Парогенератор

Авторы патента:

F22B37/00 - Детали или узлы паровых котлов (вентиляционные устройства F16K 24/00; устройства для удаления воздуха или других газов, водоотводчики или подобные им устройства F16T)

F22B1/00 - Способы генерирования пара, отличающиеся методом нагрева (нагревание с использованием солнечной энергии F24J 2/00; охлаждение рубашки или другие экранирующие устройства, в которых генерируется пар и которые служат для охлаждения других машин или аппаратов, см. в подклассах для таких машин или аппаратов)

Владельцы патента RU 2623017:

Акционерное общество "Конструкторское бюро химавтоматики" (RU)

Изобретение относится к энергетическим установкам, производящим пар. Парогенератор содержит запальное устройство с электросвечой, смесительную головку с магистралями подвода окислителя и горючего, камеру смешения с отверстиями, при этом камера сгорания с каналами тракта охлаждения выполнена выпуклой формы с центром вращения образующей вокруг оси камеры сгорания и состоит из двух частей, жестко и герметично соединенных между собой, с уступом, выполненным на внутренней стенке первой части, в котором имеются отверстия под углом к продольной оси камеры сгорания, соединенные с трактом охлаждения. Изобретение направлено на повышение эффективности процесса горения в районе головки у внутренней стенки камеры сгорания и увеличение ресурса работы парогенератора. 3 ил.

Изобретение относится к энергетическим установкам, производящим пар высоких параметров, получаемый за счет энергии, выделяемой при сгорании водорода или природного газа (ПГ) в кислороде.

Известна конструкция смесительной головки водородно-кислородного парогенератора (патент RU 2379590, F23D 14/62, F02K 9/44, 2008) и конструкция смесительной головки метано-кислородного парогенератора (патент RU 2555598, F23D 14/62, 2014), в которых для обеспечения охлаждения внутренней стенки камеры сгорания парогенератора в огневом днище смесительной головки у внутренней стенки камеры сгорания выполнены отверстия для подачи воды на пленочное охлаждение.

Недостатком данной конструкции является то, что обратные токи с температурой порядка 700÷800 К у смесительной головки, которые реализуются в результате сгорания компонентов топлива, защищая огневое днище от более высоких температур (3500÷3600 К) одновременно частично размывают водяную завесу, которая поступает из отверстий, расположенных в огневом днище смесительной головки.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является конструкция водородно-кислородного парогенератора для получения водяного пара (патент RU 2309325, F22B 1/26, 2005, прототип), в состав которого входит смесительная головка с триплетными смесительными элементами, представляющими собой комбинацию из трех струйных форсунок - одной форсунки окислителя (кислорода) и двух форсунок горючего (водорода), оси которых пересекаются в одной точке. На огневом днище смесительной головки расположены отверстия для подачи воды на пленочное охлаждение внутренней стенки камеры сгорания.

Недостатком данной конструкции же является возможность размыва обратными токами у смесительной головки водяной завесы, которая из отверстий в огневом днище поступает на внутреннюю стенку камеры сгорания. В результате размыва водяной завесы повышается температура внутренней стенки камеры сгорания, что может привести к образованию пролизов и даже прогару, что снижает ресурс работы парогенератора.

Кроме того, от каждой периферийной форсунки образуется линия тока продуктов сгорания, которые, натекая на внутреннюю стенку камеры сгорания, размывают завесу и создают зоны с повышенной температурой. Наличие зон с повышенной температурой может привести к прогару внутренней стенки камеры сгорания и существенному снижению длительности работы конструкции. В настоящее время к парогенераторам предъявляется требование по обеспечению длительности работы конструкции до 300+500 часов без проведения регламентных работ.

Данное изобретение решает техническую задачу повышения эффективности процесса горения в районе головки у внутренней стенки камеры сгорания, увеличивает ресурс работы парогенератора, устраняет указанные недостатки прототипа.

Поставленная техническая задача решается тем, что в парогенераторе, содержащем запальное устройство с электросвечой, смесительную головку с магистралями подвода окислителя и горючего, камеру смешения с отверстиями для подачи балластировочной воды, согласно изобретению камера сгорания с каналами тракта охлаждения выполнена выпуклой формы с центром вращения образующей вокруг оси камеры сгорания и состоит из двух частей, жестко и герметично соединенных между собой, с уступом, выполненным на внутренней стенке первой части, в котором имеются отверстия под углом к продольной оси камеры сгорания, соединенные с трактом охлаждения для организации завесного охлаждения внутренней стенки второй части камеры сгорания.

Такое выполнение конструкции парогенератора позволяет реализовать следующие процессы:

1) В камере сгорания происходит сгорание компонентов топлива при температуре 3500÷3600 К с образованием обратных токов температурой 700÷800 К, которые защищают огневое днище головки.

2) Компоненты топлива, вытекая из форсунок, преобразуются в продукты сгорания и по линиям тока расширяются под углом 8-10° к продольной оси камеры сгорания. Они плавно касаются (за счет выпуклой формы) первой части внутренней стенки камеры сгорания. В районе второй внутренней стенки камеры сгорания, где реализуются высокие тепловые потоки водяная завеса за счет постепенного сужения (наличие положительного градиента давления) надежно прижимается к внутренней стенке, обеспечивая ее надежную защиту.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами:

На фиг. 1 показан парогенератор, включающий в себя запальное устройство 1 с электросвечой 2, смесительную головку 3 с магистралями подвода окислителя 4, горючего 5, камеру сгорания выпуклой формы 6 с магистралью подвода воды на охлаждение 7, каналами тракта охлаждения 8 и отверстиями 9 для завесного охлаждения второй части камеры сгорания 6, камеру смешения 10.

На фиг. 2 показано место соединения двух частей выпуклой камеры сгорания 6 с выполненными отверстиями 9 в первой части камеры сгорания 6.

На фиг. 3 показано расположение отверстий 9 относительно оси Х-Х камеры сгорания 6 под углом α.

Парогенератор работает следующим образом.

Небольшой расход компонентов топлива поступает в запальное устройство 1, где происходит их воспламенение с помощью электросвечи 2 и запальный факел поступает в камеру сгорания 6. Основной расход компонентов топлива поступает в смесительную головку 3 по магистралям окислителя 4 и горючего 5, а затем из форсунок в камеру сгорания 6, где происходит их воспламенение от запального факела. Одновременно с подачей основного расхода компонентов топлива начинает поступать вода по магистрали 7 в каналы тракта охлаждения 8 первой части камеры сгорания 6. При этом компоненты топлива, вытекая из форсунок, образуют линии тока продуктов сгорания, которые плавно касаются внутренней стенки первой части камеры сгорания 6 в районе смесительной головки 3. В наиболее напряженной, в тепловом отношении, зоне вода поступает из отверстий 9 колец завесы, соединенные с трактом охлаждения 8 первой части камеры сгорания 6, и надежно прижимается продуктами сгорания к внутренней стенке второй части камеры сгорания 6, осуществляя ее защиту.

Предложенное техническое решение обеспечивает более надежное охлаждение внутренней стенки камеры сгорания и повышает длительность работы парогенератора.

Парогенератор, содержащий запальное устройство с электросвечой, смесительную головку с магистралями подвода окислителя и горючего, камеру смешения с отверстиями отличающийся тем, что камера сгорания с каналами тракта охлаждения выполнена выпуклой формы с центром вращения образующей вокруг оси камеры сгорания и состоит из двух частей, жестко и герметично соединенных между собой, с уступом, выполненным на внутренней стенке первой части, в котором имеются отверстия под углом к продольной оси камеры сгорания, соединенные с трактом охлаждения.

Похожие патенты:

Парогенератор // 2614311

Устройство для утилизации тепла продувочной воды паровых котлов // 2588897

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано для утилизации тепла продувочной воды в форсунках для распыливания вязких горючих жидкостей в паровых котлах, работающих на жидких топливах.

Способ управления переменными температурами барабана // 2575518

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в парогенераторах для управления переменными температурами барабана. Заявленный способ включает в себя этапы, на которых создают временный градиент давления при запуске системы испарителя, при этом система испарителя содержит испаритель, барабан и насос, причем испаритель, барабан и насос находятся в сообщении по текучей среды друг с другом, осуществляют посредством насоса транспортировку текучей среды из испарителя в барабан перед тем, как текучая среда достигнет заданной температуры, и осуществляют циркуляцию текучей среды через систему испарителя посредством естественной циркуляции после того, как текучая среда достигнет точки кипения в испарителе.

Кожухотрубный капиллярный конденсатор // 2567922

Изобретение относится к теплообменной аппаратуре и может быть использовано для конденсации отработанного пара без использования хладоагента. В кожухотрубном капиллярном конденсаторе под верхней крышкой размещена трубная решетка, в отверстия которой вставлены вертикальные перфорированные трубы, заглушенные снизу заглушками, образующие паровые камеры, межтрубное пространство между которыми образует камеру остаточной конденсации, сообщающуюся с полостью нижней крышки, образующей камеру сбора конденсата, причем вертикальные перфорированные трубы паровых камер покрыты снаружи слоем гидрофильного материала или изготовлены из него, перфорация в них выполнена в виде горизонтальных конических капилляров, расположенных таким образом, что большие отверстия конических капилляров обращены в сторону паровой камеры, а малые отверстия в полость камеры остаточной конденсации, при этом гидрофильное покрытие наружной поверхности труб выполнено игольчатым, шаг между иголками равен среднему диаметру капилляров, а по периметру наружной гидрофильной поверхности по всей высоте труб устроены вертикальные транспортные канавки.

Конвективный пакет газохода котла // 2499188

Изобретение относится к котлостроению и может быть использовано при конструировании поверхностей нагрева в теплоэнергетике. Конвективный пакет газохода котла представляет собой единую объемную конструкцию поверхности нагрева.

Газоход котла // 2463519

Изобретение относится к котлостроению и может быть использовано при конструировании барабанных котлов. .

Теплообменник // 2451875

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в теплообменных аппаратах энергетических установок. .

Способ уменьшения потерь тепловой энергии котельной установки во внешнюю среду // 2442074

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано при усовершенствовании котельных установок. .

Котёл паровой с вихревой топкой // 2406926

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к устройствам для сжигания топлива для выработки насыщенного, перегретого пара или горячей воды за счет сжигания измельченных растительных отходов, и позволяет обеспечить более полное и стабильное сгорание частиц топлива за счет передачи тепла нагретых газов теплоносителю.

Петлевая ширмовая поверхность нагрева // 2229655

Изобретение относится к энергетике, в частности, к устройствам петлевых ширмовых поверхностей нагрева, размещаемых в газоходах парогенераторов (котлов). .

Система и способ тестирования показателя работы паровой турбины // 2621422

Изобретение относится к энергетике. Система тестирования показателя работы паровой турбины включает по меньшей мере одно компьютерное устройство, включающее нейронную сеть, сформированную с использованием динамической термодинамической модели паровой турбины и предварительных данных, собранных от паровой турбины; устройство тестирования сети для тестирования упомянутой нейронной сети с использованием данных тестирования; вычислитель текущего показателя работы для вычисления текущего показателя работы упомянутой паровой турбины на основе эксплуатационных данных паровой турбины; и вычислитель прогнозируемого показателя работы для вычисления прогнозируемого показателя работы паровой турбины на основе текущего показателя работы.

Парогенератор // 2614311

Парогенератор с горизонтальным пучком теплообменных труб и способ его сборки // 2583321

Изобретение относится к парогенераторам для АЭС с ВВЭР. Заявлен парогенератор с горизонтальным пучком теплообменных труб, содержащий сварной цилиндрический корпус, выполненный из стальных обечаек, снабженный, по меньшей мере, патрубком подвода питательной воды и патрубком отвода пара, а также двумя эллиптическими днищами, внутрикорпусными устройствами, входным и выходным коллекторами, соединенными с пучком теплообменных труб, образующим теплообменную поверхность парогенератора, причем внутренний диаметр корпуса парогенератора выбран из заявленного соотношения.

Парогенератор и способ получения высокотемпературного водяного пара // 2499952

Группа изобретений относится к области энергетики, углеперерабатывающей, химической, металлургической промышленности и предназначена для получения высокотемпературного водяного пара (до 1500°C).

Установка и способ для генерации пара // 2426941

Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к парогенераторной установке, содержащей корпус для размещения воды, подлежащей нагреву. .

Парогенератор на отходящем тепле // 2352859

Изобретение относится к парогенератору на отходящем тепле, который содержит котел-утилизатор, эксплуатируемый посредством отходящего газа газовой турбины. .

Способ имитации природного гейзера и устройство для его осуществления // 2331815

Изобретение относится к созданию учебных пособий, наглядно поясняющих явления природы. .

Парогенерирующее устройство // 2307981

Изобретение относится к области теплотехники и касается вопросов создания устройств для генерации насыщенного или перегретого пара, которые могут быть использованы в ядерной энергетике для создания тепловыделяющих сборок реакторов, в теплоэнергетике для электрокотлов, а также в технологических аппаратах, предназначенных, например, для очистки различных поверхностей струей пара или стерилизации грунта в теплицах.

Способ уменьшения температуры газа, содержащего водород и монооксид углерода, и теплообменник для понижения температуры горячего газа // 2293912

Изобретение относится к способу уменьшения температуры газа, содержащего водород и монооксид углерода, в результате введения газа в контакт с образуемой металлическим сплавом поверхностью, имеющей более низкую температуру по сравнению с температурой газа.

Ядерная энергоустановка кудрявцева и паровая турбина кудрявцева // 2276813

Паровое устройство // 2637303

Изобретение относится к паровому нагревателю и чайнику, содержащему паровой нагреватель. Паровой нагреватель содержит нагревательный элемент, выполненный в нем канал с внутренними стенками и имеющий вход и выход, насадку по меньшей мере с одним отверстием на входе, при этом по меньшей мере одно из отверстий насадки обращено к одной из внутренних стенок, причем паровой нагреватель выполнен с возможностью нагрева поступающей в канал воды с образованием пара. Изобретение направлено на повышение тепловой производительности. 3 н. и 19 з.п. ф-лы, 9 ил.