Парогазогенератор

Авторы патента:

F23D11/00 - Форсунки с непосредственным впрыскиванием жидкого топлива в пространство сгорания в капельном или испаренном состоянии (распыление вообще B05B, B05D)

F22B33/00 - Парогенераторные установки, например состоящие из взаимосвязанных паровых котлов различных типов (устройство и расположение котельных установок на морских судах B63H 21/00)

F02C6/00 - Многоагрегатные газотурбинные установки, комбинации газотурбинных установок с другими устройствами (аспекты, в основном касающиеся таких устройств, см. соответствующие классы для этих устройств); приспосабливание турбинных установок для специальных целей

Владельцы патента RU 2635012:

Климов Владислав Юрьевич (RU)

Изобретение относится к энергетическим установкам, предназначенным для выработки парогазовых смесей. Парогазогенератор содержит охлаждаемую балластирующим компонентом камеру, смесительную головку, включающую в себя блок подачи компонентов топлива, блок подачи балластирующего компонента с огневым днищем, в котором выполнены сквозные каналы, форсунки, установленные по концентрическим окружностям и состоящие из полого наконечника, соединенного с полостью одного из компонентов топлива, форкамеры, охватывающей с кольцевым зазором наконечник, при этом внутренняя полость форкамеры сообщается с одной стороны с полостями компонентов топлива, а с другой с полостью камеры, на наружной поверхности форкамеры выполнены ребра, причем балластирующий компонент поступает в полость камеры по кольцевым каналам, образованным форкамерами и сквозными каналами огневого днища. Изобретение направлено на повышение однородности температурного поля парогазовой смеси на выходе в широком диапазоне температур и давлений. 4 ил.

Изобретение относится к энергомашиностроению, а именно к способам работы и конструированию парогазогенераторов.

Одной из проблем, стоящих в настоящее время в данной области техники, является проблема эффективности энергоустановок, повышение их КПД и надежности работы.

Известен способ работы парогазогенератора, в котором рабочий процесс осуществляется в двух газовых трактах с разнотемпературными выхлопными потоками, выводимыми в общую утилизационную систему, в которой генерируется водяной пар (заявка РФ на изобретение №93009679/06/008853).

Известен способ работы парогазовой установки (парогазогенератора), включающий сжигание топлива, подогрев рабочего тела, генерацию водяного пара (патент РФ №2174615, кл. МПК7 F02C 6/18 от 12.09.1996 г.).

Известно устройство для получения высокотемпературного пара (а.с. СССР №168962), содержащее корпус с выходными патрубками для парогазовой смеси и размещенным внутри горелочным устройством.

Известен парогазогенератор, содержащий корпус с выходным патрубком для парогазовой смеси, цилиндрическую камеру сгорания с горелочным устройством, камеру смешения, форсунки, завихрители потока (патент РФ 2283456 от 12.20.2004 г., кл. МПК F22B 1/22).

Общим недостатком известных технических устройств является их недостаточная эффективность работы, сложность конструкции и низкая надежность при высоких тепловых нагрузках конструкционных элементов.

Известен парогазогенератор, содержащий камеру сгорания с форсунками, подвод воды, запальное устройство, камеру испарения, при этом подвод воды расположен в верхней части камеры сгорания и выполнен в виде втулки с тангенциальными каналами для закручивания водяного потока и образования вихреобразной оболочки, а в камере испарения установлена диафрагма (Патент РФ №2371594, МПК: F02C 6/00 - прототип).

Указанный парогазогенератор работает следующим образом.

Вода по магистрали подается в камеру сгорания, проходя по втулке с тангенциальными каналами, закручивается и образует в полости камеры сгорания вихреобразную оболочку с разрежением внутри ее центральной области.

Затем по магистралям окислителя и горючего подают компоненты в смесительную головку. Запальное устройство с помощью свечи воспламеняет их. Компоненты сгорают внутри водяной вихреобразной оболочки, которая существенным образом снижает температурные нагрузки на стенки камеры сгорания, что позволяет поднять до максимальной температуру сгорания компонентов (достигается их стехиометрическим соотношением) и повысить, тем самым, эффективность работы установки.

Наличие диафрагмы, выполненной в виде сопла, широким срезом направленного в камеру испарения, не позволяет разрушиться образовавшейся водяной вихревой оболочке раньше времени, поэтому интенсивное испарение воды и разогрев пара происходят при более щадящих температурных нагрузках на конструкционные элементы парогазогенератора, после свертывания вихреобразной водяной оболочки. Кроме того, при расширении газа в сопле его статическая температура падает.

Разогретый в камере испарения высокотемпературный пар через выходное устройство выходит наружу для дальнейшего потребления.

Основными недостатками данной конструкции парогазогенератора являются значительные габариты, особенно в осевом направлении, что вызвано необходимостью размещения камеры смешения после узла подачи балластирующего компонента.

Задачей изобретения является устранение указанных недостатков и повышение однородности температурного поля парогазовой смеси на выходе в широком диапазоне температур и давлений за счет интенсификации процесса испарения балластирующего компонента.

Решение указанной задачи достигается тем, что предложенный парогазогенератор, согласно изобретению, содержит охлаждаемую балластирующим компонентом камеру, смесительную головку, включающую в себя блок подачи компонентов топлива, блок подачи балластирующего компонента с огневым днищем, в котором выполнены сквозные каналы, форсунки, установленные по концентрическим окружностям и состоящие из полого наконечника, соединенного с полостью одного из компонентов топлива, форкамеры, охватывающей с кольцевым зазором наконечник, при этом внутренняя полость форкамеры сообщается с одной стороны с полостями компонентов топлива, а с другой с полостью камеры, на наружной поверхности форкамеры выполнены ребра, причем балластирующий компонент поступает в полость камеры по кольцевым каналам, образованным форкамерами и сквозными каналами огневого днища.

Предлагаемая конструкция парогазогенератора за счет своих отличительных признаков обеспечивает решение поставленной технической задачи - снижение габаритов, массы устройства, а также повышение однородности температурного поля парогазовой смеси на выходе в широком диапазоне температур и давлений за счет интенсификации процесса испарения балластирующего компонента.

Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 показан продольный разрез парогазогенератора, на фиг. 2 - выносной элемент A - продольный разрез форсунки смесительной головки парогазогенератора, на фиг. 3 - разрез Б-Б - поперечный разрез форсунки смесительной головки парогазогенератора, на фиг. 4 - разрез В-В - поперечный разрез форсунки смесительной головки парогазогенератора.

Парогазогенератор содержит камеру 1 и смесительную головку 2. Охлаждение камеры 1 осуществляется протоком балластирующего компонента по охлаждающему тракту 3.

Смесительная головка 2 состоит из блока подачи компонентов топлива 4, блока подачи балластирующего компонента 5 с огневым днищем 6, в котором выполнены сквозные каналы 7, форсунок 8, установленных по концентрическим окружностям.

Форсунка 8 состоит из полого наконечника 9, соединенного с полостью окислителя 10, форкамеры 11, охватывающей с кольцевым зазором 12 наконечник 9, при этом внутренняя полость форкамеры 13 сообщается с одной стороны с полостью окислителя 10 и полостью горючего 14, а с другой с полостью камеры 15. На наружной поверхности форкамеры 11 выполнены ребра 16.

Балластирующий компонент поступает из полости балластирующего компонента 17 в полость камеры 15 по кольцевым каналам 18, образованным форкамерами 11 и сквозными каналами 7, выполненными в огневом днище 6.

Предложенный парогазогенератор работает следующим образом. Окислитель из полости окислителя 10 по полому наконечнику 9 форсунки 8 поступает во внутреннюю полость форкамеры 13.

Горючее из полости горючего 14 по кольцевому зазору 12 между наконечником 9 и форкамерой 11 подается во внутреннюю полость форкамеры 13.

Балластирующий компонент, поступающий в парогазогенератор, разделяется на две части. Большая часть балластирующего компонента поступает в полость балластирующего компонента 17 и далее через кольцевые каналы 18 в полость камеры 15. Оставшаяся часть балластирующего компонента поступает в охлаждающий тракт 3 камеры 1 и далее в полость камеры 15.

Во внутренней полости форкамеры 13 происходит сгорание компонентов топлива. В полости камеры 15 высокотемпературные продукты сгорания компонентов топлива, поступающие из форкамер 11, разбавляются и охлаждаются балластирующим компонентом, поступающим из кольцевых каналов 18 и охлаждающего тракта 3 камеры 1.

Использование предложенного технического решения позволит снизить габариты и массу парогазогенератора, а также повысить однородности температурного поля парогазовой смеси на выходе в широком диапазоне температур и давлений за счет интенсификации процесса испарения балластирующего компонента.

Парогазогенератор содержит охлаждаемую балластирующим компонентом камеру, смесительную головку, включающую в себя блок подачи компонентов топлива, блок подачи балластирующего компонента с огневым днищем, в котором выполнены сквозные каналы, форсунки, установленные по концентрическим окружностям и состоящие из полого наконечника, соединенного с полостью одного из компонентов топлива, форкамеры, охватывающей с кольцевым зазором наконечник, при этом внутренняя полость форкамеры сообщается с одной стороны с полостями компонентов топлива, а с другой с полостью камеры, на наружной поверхности форкамеры выполнены ребра, причем балластирующий компонент поступает в полость камеры по кольцевым каналам, образованным форкамерами и сквозными каналами огневого днища.

Изобретение предназначено для термического обезвреживания и утилизации органических отходов на местах их непосредственного образования или сбора либо с непосредственным выездом оттуда и утилизацией отходов в дороге.

Пневматическая форсунка // 2631293

Изобретение относится к средствам распыливания жидкостей и растворов и может применяться в двигателестроении, химической и пищевой промышленности. Пневматическая форсунка содержит корпус со шнеком, соосно расположенным в нижней части корпуса, и расположенный в верхней части корпуса штуцер с цилиндрическим отверстием для подвода жидкости, соединенным с диффузором, осесимметричным корпусу и штуцеру.

Установка для утилизации защитных экранов видеотерминалов и автомобильных стекол типа "триплекс", пришедших в негодность в результате дорожных и чрезвычайных происшествий // 2576679

Изобретение относится к системам утилизации защитных экранов и может быть использовано для получения стеклянного боя из отходов многослойного стекла. Технический результат - повышение эффективности и энергоресурсосбережения переработки боя из отходов многослойного стекла.

Мобильная установка для сжигания органических отходов на полигонах, расположенных в пунктах временного размещения населения, пострадавшего в чс // 2557286

Изобретение предназначено для термического обезвреживания и утилизации органических отходов на местах их непосредственного образования или сбора. Техническим результатом является повышение производительности термического обезвреживания и утилизации органических отходов.

Изобретение относится к системам утилизации защитных экранов и может быть использовано для получения стеклянного боя из отходов многослойного стекла. Техническим результатом является повышение эффективности и энерго-ресурсосбережения переработки боя из отходов многослойного стекла.

Горелка, установка и способ сушки измельченных продуктов с использованнием такой горелки // 2521525

Настоящее изобретение относится, в основном, к установкам для сушки различных измельченных продуктов, например, измельченных продуктов в сахарной промышленности, или являющихся результатом перегонки крахмалосодержащих продуктов (зерновые) или свеклы, или в лесной промышленности.

Форсунка // 2496055

Изобретение относится к средствам подачи и распыления топлива, в частности топочного мазута, дизельного и синтетического топлива и т.д., перед сжиганием. Форсунка содержит патрубок 1, расположенный внутри статора электрической машины 2, подключенной, через преобразователь частоты 3, к сети трехфазного переменного тока, распылитель топлива 4, внутри патрубка 1 размещен короткозамкнутый ротор 5, закрепленный на подшипниках 7 и снабженный крыльчаткой 6.

Вибрационная форсунка // 2457396

Изобретение относится к области теплотехники, в частности к средствам подачи и распыления жидкого топлива. .

Разборная горелка // 2447359

Изобретение относится к горелке для введения твердого, жидкого или газообразного топлива в зону горения печи, такой как вращающаяся печь для производства цементного шлака или подобных ему материалов, и обеспечивает при его использовании возможность легко демонтировать для ремонта или замены и/или для ремонта или замены элементы, включенные в наконечник горелки.

Способ работы котельной установки // 2565948

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в котельных установках, работающих на природном газе. Технический результат - повышение экономичности котельной установки путем увеличения теплопроизводительности.

Энергетическая система по утилизации теплоты отработанных газов газоперекачивающей станции // 2564195

Изобретение относится к энергетическим системам, в которых применяются органические циклы Ренкина для производства электрической энергии при сжигании различных видов топлива.

Способ извлечения металлов из твердого шлака при отводе его из угольного котла и устройство для его осуществления // 2458997

Изобретение относится к угольным энергетическим котлам с твердым шлакоудалением, в том числе при их работе на углях, содержащих благородные металлы. .

Способ извлечения благородных металлов из жидкого шлака при удалении его из угольного котла и устройство для его осуществления // 2456354

Изобретение относится к угольным энергетическим котлам с жидким шлакоудалением, особенно при их работе на углях, содержащих благородные металлы. .

Котельная установка // 2415336

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано в котельных установках на тепловых электростанциях. .

Парогенератор // 2331016

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано в безбарабанных парогенераторах с естественной циркуляцией для повышения эффективности и надежности работы путем снижения средней концентрации примесей в котловой воде.

Котельная установка // 2137031

Изобретение относится к области промышленной теплотехники, в частности котельной техники. .

Парогенератор с многоступенчатым испарением // 2131554

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано в парогенераторах с многоступенчатым испарением и двухсторонним симметричным расположением выносных циклонов.

Котельная установка // 2116560

Котельный агрегат // 2096687

Парогазогенератор // 2633741

Изобретение относится к энергетическим установкам, предназначенным для выработки парогазовых смесей. Парогазогенератор содержит охлаждаемую горючим камеру, смесительную головку, включающую в себя корпус, на торцах которого закреплены верхнее и нижнее днище, промежуточное днище, расположенное между корпусом и нижнем днищем, коллектор балластирующего компонента, установленный на корпусе, форсунки, расположенные равномерно по окружности и включающие в себя трубчатый корпус с наконечником для подачи балластирующего компонента в полость камеры, при этом наконечник форсунки установлен внутри трубчатого корпуса на пилонах, а его осевой канал соединен с полостью балластирующего компонента при помощи отверстий, выполненных в пилонах, втулку, установленную с кольцевым зазором на трубчатом корпусе и образующую кольцевой канал для подачи окислителя, соединенный с полостью окислителя при помощи каналов, выполненных в трубчатом корпусе между его стенкой и пилонами для подачи балластирующего компонента, при этом осевой канал наконечника выполнен закрытым со стороны его входной части, в выходной части втулки выполнено ступенчатое расширение, полость которого соединена с полостью горючего при помощи тангенциальных каналов, выполненных в стенке втулки, причем полость тракта охлаждения камеры сообщается с полостью горючего смесительной головки.