Способ получения пара в парогазогенераторе



Способ получения пара в парогазогенераторе
Способ получения пара в парогазогенераторе
Способ получения пара в парогазогенераторе
Способ получения пара в парогазогенераторе
Способ получения пара в парогазогенераторе
Способ получения пара в парогазогенераторе
Способ получения пара в парогазогенераторе
Способ получения пара в парогазогенераторе
Способ получения пара в парогазогенераторе
Способ получения пара в парогазогенераторе
Способ получения пара в парогазогенераторе
Способ получения пара в парогазогенераторе
Способ получения пара в парогазогенераторе
Способ получения пара в парогазогенераторе
Способ получения пара в парогазогенераторе
Способ получения пара в парогазогенераторе
Способ получения пара в парогазогенераторе
Способ получения пара в парогазогенераторе
Способ получения пара в парогазогенераторе
Способ получения пара в парогазогенераторе
Способ получения пара в парогазогенераторе
Способ получения пара в парогазогенераторе
Способ получения пара в парогазогенераторе
Способ получения пара в парогазогенераторе
Способ получения пара в парогазогенераторе
Способ получения пара в парогазогенераторе
Способ получения пара в парогазогенераторе

 


Владельцы патента RU 2546372:

Климов Владислав Юрьевич (RU)

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в парогазогенераторах. Задачей изобретения является повышение однородности температурного поля парогазовой смеси на выходе за счет интенсификации процесса испарения баллистирующего компонента. Для решения поставленной задачи предложен способ получения пара в парогазогенераторе, содержащем как минимум охлаждаемую балластирующим компонентом камеру, смесительную головку, включающую блок подачи компонентов топлива, блока подачи балластирующего компонента с огневым днищем, форсунки, состоящие из полого наконечника и втулки, охватывающей с кольцевым зазором наконечник, установленные в указанных блоках по концентрическим окружностям и соединяющие полости блоков с полостью камеры сгорания, при этом на наружной поверхности наконечника форсунки выполнены ребра, взаимодействующие своей наружной частью с внутренней поверхностью втулки, а наружная выходная часть втулки выполнена ступенчатой с увеличением диаметра ее наружной поверхности, взаимодействующей с огневым днищем, причем в ступенчатом расширении втулки выполнены каналы, соединяющие полость балластирующего компонента с полостью камеры. 13 з.п. ф-лы, 27 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, 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 создание способа повышения 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 в предложенном способе получения пара в парогазогенераторе, содержащем охлаждаемую балластирующим компонентом камеру, смесительную головку, включающую блок подачи компонентов топлива с форсунками, соединяющими полости блока с полостью камеры сгорания, подвод воды, заключающийся в сжигании компонентов топлива в камере, получении высокотемпературных продуктов сгорания и подаче воды в зону горения с последующим получением пара, согласно изобретению камеру выполняют регенеративно охлаждаемой при помощи балластирующего компонента, преимущественно воды, при этом подвод воды в камеру выполняют в виде блока подачи балластирующего компонента с огневым днищем, в котором устанавливают указанные форсунки, причем полость тракта регенеративного охлаждения камеры соединяют с полостью блока балластирующего компонента, причем упомянутые форсунки устанавливают в указанных блоках по концентрическим окружностям и выполняют состоящими из полого наконечника и втулки, охватывающей с кольцевым зазором наконечник, при этом на наружной поверхности наконечника форсунки выполняют ребра, взаимодействующие своей наружной частью с внутренней поверхностью втулки, а наружную выходную часть втулки выполняют ступенчатой с увеличением диаметра ее наружной поверхности, причем в ступенчатом расширении втулки выполняют каналы, соединяющие полость балластирующего компонента с полостью камеры, при этом окислитель подают в камеру через полый наконечник, горючее - через кольцевой зазор между наконечником и внутренней поверхностью втулки, а воду - через каналы в ступенчатом расширении втулки.

В варианте применения способа, потоку горючего через каждую форсунку придают вращательное движение за счет того, что ребра, выполненные на наружной поверхности наконечника форсунки смесительной головки, устанавливают под углом к продольной оси форсунки при их проецировании на горизонтальную плоскость

В варианте применения способа, потоку окислителя через каждую форсунку придают вращательное движение за счет того, что наконечник каждой форсунки смесительной головки со стороны подачи окислителя выполняют глухим, при этом на его наружной поверхности выполняют тангенциальные отверстия, сообщенные с полостью окислителя, которые равномерно располагают по окружности.

В варианте применения способа, поток окислителя каждой форсунки перед его подачей в камеру разделяют на несколько изолированных струй за счет выполнения наконечника каждой форсунки смесительной головки в выходной части глухим, при этом на его наружной поверхности выполняют радиальные отверстия, которые равномерно располагают по окружности.

В варианте применения способа, поток окислителя каждой форсунки перед его подачей в камеру разделяют на несколько изолированных струй за счет выполнения наконечника каждой форсунки смесительной головки в выходной части глухим и придают ему вращательное движение за счет выполнения на торце наконечника отверстий, которые располагают равномерно по окружности и под углом к продольной оси форсунки.

В варианте применения способа, поток балластирующего компонента каждой форсунки подают в камеру в виде полой кольцевой струи за счет того, что в выходном расширении втулки каждой форсунки смесительной головки устанавливают полый цилиндр, являющийся продолжением внутреннего канала втулки и образующий с выходной цилиндрической поверхностью выходного расширения кольцевой зазор, при этом указанный кольцевой зазор соединяют при помощи радиальных каналов с полостью балластирующего компонента.

В варианте применения способа, поток балластирующего компонента каждой форсунки подают в камеру в виде полой кольцевой струи, имеющей тангенциальную составляющую скорости за счет того, что в выходном расширении втулки каждой форсунки смесительной головки устанавливают полый цилиндр, являющийся продолжением внутреннего канала втулки и образующий с выходной цилиндрической поверхностью выходного расширения кольцевой зазор, при этом указанный кольцевой зазор соединяют при помощи тангенциальных каналов с полостью балластирующего компонента.

В варианте применения способа, потоку балластирующего компонента каждой втулки сообщают вращательное движение за счет того, что каналы в ступенчатом расширении втулки каждой форсунки смесительной головки выполняют под углом к продольной оси форсунки при их проецировании на горизонтальную плоскость и параллельными упомянутой оси форсунки при их проецировании на вертикальную плоскость.

В варианте применения способа, потоку балластирующего компонента каждой втулки придают осевую и радиальную составляющие скорости за счет того, что оси каналов в ступенчатом расширении втулки каждой форсунки смесительной головки выполняют под углом к продольной оси форсунки при их проецировании на плоскость, проходящую через ось форсунки, при этом продольную ось каждого канала располагают в упомянутой плоскости с осью форсунки.

В варианте применения способа, потоку балластирующего компонента каждой втулки сообщают вращательное движение за счет того, что каналы в ступенчатом расширении втулки каждой форсунки смесительной головки выполняют под углом к продольной оси форсунки, и параллельными упомянутой оси форсунки при их проецировании на вертикальную плоскость, при этом направление закрутки указанных каналов выполняют противоположно направлению закрутки ребер, выполненных на наружной поверхности наконечника форсунки.

В варианте применения способа, потоку балластирующего компонента каждой втулки придают осевую и радиальную составляющие скорости за счет того, что оси каналов в ступенчатом расширении втулки каждой форсунки смесительной головки выполняют под углом к продольной оси форсунки при их проецировании на плоскость, проходящую через продольную ось форсунки, при этом продольную ось каждого канала располагают в упомянутой плоскости с осью форсунки и направляют вверх по ходу движения балластирующего компонента.

В варианте применения способа, потоку балластирующего компонента каждой втулки придают осевую и радиальную составляющие скорости за счет того, что оси каналов в ступенчатом расширении втулки каждой форсунки смесительной головки выполняют под углом к продольной оси форсунки при их проецировании на плоскость, проходящую через продольную ось форсунки, при этом продольную ось каждого канала располагают в упомянутой плоскости с осью форсунки и направляют вниз по ходу движения балластирующего компонента.

В варианте применения способа, потоку балластирующего компонента каждой втулки придают осевую и радиальную составляющие скорости с последующим соударением струй смежных форсунок за счет того, что каналы в ступенчатом расширении втулки каждой форсунки смесительной головки выполняют под углом к продольной оси форсунки при их проецировании на плоскость, проходящую через ось форсунки, при этом продольную ось каждого канала располагают в упомянутой плоскости с осью форсунки, причем оси двух любых смежных каналов выполняют с чередованием направления вверх-вниз по ходу движения балластирующего компонента.

В варианте применения способа, периферийную часть огневого днища и огневые стенки камеры защищают путем подачи в объем камеры балластирующего компонента, для чего в периферийной части огневого днища выполняют каналы, соединяющие полость балластирующего компонента с полостью камеры.

Предложенный способ получения пара в парогенераторе 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 А - продольный разрез форсунки смесительной головки парогазогенератора, на фиг. 3 - вид справа форсунки смесительной головки парогазогенератора, на фиг. 4 - продольный разрез форсунки смесительной головки парогазогенератора в варианте исполнения, на фиг. 5 - вид справа форсунки смесительной головки парогазогенератора в варианте исполнения, на фиг. 6 - продольный разрез форсунки смесительной головки парогазогенератора в варианте исполнения, на фиг. 7 - вид справа форсунки смесительной головки парогазогенератора в варианте исполнения, на фиг. 8 - сечение Б-Б - поперечное сечение форсунки смесительной головки парогазогенератора в варианте исполнения, на фиг. 9 - продольный разрез форсунки смесительной головки парогазогенератора в варианте исполнения, на фиг. 10 - вид справа форсунки смесительной головки парогазогенератора в варианте исполнения, на фиг. 11 - продольный разрез форсунки смесительной головки парогазогенератора в варианте исполнения, на фиг. 12 - вид справа форсунки смесительной головки парогазогенератора в варианте исполнения, на фиг. 13 - сечение В-В - поперечное сечение форсунки в варианте исполнения, на фиг. 14 - продольный разрез форсунки смесительной головки парогазогенератора в варианте исполнения, на фиг. 15 - вид справа форсунки смесительной головки парогазогенератора в варианте исполнения, на фиг. 16 - продольный разрез форсунки смесительной головки парогазогенератора в варианте исполнения, на фиг. 17 - вид справа форсунки смесительной головки парогазогенератора в варианте исполнения, на фиг. 18 - продольный разрез форсунки смесительной головки парогазогенератора в варианте исполнения, на фиг. 19 - вид справа форсунки смесительной головки парогазогенератора в варианте исполнения, на фиг. 20 - продольный разрез форсунки смесительной головки парогазогенератора в варианте исполнения, на фиг. 21 - вид справа форсунки смесительной головки парогазогенератора в варианте исполнения, на фиг. 22 - сечение Г-Г - поперечное сечение форсунки в варианте исполнения, на фиг. 23 - продольный разрез форсунки смесительной головки парогазогенератора в варианте исполнения, на фиг. 24 - вид справа форсунки смесительной головки парогазогенератора в варианте исполнения, на фиг. 25 - сечение Д-Д - поперечное сечение форсунки в варианте исполнения, на фиг. 26 - продольный разрез парогазогенератора в варианте исполнения, на фиг.27 - вид справа на парогазогенератор в варианте исполнения.

Предложенный 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, форсунок 6, установленных между блоками по концентрическим окружностям и содержащих полый наконечник 7, соединяющий полость горючего 8 с полостью камеры 9, при этом на его наружной поверхности выполнены ребра 10, равномерно расположенные по окружности, втулку 11, охватывающую с кольцевым зазором 12 наконечник 7 и соединяющую полость окислителя 13 с полостью камеры 9 и в выходной части которой выполнены отверстия 14, равномерно расположенные по окружности и соединяющие полость балластирующего компонента 15 с полостью камеры 9.

В варианте исполнения, ребра 10, выполненные на наружной поверхности наконечника 7, установлены под углом к продольной оси форсунки 6.

В варианте исполнения, наконечник 7 со стороны подачи компонента топлива выполнен глухим, при этом на его наружной поверхности выполнены тангенциальные отверстия 16, равномерно расположенные по окружности и сообщающиеся с полостью горючего 8.

В варианте исполнения, наконечник 7 со стороны подачи компонента топлива выполнен глухим, при этом на его наружной поверхности выполнены тангенциальные отверстия 16, равномерно расположенные по окружности и сообщающиеся с полостью горючего 8, а ребра 10, выполненные на его наружной поверхности, установлены под углом к продольной оси форсунки 6.

В варианте исполнения, наконечник 7 в выходной части выполнен глухим, при этом на его наружной поверхности выполнены радиальные отверстия 17, равномерно расположенные по окружности.

В варианте исполнения, наконечник 7 в выходной части выполнен глухим, при этом на его наружной поверхности выполнены радиальные отверстия 17, равномерно расположенные по окружности, а ребра 14, выполненные на его наружной поверхности, расположены под углом к продольной оси форсунки 6.

В варианте исполнения, наконечник 7 в выходной части выполнен глухим, при этом на его торце выполнены отверстия 18, равномерно расположенные по окружности и под углом к продольной оси форсунки 6.

В варианте исполнения, наконечник 7 в выходной части выполнен глухим, при этом на его торце выполнены отверстия 18, равномерно расположенные по окружности и под углом к продольной оси форсунки, а ребра 14, выполненные на его наружной поверхности, расположены под углом к продольной оси форсунки 6.

В варианте исполнения, в выходном расширении втулки 11 установлен полый цилиндр, являющийся продолжением внутреннего канала втулки 11 и образующий с выходной цилиндрической поверхностью выходного расширения кольцевой зазор 19, при этом указанный кольцевой зазор 19 соединен при помощи радиальных каналов 20 с полостью балластирующего компонента 15.

В варианте исполнения, в выходном расширении втулки 11 установлен полый цилиндр, являющийся продолжением внутреннего канала втулки 11 и образующий с выходной цилиндрической поверхностью выходного расширения кольцевой зазор 21, при этом указанный кольцевой зазор 21 соединен при помощи тангенциальных каналов 22 с полостью балластирующего компонента 15.

В варианте исполнения, в периферийной части огневого днища выполнены каналы 23, соединяющие полость балластирующего компонента 15 с полостью камеры 9.

Предложенный парогазогенератор работает следующим образом.

Горючее из полости горючего 8 по осевому каналу внутри наконечника 7 подается в камеру 1.

Окислитель из полости окислителя 13 по кольцевому зазору 12 между наконечником 7 и втулкой 11 подается в камеру 1.

Балластирующий компонент подается в охлаждающий тракт 3 камеры 1. После охлаждающего тракта 3 балластирующий компонент поступает в полость балластирующего компонента 15.

В камере 1 происходит сгорание компонентов топлива. Высокотемпературные продукты сгорания разбавляются и охлаждаются балластирующим компонентом, поступающим из полости балластирующего компонента 15 через отверстия 14, выполненные в выходной части втулки 11.

В варианте исполнения, окислитель, проходя через ребра 10, выполненные на наружной поверхности наконечника 7, приобретает вращательное движение, что приводит к улучшению качества смесеобразования.

В варианте исполнения, горючее поступает в осевой канал, выполненный внутри наконечника 7 через тангенциальные отверстия 16, благодаря чему оно приобретает вращательное движение, что приводит к улучшению качества смесеобразования.

В варианте исполнения, горючее поступает в осевой канал, выполненный внутри наконечника 7 через тангенциальные отверстия 16, благодаря чему оно приобретает вращательное движение, что приводит к улучшению качества смесеобразования. Окислитель, проходя через ребра 10, выполненные на наружной поверхности наконечника 7, приобретает вращательное движение, что также приводит к улучшению качества смесеобразования.

В варианте исполнения, горючее поступает в осевой канал, выполненный внутри наконечника 7, и далее разбивается на мелкие струи, которые поступают из радиальных отверстий 17 и внедряются в поперечный поток окислителя, благодаря чему улучшается качество смесеобразования.

В варианте исполнения, горючее поступает в осевой канал, выполненный внутри наконечника 7, и далее разбивается на мелкие струи, истекающие из радиальных отверстий 17 и внедряющиеся в поперечный поток окислителя, благодаря чему улучшается качество смесеобразования. Окислитель, проходя через ребра 10, выполненные на наружной поверхности наконечника 7, приобретает вращательное движение, что также приводит к улучшению условий смесеобразования.

В варианте исполнения, горючее поступает в осевой канал, выполненный внутри наконечника 7, и далее разбивается на мелкие струи, истекающие из отверстий 18, под углом к потоку окислителя, благодаря чему улучшается качество смесеобразования.

В варианте исполнения, горючее поступает в осевой канал, выполненный внутри наконечника 7, и далее разбивается на мелкие струи, истекающие из отверстий 18, под углом к потоку окислителя, благодаря чему улучшается качество смесеобразования. Окислитель, проходя через ребра 10, выполненные на наружной поверхности наконечника 7, приобретает вращательное движение, что также приводит к улучшению условий смесеобразования.

В варианте исполнения, балластирующий компонент из полости балластирующего компонента 15 через радиальные каналы 20 поступает в кольцевой зазор 19 и далее в полость камеры 9. Увеличение периметра контакта балластирующего компонента с продуктами сгорания позволяет повысить эффективность рабочего процесса.

В варианте исполнения, балластирующий компонент из полости балластирующего компонента 15 через тангенциальные каналы 22 поступает в кольцевой зазор 21 и далее в полость камеры 9. Закрутка балластирующего компонента за счет тангенциальных каналов 22 позволяет повысить эффективность рабочего процесса.

В варианте исполнения, через каналы 23, выполненные в периферийной части огневого днища, осуществляется подача части балластирующего компонента в полость камеры 9, за счет чего обеспечивается надежное охлаждение внутренней стенки 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.

1. Способ получения пара в парогазогенераторе, содержащем охлаждаемую балластирующим компонентом камеру, смесительную головку, включающую блок подачи компонентов топлива с форсунками, соединяющими полости блока с полостью камеры сгорания, подвод воды, заключающийся в сжигании компонентов топлива в камере, получении высокотемпературных продуктов сгорания и подаче воды в зону горения с последующим получением пара, отличающийся тем, что камеру выполняют регенеративно охлаждаемой при помощи балластирующего компонента, преимущественно воды, при этом подвод воды в камеру выполняют в виде блока подачи балластирующего компонента с огневым днищем, в котором устанавливают указанные форсунки, причем полость тракта регенеративного охлаждения камеры соединяют с полостью блока балластирующего компонента, причем упомянутые форсунки устанавливают в указанных блоках по концентрическим окружностям и выполняют состоящими из полого наконечника и втулки, охватывающей с кольцевым зазором наконечник, при этом на наружной поверхности наконечника форсунки выполняют ребра, взаимодействующие своей наружной частью с внутренней поверхностью втулки, а наружную выходную часть втулки выполняют ступенчатой с увеличением диаметра ее наружной поверхности, причем в ступенчатом расширении втулки выполняют каналы, соединяющие полость балластирующего компонента с полостью камеры, при этом окислитель подают в камеру через полый наконечник, горючее - через кольцевой зазор между наконечником и внутренней поверхностью втулки, а воду - через каналы в ступенчатом расширении втулки.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что потоку горючего через каждую форсунку придают вращательное движение за счет того, что ребра, выполненные на наружной поверхности наконечника форсунки смесительной головки, устанавливают под углом к продольной оси форсунки при их проецировании на горизонтальную плоскость.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что потоку окислителя через каждую форсунку придают вращательное движение за счет того, что наконечник каждой форсунки смесительной головки со стороны подачи окислителя выполняют глухим, при этом на его наружной поверхности выполняют тангенциальные отверстия, сообщенные с полостью окислителя, которые равномерно располагают по окружности.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что поток окислителя каждой форсунки перед его подачей в камеру разделяют на несколько изолированных струй за счет выполнения наконечника каждой форсунки смесительной головки в выходной части глухим, при этом на его наружной поверхности выполняют радиальные отверстия, которые равномерно располагают по окружности.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что поток окислителя каждой форсунки перед его подачей в камеру разделяют на несколько изолированных струй за счет выполнения наконечника каждой форсунки смесительной головки в выходной части глухим и придают ему вращательное движение за счет выполнения на торце наконечника отверстий, которые располагают равномерно по окружности и под углом к продольной оси форсунки.

6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что поток балластирующего компонента каждой форсунки подают в камеру в виде полой кольцевой струи за счет того, что в выходном расширении втулки каждой форсунки смесительной головки устанавливают полый цилиндр, являющийся продолжением внутреннего канала втулки и образующий с выходной цилиндрической поверхностью выходного расширения кольцевой зазор, при этом указанный кольцевой зазор соединяют при помощи радиальных каналов с полостью балластирующего компонента.

7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что поток балластирующего компонента каждой форсунки подают в камеру в виде полой кольцевой струи, имеющей тангенциальную составляющую скорости за счет того, что в выходном расширении втулки каждой форсунки смесительной головки устанавливают полый цилиндр, являющийся продолжением внутреннего канала втулки и образующий с выходной цилиндрической поверхностью выходного расширения кольцевой зазор, при этом указанный кольцевой зазор соединяют при помощи тангенциальных каналов с полостью балластирующего компонента.

8. Способ по п. 1, отличающийся тем, что потоку балластирующего компонента каждой втулки сообщают вращательное движение за счет того, что каналы в ступенчатом расширении втулки каждой форсунки смесительной головки выполняют под углом к продольной оси форсунки при их проецировании на горизонтальную плоскость и параллельными упомянутой оси форсунки при их проецировании на вертикальную плоскость.

9. Способ по п. 1, отличающийся тем, что потоку балластирующего компонента каждой втулки придают осевую и радиальную составляющие скорости за счет того, что оси каналов в ступенчатом расширении втулки каждой форсунки смесительной головки выполняют под углом к продольной оси форсунки при их проецировании на плоскость, проходящую через ось форсунки, при этом продольную ось каждого канала располагают в упомянутой плоскости с осью форсунки.

10. Способ по п. 1, отличающийся тем, что потоку балластирующего компонента каждой втулки сообщают вращательное движение за счет того, что каналы в ступенчатом расширении втулки каждой форсунки смесительной головки выполняют под углом к продольной оси форсунки и параллельными упомянутой оси форсунки при их проецировании на вертикальную плоскость, при этом направление закрутки указанных каналов выполняют противоположно направлению закрутки ребер, выполненных на наружной поверхности наконечника форсунки.

11. Способ по п. 1, отличающийся тем, что потоку балластирующего компонента каждой втулки придают осевую и радиальную составляющие скорости за счет того, что оси каналов в ступенчатом расширении втулки каждой форсунки смесительной головки выполняют под углом к продольной оси форсунки при их проецировании на плоскость, проходящую через продольную ось форсунки, при этом продольную ось каждого канала располагают в упомянутой плоскости с осью форсунки и направляют вверх по ходу движения балластирующего компонента.

12. Способ по п. 1, отличающийся тем, что потоку балластирующего компонента каждой втулки придают осевую и радиальную составляющие скорости за счет того, что оси каналов в ступенчатом расширении втулки каждой форсунки смесительной головки выполняют под углом к продольной оси форсунки при их проецировании на плоскость, проходящую через продольную ось форсунки, при этом продольную ось каждого канала располагают в упомянутой плоскости с осью форсунки и направляют вниз по ходу движения балластирующего компонента.

13. Способ по п. 1, отличающийся тем, что потоку балластирующего компонента каждой втулки придают осевую и радиальную составляющие скорости с последующим соударением струй смежных форсунок за счет того, что каналы в ступенчатом расширении втулки каждой форсунки смесительной головки выполняют под углом к продольной оси форсунки при их проецировании на плоскость, проходящую через ось форсунки, при этом продольную ось каждого канала располагают в упомянутой плоскости с осью форсунки, причем оси двух любых смежных каналов выполняют с чередованием направления вверх-вниз по ходу движения балластирующего компонента.

14. Способ по п. 1, отличающийся тем, что периферийную часть огневого днища и огневые стенки камеры защищают путем подачи в объем камеры балластирующего компонента, для чего в периферийной части огневого днища выполняют каналы, соединяющие полость балластирующего компонента с полостью камеры.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано для выработки электроэнергии при утилизации топлива путем сжигания его в факелах, в частности к энергетическим установкам малой мощности.

Использование: энергетические газотурбодетандерные установки с использованием избыточного давления топливного газа могут быть применены для электроснабжения компрессорных станций (КС) магистральных газопроводов.

Изобретение относится к технологии переработки углеводородов, к способам и устройствам для переработки углеводородного газа в стабильные жидкие синтетические нефтепродукты.

Изобретение относится к энергетике. Газотурбинная установка содержит воздушный компрессор, газовую турбину и электрогенератор, установленные на одном валу, теплообменник с нагревающим и нагреваемым контурами, камеру сгорания, источник топлива и трубопроводные вентили.

Устройство и способ работы авиационного газотурбинного двигателя включающий процесс сжатия в компрессорах, подвода тепла в камере сгорания, расширения на турбинах и реактивном сопле.

Способ конвертирования двухконтурного турбореактивного двигателя в газотурбинный двигатель наземного применения, содержащего компрессор низкого давления с турбиной низкого давления, компрессор высокого давления с турбиной высокого давления, камеру сгорания и опоры, осуществляют путем подрезания верхней части лопаток компрессора низкого давления, расположенных во втором контуре.

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для повышения КПД стационарных и судовых газотурбинных двигателей (ГТД). .

Изобретение относится к наземным газотурбинным агрегатам для механического привода, а именно к установкам с насосным агрегатом. .

Изобретение относится к микродвигателям типа газотурбинных двигателей. .

Изобретение относится к энергомашиностроению и заключается в том, что сжигают компоненты топлива, испаряют воду и разогревают пар за счет полученной энергии, образуют в камере сгорания водяную вихреобразную оболочку с разрежением внутри ее центральной области, внутри этой области сжигают компоненты топлива, а интенсивное испарение воды и разогрев пара осуществляют после свертывания вихреобразной водяной оболочки.

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в энергетических установках для выработки парогазовых смесей. Задачей изобретения является повышение однородности температурного поля парогазовой смеси на выходе за счет интенсификации процесса испарения балластирующего компонента. Для решения поставленной задачи смесительная головка парогазогенератора содержит как минимум блок подачи компонентов топлива, блок подачи балластирующего компонента с огневым днищем, форсунки, состоящие из полого наконечника и втулки, охватывающей с кольцевым зазором наконечник, установленные в указанных блоках по концентрическим окружностям и соединяющие полости блоков с полостью камеры сгорания, при этом на наружной поверхности наконечника форсунки выполнены ребра, а наружная выходная часть втулки выполнена ступенчатой с увеличением диаметра ее наружной поверхности, взаимодействующей с огневым днищем, причем в ступенчатом расширении втулки выполнены каналы, соединяющие полость балластирующего компонента с зоной горения. 13 з.п. ф-лы, 27 ил.

Изобретение относится к энергетике. Форсунка смесительной головки парогазогенератора содержит как минимум полый наконечник, соединяющий полость окислителя с зоной горения, втулку, охватывающую с кольцевым зазором наконечник и соединяющую полость горючего с зоной горения, характеризующаяся тем, что на наружной поверхности наконечника форсунки выполнены ребра, взаимодействующие своей наружной частью с внутренней поверхностью втулки, при этом наружная выходная часть втулки выполнена ступенчатой, с увеличением диаметра ее наружной поверхности, причем в ступенчатом расширении втулки выполнены каналы, соединяющие полость балластирующего компонента, преимущественно воды, с зоной горения. Изобретение позволяет повысить однородность температурного поля парогазовой смеси на выходе в широком диапазоне температур и давлений за счет интенсификации процесса испарения балластирующего компонента. 12 з. п. ф-лы, 25 ил.

Изобретение относится к горелке промежуточного подогрева, содержащей проточный канал для потока горячего газа с трубкой, расположенной вдоль указанного проточного канала, выступающей в проточный канал для впрыскивания топлива на плоскость впрыска, перпендикулярную продольной оси канала, причем канал и трубка образуют область образования завихрений выше по потоку от плоскости впрыска и область смешивания ниже по потоку от плоскости впрыска в направлении потока горячего газа. Область смешивания обеспечивает по меньшей мере одну аксиальную область, имеющую различные поперечные сечения вдоль своей продольной оси, или имеющую некруглые поперечные сечения, которые изменяют положение вдоль ее продольной оси посредством непрерывного вращения вокруг продольной оси. Изобретение направлено на создание горелки, работающей при более высоких температурах и уменьшение выбросов NOx и СО. 3 н. и 10 з. п. ф-лы, 12 илл.
Изобретение относится к области авиадвигателестроения, а именно к авиационным газотурбинным двигателям. В способе серийного производства ГТД изготавливают детали и комплектуют сборочные единицы, элементы и узлы модулей и систем двигателя. Собирают модули в количестве не менее восьми - от компрессора низкого давления до всережимного поворотного реактивного сопла. Помодульно собирают двигатель, который выполняют двухконтурным, двухвальным. После сборки производят испытания двигателя по многоцикловой программе. При выполнении этапов испытания проводят чередование режимов, которые по длительности превышают программное время полета. Формируют типовые полетные циклы, на основании которых по программе определяют повреждаемость наиболее загруженных деталей. Исходя из этого определяют необходимое количество циклов нагружения при испытании. Формируют полный объем испытаний, включая быструю смену циклов в полном регистре от быстрого выхода на максимальный либо полный форсированный режим до полного останова двигателя и затем репрезентативный цикл длительной работы с многократным чередованием режимов во всем рабочем спектре с различным размахом диапазона изменения режимов, превышающем время полета не менее чем в 5 раз. Быстрый выход на максимальный или форсированный режим на части испытательного цикла осуществляют в темпе приемистости и сброса. Технический результат состоит в повышении достоверности результатов испытаний на этапе серийного производства и расширении репрезентативности оценки ресурса и надежности работы газотурбинного двигателя в широком диапазоне региональных и сезонных условий последующей летной эксплуатации двигателей. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к энергетике. В способе работы комбинированной газотурбинной установки системы газораспределения при выработке электрической энергии с помощью теплового двигателя в качестве рабочего тела используют низкокипящее рабочее тело с замкнутым контуром циркуляции, работающего по органическому циклу Ренкина, утилизацию теплоты выхлопных газов газотурбинного двигателя осуществляют путем нагрева в теплообменнике-утилизаторе низкокипящего рабочего тела, причем низкокипящее рабочее тело замкнутого контура циркуляции сжимают в конденсатном насосе, расширяют в турбодетандере, конденсируют в низкотемпературном теплообменнике-конденсаторе, при выработке электрической энергии в энергоутилизационном турбодетандере используют турбодетандер с сепарирующей установкой для выработки низкотемпературного природного газа, который направляют в низкотемпературный теплообменник-конденсатор для охлаждения низкокипящего рабочего тела теплового двигателя, и конденсата в виде сжиженной фракции тяжелых углеводородов, который направляют в камеру сгорания газотурбинного двигателя, причем в процессе конденсации низкокипящего рабочего тела выделяемая скрытая теплота нагревает низкотемпературный природный газ. Изобретение позволяет повысить КПД комбинированной газотурбинной установки. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к энергетике. Способ включает в себя сжатие газообразного рабочего тела - воздуха, подогрев сжатого рабочего тела путем сжигания топлива, расширение подогретого рабочего тела, утилизацию остаточного тепла расширившегося рабочего тела путем генерации водяного пара, подвод полученного пара в газовый тракт, конденсацию пара и извлечение воды из продуктов сгорания. Рабочий процесс осуществляется в двух газовых трактах, с раздельными выхлопами. Пар генерируют в котле-утилизаторе, а затем подводят в промежуточные ступени газопаротурбинной установки для охлаждения дисков и лопаток рабочих колес и для увеличения расхода рабочей среды, а также в камеры сгорания. Конденсацию пара из отборов и извлечение воды из продуктов сгорания осуществляют в двух сетевых подогревателях, в которых происходит нагрев сетевой воды для нужд теплового потребителя и в трехступенчатом пароструйном эжекторе, в который подается пар из котла-утилизатора, образующийся при этом конденсат подвергают очистке в деаэраторе и конденсатоочистном устройстве, а затем направляют в котел-утилизатор. Изобретение позволяет повысить КПД установки, увеличить мощность путем увеличения расхода рабочей среды. 1 ил.

Группа изобретений относится к энергетике Способ работы газотурбинной установки предусматривает подачу в камеру сгорания сжатого воздуха и паро-метановодородной смеси, расширение продуктов ее сгорания в газовой турбине, охлаждение путем испарения или перегрева водяного пара, направляемого в газотурбинную установку, где поступающий природный газ смешивают с водяным паром высокого давления с получением метансодержащей парогазовой смеси, которую нагревают потоком указанных продуктов сгорания в теплообменнике, пропускают через каталитический реактор реформирования метана с образованием на выходе паро-метановодородной смеси, подаваемой в камеру сгорания газотурбинной установки, повышают температуру теплообменных процессов газотурбинной установки путем дополнительного сжигания топлива в потоке продуктов сгорания паро-метановодородной смеси, отбираемом на выходе из дополнительной свободной силовой газовой турбины, а перед подачей в камеру сгорания паро-метановодородной смеси ее предварительно охлаждают до температуры, не превышающей температурный диапазон 200+240°С, с одновременной частичной конденсацией водяного пара, конденсат отделяют, испаряют и расходуют при подготовке метансодержащей парогазовой смеси и водяного пара низкого давления, который пропускают через дополнительную свободную силовую газовую турбину. Изобретение позволяет улучшить эксплуатационные характеристики газотурбинной установки путем наиболее полного использования энергии отводимых продуктов сгорания. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

Способ эксплуатации газовой турбины с последовательным сгоранием и низкими выбросами СО заключается в том, что нагретые газы от первой камеры сгорания попадают на первую турбину, а нагретые газы второй камеры сгорания, подключаемой к первой турбине, попадают на вторую турбину. При этом коэффициент избытка воздуха работающих форсунок второй камеры сгорания поддерживают ниже максимального коэффициента избытка воздуха, причем максимальный коэффициент избытка воздуха зависит от температуры на впуске форсунки и предельных выбросов СО. Для снижения максимального коэффициента избытка воздуха осуществляется ряд изменений технического решения газовой турбины отдельно или в сочетании. Газовая турбина содержит в по меньшей мере одном подводящем топливном трубопроводе для по меньшей мере одной форсунки второй камеры сгорания отдельный клапан переключения или отдельный регулирующий клапан. Газовая турбина также может содержать систему распределения топлива, выполненную с первым и вторым клапанами регулирования подачи топлива, а также с первым и вторым кольцевыми топливными трубопроводами для распределения топлива форсункам соответственно первого и второго узлов форсунок. Изобретение направлено на работу газовой турбины со сниженными выбросами СО. 4 н. и 19 з.п ф-лы, 14 ил.

Изобретение относится к энергетическим системам, в которых применяются органические циклы Ренкина для производства электрической энергии при сжигании различных видов топлива. В качестве теплоутилизационной парогенераторной установки используют установку на основе органического цикла Ренкина с электрогенератором, а в качестве промежуточного контура использования теплоты отработанных газов газовой турбины используют замкнутый контур с диатермическим маслом, который имеет в своем составе два теплообменника и циркуляционный насос, при этом через один теплообменник проходит линия отвода отработанных газов газовой турбины, а через второй теплообменник - линия установки на основе органического цикла Ренкина, при этом к электрогенератору установки на основе органического цикла Ренкина подключены внутренние потребители электрической энергии газоперекачивающей станции. Изобретение позволяет повысить эффективность сжигания природного газа на магистральных газоперекачивающих станциях за счет получения дополнительной электрической энергии путем преобразования теплоты отработанных газов в установке на основе органического цикла Ренкина и снижение материальных затрат для обеспечения электроэнергией внутренних потребителей газоперекачивающих станций. 1 ил.
Наверх