Парогазогенератор

Изобретение относится к энергетическим установкам, предназначенным для выработки парогазовых смесей. Парогазогенератор содержит камеру и смесительную головку, включающую в себя блок подачи компонентов топлива и блок подачи балластирующего компонента. Причем блок подачи балластирующего компонента состоит из корпуса, на котором закреплен коллектор, секций, установленных в корпусе коаксиально и состоящих из двух концентрически соединенных между собой втулок, на наружной поверхности одной из которых выполнены пазы. При этом секции, соединенные между собой и корпусом с помощью колец, образуют кольцевые каналы, причем в кольцах выполнены отверстия, сообщающие полость горючего с кольцевыми каналами, а в отверстиях с кольцевым зазором установлены полые наконечники, сообщающие полость окислителя с кольцевыми каналами. В свою очередь, полость коллектора сообщена с полостями секций с помощью радиальных каналов, выполненных в кольцах. Изобретение позволяет снизить габариты и массу парогазогенератора, а также повысить однородность температурного поля парогазовой смеси на выходе в широком диапазоне температур и давлений за счет интенсификации процесса испарения балластирующего компонента. 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: F02C6/00 - 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, содержит камеру и смесительную головку, включающую в себя блок подачи компонентов топлива и блок подачи балластирующего компонента, состоящего из корпуса на котором закреплен коллектор, секций установленных в корпусе коаксиально и состоящих из двух концентрически соединенных между собой втулок, на наружной поверхности одной из которых выполнены пазы, при этом секции, соединенные между собой и корпусом с помощью колец, образуют кольцевые каналы, причем в кольцах выполнены отверстия, сообщающие полость горючего с кольцевыми каналами, а в отверстиях с кольцевым зазором установлены полые наконечники, сообщающие полость окислителя с кольцевыми каналами, при этом полость коллектора соединена с полостями секций с помощью радиальных каналов, выполненных в кольцах.

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 - разрез А-А - поперечный разрез парогазогенератора, на фиг. 3 - разрез Б-Б - поперечный разрез смесительной головки, на фиг. 4 - выносной элемент В - продольный разрез смесительной головки.

Парогазогенератор содержит камеру 1 и смесительную головку 2.

Смесительная головка 2 состоит из блока подачи компонентов топлива 3 и блока подачи балластирующего компонента 4.

Блок подачи балластирующего компонента 4 состоит из корпуса 5, на котором закреплен коллектор 6, секций 7. Секции 7 установлены в корпусе 5 коаксиально и состоят из двух концентрически соединенных между собой втулок 8, на наружной поверхности одной из которых выполнены пазы 9. При этом секции 7, соединенные между собой и корпусом 5 с помощью колец 10, образуют кольцевые каналы 11.

В кольцах 10 выполнены отверстия 12, сообщающие полость горючего 13 с кольцевыми каналами 11, а в отверстиях 12 с кольцевым зазором 14 установлены полые наконечники 15, сообщающие полость окислителя 16 с кольцевыми каналами 11. При этом полость коллектора 6 сообщена с полостями секций 7 с помощью радиальных каналов 17, выполненных в кольцах 10.

Предложенный парогазогенератор работает следующим образом.

Балластирующий компонент подается в коллектор 6 и далее через радиальные каналы 17 в секции 7. Через пазы 9, выполненные на втулках 8, балластирующий компонент поступает в камеру 1.

Горючее подается в полость горючего 13, где оно равномерно распределяется между отверстиями 12. По кольцевым зазорам 14 между наконечниками 15 и отверстиями 12 горючее поступает в кольцевые каналы 11.

Окислитель подается в полость окислителя 16 и далее через наконечники 15 в кольцевые каналы 11.

В кольцевых каналах 11 происходят перемешивание и сгорание компонентов топлива. Образовавшиеся высокотемпературные продукты сгорания компонентов топлива поступают в камеру 1, где они разбавляются и охлаждаются балластирующим компонентом, поступающим из секций 7.

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 камеру и смесительную головку, включающую в себя блок подачи компонентов топлива и блок подачи балластирующего компонента, состоящего из корпуса на котором закреплен коллектор, секций установленных в корпусе коаксиально и состоящих из двух концентрически соединенных между собой втулок, на наружной поверхности одной из которых выполнены пазы, при этом секции соединенные между собой и корпусом с помощью колец, образуют кольцевые каналы, причем в кольцах выполнены отверстия соединяющие полость горючего с кольцевыми каналами, а в отверстиях с кольцевым зазором установлены полые наконечники соединяющие полость окислителя с кольцевыми каналами, при этом полость коллектора соединена с полостями секций с помощью радиальных каналов выполненных в кольцах.



 

Похожие патенты:

Способ оптимизации удельного расхода топлива вертолета, оборудованного двумя газотурбинными двигателями (1, 2), каждый из которых содержит газогенератор (11, 21), оснащенный камерой (СС) сгорания, при этом каждый из этих газотурбинных двигателей (1, 2) выполнен с возможностью самостоятельно работать в постоянном полетном режиме, а другой газотурбинный двигатель (2, 1) находится при этом в так называемом режиме сверхмалого газа с нулевой мощностью и с включенной камерой (СС) сгорания, причем этот режим сверхмалого газа поддерживают посредством механического приведения во вращение вала (АЕ) газогенератора в этом режиме таким образом, чтобы снизить рабочую температуру и расход топлива этого газогенератора.

Способ работы газотурбодетандерной энергетической установки тепловой электрической станции заключается в том, что атмосферный воздух сжимают в компрессоре, подают в камеру сгорания, сжигают топливо, продукты сгорания расширяют в газовой турбине, полезную работу газовой турбины используют для выработки электроэнергии, полезную работу турбодетандера используют для привода компрессора.

Изобретение относится к области подводного обустройства морских нефтегазовых месторождений и предназначено для транспортировки природного газа по подводным трубопроводам.

Двигатель // 2648806
Предложен способ переоборудования турбовентиляторного двигателя, содержащего внутренний контур двигателя, содержащий по меньшей мере один узел каскада высокого давления и камеру сгорания; немодифицированный вентилятор, конфигурированный для создания по меньшей мере потока наружного контура, обходящего внутренний контур двигателя, причем вентилятор механически соединен с турбиной низкого давления, в свою очередь приводимой в действие внутренним контуром двигателя; причем немодифицированный вентилятор конфигурирован для создания потока внутреннего контура через внутренний контур двигателя.

Способ работы компрессорной станции магистральных газопроводов, газоперекачивающие агрегаты которой оснащены комбинированным типом привода - электроприводным и газотурбинным, характеризуется тем, что при падении электрической нагрузки общей энергосистемы для газоперекачивающих агрегатов в качестве привода используют обратимый двигатель-генератор, оснащенный преобразователем частоты для работы в режиме двигателя и генератором - для работы в режиме выработки электроэнергии, соединенного с газовым компрессором через автоматическую центробежную расцепную муфту с силовым валом и валом отбора мощности.

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 нижним днищем, коллектор окислителя, установленный на корпусе, и форсунки, равномерно расположенные по окружности и включающие в себя трубчатый корпус, соединяющий полость окислителя с полостью камеры, полый наконечник с винтовыми каналами, установленный внутри трубчатого корпуса, и втулку, установленную с кольцевым зазором на трубчатом корпусе и образующую кольцевой канал для подачи горючего, соединенный с полостью горючего при помощи тангенциальных отверстий, выполненных в стенке втулки, при этом осевой канал наконечника соединяет полость балластирующего компонента с полостью камеры, причем полость тракта охлаждения камеры соединена с полостью горючего смесительной головки.

Изобретение относится к энергетике. Комбинированная система генерации энергии с объединенным использованием солнечной энергии и газификации биомассы с комбинированным топливным циклом газ-водяной пар содержит систему концентрирования и сбора солнечной энергии, оборудование для газификации биомассы, газовый электрический генератор, паровую турбину и паровой электрический генератор.

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 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.

Изобретение относится к энергетическим установкам, предназначенным для выработки парогазовых смесей. Технический результат направлен на повышение однородности температурного поля парогазовой смеси на выходе в широком диапазоне температур и давлений за счет интенсификации процесса испарения балластирующего компонента.

Изобретение относится к энергетическим установкам, предназначенным для выработки парогазовых смесей. Парогазогенератор содержит охлаждаемую балластирующим компонентом камеру, смесительную головку, включающую в себя корпус, на торцах которого закреплены верхнее и нижнее днище. Причём в нижнем днище выполнены смесительные камеры, равномерно расположенные по окружности. Парогазогенератор также содержит промежуточное днище, расположенное между корпусом и нижнем днищем, коллектор горючего, установленный на корпусе, и форсунки, установленные в смесительных камерах. При этом форсунки состоят из полого наконечника, соединяющего полость окислителя со смесительной камерой, втулки, охватывающей с кольцевым зазором наконечник и соединяющей полость горючего со смесительной камерой. Также, в выходной части втулки выполнены пазы, соединяющие полость балластирующего компонента со смесительной камерой, причем полость тракта охлаждения камеры соединена с полостью балластирующего компонента смесительной головки. В варианте исполнения в выходной части смесительной камеры расположен конический дефлектор. Изобретение позволяет снизить габариты и массу парогазогенератора, а также позволяет повысить однородность температурного поля парогазовой смеси на выходе в широком диапазоне температур и давлений за счет интенсификации процесса испарения балластирующего компонента. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к энергетическим установкам, предназначенным для выработки парогазовых смесей. Парогазогенератор содержит камеру и смесительную головку, включающую в себя блок подачи компонентов топлива и блок подачи балластирующего компонента. Причем блок подачи балластирующего компонента состоит из корпуса, на котором закреплен коллектор, секций, установленных в корпусе коаксиально и состоящих из двух концентрически соединенных между собой втулок, на наружной поверхности одной из которых выполнены пазы. При этом секции, соединенные между собой и корпусом с помощью колец, образуют кольцевые каналы, причем в кольцах выполнены отверстия, сообщающие полость горючего с кольцевыми каналами, а в отверстиях с кольцевым зазором установлены полые наконечники, сообщающие полость окислителя с кольцевыми каналами. В свою очередь, полость коллектора сообщена с полостями секций с помощью радиальных каналов, выполненных в кольцах. Изобретение позволяет снизить габариты и массу парогазогенератора, а также повысить однородность температурного поля парогазовой смеси на выходе в широком диапазоне температур и давлений за счет интенсификации процесса испарения балластирующего компонента. 4 ил.

Наверх