в начальный участок камеры смешения под углом к его внутренней поверхности. 1 ил.
Наверх