Устройство для преобразования энергии продуктов газификации угля в подземных условиях шахты

 

Изобретение относится к горному делу. С целью повышения эффективности и надежности в устройство для преобразования энергии продуктов газификации угля в подземных условиях шахты, содержащее котел-утилизатор 1 с теплоотводящим контуром 2, заполненным теплоагентом, электрогенератор 3 на турбину 4, которая выходом через холодильник 5, имеющий внутри охлаждающий контур 6, связана с питательным насосом 7, введены вынесенный коаксиальный теплопередающий контур 9, связанный через циркуляционный насос 8 с контуром 2. Второй теплоотводящий контур 10, размещенный внутри контура 9, заполнен низкотемпературным рабочим телом (хладон, углекислота и др.) и связан входом с питательным насосом 7, а выходом - с турбиной 4. Вынесенный коаксиальный контур 9 теплопередачи позволяет сгладить пиковые колебания температуры дымовых газов, проходящих через котел-утилизатор от подземного газогенератора по скважине 11, и тем самым уберечь от термического разложения высокоэффективное рабочее тело в контуре 10, представляющее собой перегретый пар хладона (фреона). Таким образом обеспечивается использование низкотемпературного тепла, которое ранее сбрасывалось в окружающую среду. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН щ) Р 01 К 23/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

Г}О ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4328147/24-06 (22) 16.11.87 (46) 30.04.90.Бюл. Р 16 (71) Московский горный институт, Производственное объединение "Белгородский .завод энергетического машиностроения" и Научно-производственное объединение "Государственный институт прикладной химии" (72) А С.Бурчаков, А.Б.Ковальчук, Г.И.Селиванов, И.И.Волошиновский, В.Н.Закривидорога; В.Д.Белоус, В.А.Зайцев, В.А.Грязнов, В.А.Сараев, И.А.Семерикова, Н.Г.Сагайдакова и Н.И.Миронова (53) 621.165(088.8) (56) Патент США Р 4010801, кл. 166/261, 1977.

„„SU 3 56О735 А 1

2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ

ЭНЕРГИИ ПРОДУКТОВ ГАЗИФИКАЦИИ УГЛЯ

В ПОДЗЕМНЫХ УСЛОВИЯХ ШАХТЫ (57) Изобретение относится к горному делу. С целью повышения эффективности и надежности в устройство для преобразования энергии продуктов газификации угля в подземных условиях шахты, содержащее котел-утилизатор

1 с теплоотводящим контуром 2, заполненным теплоагентом, электрогенератор 3 на турбину 4, которая выхо-. дом через холодильник 5, имеющий внутри охлаждающий контур 6, связана с питательным насосом 7, введены вынесенный коаксиальный теплопередающий контур 9, связанный через цир1560735 куляционный насос 8 с контуром 2.

Второй теплоотводящий контур 10, размещенный внутри контура 9, заполнен ниэкотемпературным рабочим телом (хладон, углекислота и др.) и связан входом с питательным насосом 7, а выходом — с турбиной 4. Вынесенный коаксиальный контур 9 теплопередачи позволяет. сгладить пиковые колебания температуры дымовых газов, проходяИзобретение относится к горному делу, в частности к геотехнологической разраоотке угольных пластов, и может быть использовано для преобразования и утилизации энергии продуктов газификации угольного пласта в подземных условиях шахты, т,е. угледобывающего и перерабать1вающего предприятия, продукцией которого являются не только уголь и горючий газ, а так- 2g же тепловая и электрическая энергии.

Цель изобретения — повышение эффективности и надежности преобразо вания энергии газификации угля путем использования низкопотенциальных ды- З0 новых газов и высокоэффективного низ1котемпературного рабочего тела.

1 На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит котел-утилизатор 1 с теплоотводящим контуром 2, заполненным теплоагентом, электрогенератор 3, установленный на валу турбины 4, конденсатный выход которого через холодильник 5 с охлаждающим контуром 6 связан с насосом 7. К входу первого теплоотводящего контура 2 через введенный циркуляционный насос

8 подсоединен выход вынесенной коаксиально расположенной теплопередающей емкости 9, вход которой связан с выходом первого теплоотводящего контура 2. Введенная вторая теплоотводящая (теплопередающая) поверхность контура 10 входом связана с

50 насосом 7, а выходом — с входом турбины 4, Вход газа в котел-утилизатор

1 трубопроводом соединен с устьем . продуктивной скважины 11, по которой поступает исходящий из .подземного газогенератора нагретый дымовой газ (на чертеже показано стрелками), являющийся. источником тепловой энер щих через котел-утилизатор от подземного газогенератора по скважине

11, и тем самым уберечь от термического разложения высокоэффективное рабочее тело контуре 10,представ. ляющее собой перегретый пар хладона (фреона). Таким образом обеспечивается использование низкотемпературного тепла, которое ранее сбрасывапось в окружающую среду, 1 ил. гии, преобразуемой турбиной 4 в механическую эенргию., а электрогене.ратором 3 — в электроэнергию. Последняя передается через шины 12 глав-ной поверхностной подстанции (ГПП) к линии 13 электропередачи (ЛЭП) ,энергосистемы.. Контур 10 состоит из трех частей: подогревателя, ucnapu-.åëÿ и паронерегревателя (не пока-заны) .

Устройство работает следующим образом.

Нагретый в расположенном под земпей газогенераторе дымовой газ от сгорания угля поступает через устье скважины 11 (или шахтный ствол) по трубопроводу в котел-утилизатор 1, где он отдает свое тепло п рвому тенлоотводящему контуру 2. Внутри последнего циркулирует теплоагент, например вода, под действием циркуляционного насоса 8, который обеспечивает обмен теплоагентом между контуром и вынесенной коаксиально расположенной теплопередающей емкостью

9. 0бьем послецней достаточен для сглаживания пиковых колебаний температур дымового газа внутри котлаутилизатора 1..Этим обеспечивается (стабилизируется) работа второй теплоотводящей (теплопередающей) поверхности контура 10, заполненного хладоном (фреоном), перегретый пар которого является рабочим телом турбины 4.

Стабилизация температуры контура

10 необходима, так как при превышении допустимой температуры перегретый пар хладона (фреона) распадается с образованием смеси веществ, термодинамические свойства которых не могут обеспечить нормальной работы турбины 4, Поэтому превышение температуры пара хладона в теплопередающей повеэхно60735

Устроиство для преобразованияэнергии продуктов газификации угля

Составителв Ю. Радин

Редактор И.Касарда Техред М.Ходанич Корректор В. Гирняк

Заказ 961

Тираж 430

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

5 15 сти контура 10 выше критической (по распаду), которая для каждого из хла. донов известна, является недопустимой, так как ведет к аварийному отказу системы.

В нормальном режиме поверхность

10 вырабатывает кондиционное рабочее тело (перегретый пар хладона или смеси хладонов), которое приводит в движение турбину 4, преобразующую тепловую энергию в механическую.Последняя через вал передается электрогенератору 3, преобразующему ее в электрическую энергию, передаваемую через шины 12 в линию 13 электропередачи энергосистемы. После расширения в турбине 4 рабочее тело кон- денсируется в ..холодильнике 5, охлаждаемом контуром 6, обтекаемым холодной водой шахтного водоотлива.

Формула изобретения. в подземных условиях шахты, содержащее газификатор, сообщенный с котлом-утилизатором, подключенным к тур

5 бине с электрогенератором, при этом выход турбины через холодильник со общен с входом питательного насоса, подключенного к входу теплообменной поверхности котла-утилизатора, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что, с це-лью повышения эффективности и надеж:ности преобразования энергии газификации угля путем использования низкотемпературных дымовых газов и вы15 сокоэффективного ниэкотемпературного ,рабочего тела, устройство снабжено теплопередающими емкостью и поверхностью с циркуляционным насосом, вход и выход которой подключены к

20 теплопередающей емкости, при этом теплопередающая поверхность располо жена коаксиально теплообменной по,верхности котла-утилизатора, размещенного внутри теплопередающей емко25;сти.