Энергетический агрегат

Недостатком ближайшего аналога является его низкие экономические характеристики из-за наличия большого состава оборудования, необходимого для реализации двух комбинированных термодинамических циклов.

Техническая задача, решаемая предлагаемым изобретением, заключается в создании простого энергетического агрегата с одним термодинамическим циклом для теплоэлектростанций.

Поставленная задача решается тем, что высоконапорная камера сгорания энергетического агрегата, содержащего компрессор, турбину, электрогенератор, устройство подачи топлива и экономайзер, выполнена из листового металла, например стали, методом сварки или выполнена из строительных или любых других известных материалов, например армированного сталью бетона, при этом ее радиационная часть защищена огнеупорными материалами, например шамотными, разделена на жидкостную и парогазовую полости, где различного рода топлива, например твердое в кипящем слое, пылевидное, жидкое или газообразное, сжигаются под давлением воздуха за компрессором, при этом воздух подается только для стехеометрического горения и в некоторых случаях, например для сжигания пылевидного топлива, воздух подогревается выхлопными газами за турбиной, над зеркалом жидкости или с факелом, направленным параллельно и/или тангенциально к зеркалу жидкости. Жидкостью, например простой неочищенной природной водой, но с химическими добавками, например, для уменьшения образования накипи камера сгорания заполнена до уровня парогазовой полости или до уровня нижних кромок нижних направляющих перегородок подпиткой через газоводяной экономайзер, который установлен на выходе выхлопных газов из регенератора.

В жидкостной полости камера сгорания снабжена газоводяным регенератором, выполненным из трубчатого металла, например стали, который возвращает в цикл теплоту уходящих после турбины газов, и системой золоудаления, выполненной в донной ее части и удаляющей золу именно из жидкости.

В парогазовой полости катера сгорания снабжена устройством очистки от взвешанных частиц и понижения температуры генерируемого рабочего тела до приемлемого для лопаток турбины значения, которое выполнено в виде ряда камер последовательно по ходу газов и в необходимом количестве, например не менее трех камер, образованных установленными по всей ширине камеры сгорания вверху - верхними, внизу - нижними направляющими перегородками, в которых парогазовая смесь, полученная путем смешения продуктов горения и паров жидкости, меняет свое направление, скорость, давление и контактирует с жидкостью для очистки и понижения температуры необходимое количество раз. При этом в случаях, например при сжигании угольной пыли или, наоборот, природного газа, камера сгорания может выполняться с установленным на выходе газов циклоном или с установленным перед выходом газов решетчатым каплеулавливателем. При различных частных случаях выполнения камеры сгорания направляющие перегородки могут устанавливаться различным образом, например верхние направляющие перегородки с наклоном к жидкости под 60^o или они же могут выполняться на шарнирах и с регулирующим их наклон устройством, и/или газовая полость выполняется только с верхними или только с нижними направляющими перегородками, и/или направляющие перегородки выполняются по всей ширине камеры сгорания и образуют перепускной канал, в поперечном сечении имеющий вид патрубка, и/или парогазовая полость камеры сгорания выполняется без направляющих перегородок, при этом понижение температуры продуктов сгорания, например природного газа, происходит от смешения с парами жидкости. Утилизация теплоты уходящих газов выполнена в виде промывателя газов, где навстречу потоку разбрызгивают подпиточную жидкость, например простую неочищенную природную воду, которой затем подпитывают камеру сгорания. Или утилизатор теплоты уходящих газов выполняют в виде подогревателя воды для производственных и хозяйственных нужд.

Сущность изобретения показана на чертеже, где:

на фиг. 1 дана схема энергетического агрегата, на фиг. 2 - 8 дана схема частного выполнения парогазовой полости камеры сгорания.

Пример выполнения предлагаемого решения

Энергетический агрегат содержит систему золоудаления 1 для удаления золы из жидкостной донной части камеры сгорания 2, в ее жидкостной полости 3 выполнен регенератор 4. В парогазовую полость 5 устройство топливоподачи 6 подает различного вида топливо, например пылевидное и подогретый уходящими газами после турбины /не показано/ воздух 7.

Продукты горения очищаются, понижают свою температуру и смешиваются с парами жидкости в камерах 8, образованных верхними 9 и нижними 10 направляющими перегородками, выполнение которых может быть различным. Имеются компрессор 11, турбина 12, электрогенератор 13. Подпиточная жидкость подогревается в экономайзере 14, утилизируя теплоту уходящих газов. Имеются подпиточный насос 15, утилизатор 16, в котором утилизируется теплота уходящих газов промыванием жидкостью 17, выхлопная труба 18, регулирующие устройства на подпиточной и промывающей жидкости - на свежей 19 и оборотной 20, верхние направляющие перегородки 21, закрепленные под углом, направляющие перегородки 22, закрепленные шарнирно с управляемым углом наклона, парогазовая полость только с верхними направляющими перегородками 23, парогазовая полость только с верхними направляющими перегородками 24, направляющие перегородки 25, в сечении имеющие вид патрубка, парогазовая полость 26, выполненная без направляющих перегородок, каплеулавливатель 27, циклон 28.

Энергетический агрегат работает следующим образом

Топливо подают в парогазовую полость 5 /фиг. 1 - 8/ камеры сгорания 2 устройством топливоподачи 6 и сжигают под давлением воздуха 7 за компрессором 11 над зеркалом жидкости, например твердое в слое и с факелом, направленным параллельно жидкости, и/или с факелом, направленным тангенциально к зеркалу жидкости, пылевидное, жидкое или газообразное топливо. Продукты горения в парогазовой полости 5 очищаются от частиц пыли и охлаждаются до температуры, приемлемой для лопаток турбины 12, за счет смешения с парами жидкости и за счет многократного контакта с жидкостью при изменении направления, скорости, давления в камерах образованных различным образом, установленных верхних 9, нижних 10 направляющих перегородок, и в циклоне 28, и в каплеулавливателе 27. Затем парогазовая смесь поступает на турбину 12, которая вращает генератор 13 и компрессор 11. Из турбины 12 отработанная парогазовая смесь поступает в воздухоподогреватель и греет сжатый воздух после компрессора 11 /не показано/ и затем поступает в регенератор 4 камеры сгорания 2, где возвращает в цикл оставшуюся после турбины 12 теплоту. Из регенератора 4 парогазовая смесь поступает на экономайзер 14 и греет питательную жидкость, подаваемую насосом 15 в камеру сгорания 2. Затем выхлопные газы поступают в утилизатор 13 и промываются подпиточной жидкостью - оборотной 20, свежей 19. Затем промытые от теплоты, экологически чистые газы выкидываются через трубу 18. Для подогрева воды для производственных и хозяйственных нужд утилизатор 16 снабжается газоводяным теплообменником /не показан/. Зола из камеры сгорания 2 удаляется из донной жидкостной ее части через систему золоудаления 1, что исключает унос теплоты сгоревшего топлива с удаляемой золой.

Предлагаемый агрегат прост, недорог в изготовлении и в эксплуатации. Имеет КПД термической эффективности: в энергетическом режиме работы до 70%, в теплофикационном режиме работы до 98%.

Имя изобретателя: Весенгириев Михаил Иванович, Весенгириев Андрей Михайлович
Имя патентообладателя: Весенгириев Михаил Иванович, Весенгириев Андрей Михайлович
Почтовый адрес для переписки: 129515, Москва, ул. Акад. Королева, 5, кв.234, М.И. Весенгириеву
Дата начала отсчета действия патента: 20.04.2000

Разместил статью: admin
Дата публикации:  17-10-2013, 00:58

html-cсылка на публикацию		⇩ Разместил статью ⇩ Фомин Дмитрий Владимирович  Его публикации  Нужна регистрация Отправить сообщение
BB-cсылка на публикацию
Прямая ссылка на публикацию

Огромное Спасибо за Ваш вклад в развитие отечественной науки и техники!