УСТАНОВКА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЭНЕРГИИ

УСТАНОВКА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЭНЕРГИИ


RU (11) 2342542 (13) C1

(51) МПК
F01K 25/00 (2006.01) 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 26.12.2008 - действует 

--------------------------------------------------------------------------------

Документ: В формате PDF 
(21) Заявка: 2007112324/06 
(22) Дата подачи заявки: 2007.04.04 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2007.04.04 
(45) Опубликовано: 2008.12.27 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: RU 2253070 С2, 27.05.2005. RU 2280820 С2, 27.07.2006. DD 145764 A, 07.01.1981. DE 10010358 A1, 27.09.2001. US 5656044 A, 12.08.1997. US 3957460 A, 18.05.1976. 
(72) Автор(ы): Елисеев Юрий Сергеевич (RU); Поклад Валерий Александрович (RU); Баговеев Наиль Аминович (RU); Зориков Александр Владимирович (RU); Оконечников Александр Николаевич (RU); Зарубин Александр Петрович (RU); Кычкин Павел Егорович (RU) 
(73) Патентообладатель(и): ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ УНИТАРНОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ "МОСКОВСКОЕ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОЕ ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ "САЛЮТ" (RU) 
Адрес для переписки: 127018, Москва, 3-й пр-д Марьиной рощи, 40, ФГУП "НПО "ТЕХНОМАШ", отд. 701, А.В. Корнилову 

(54) УСТАНОВКА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЭНЕРГИИ

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано для получения электрической и тепловой энергии путем газификации твердого топлива. Установка для получения энергии содержит газогенератор с бункерами загрузки топлива и выгрузки твердого остатка, модуль очистки полученного в газогенераторе генераторного газа и энергетический блок. Модуль очистки генераторного газа выполнен в виде последовательно установленных и соединенных транспортирующими системами устройства для очистки от твердых загрязнений, теплообменного аппарата для охлаждения генераторного газа и удаления из него влаги и устройства тонкой очистки генераторного газа, выход которого соединен с аккумулятором, выход аккумулятора имеет возможность соединения с энергетическим блоком и с блоком утилизации излишков генераторного газа, причем установка снабжена рекуператором тепла отработавших газов, смесителем и увлажнителем, вход первого контура которого связан с газовым выходом газогенератора, выход первого контура - с устройством очистки топлива от твердых загрязнений, вход рекуператора связан с выходом энергетического блока, а выход - с первым входом смесителя, второй вход которого соединен с выходом второго контура увлажнителя, а выход смесителя соединен с входом газогенератора, при этом установка может быть смонтирована на транспортном средстве или прицепе, имеющем возможность соединения с транспортным средством. Изобретение позволяет получить тепловую и электрическую энергии путем газификации твердого топлива, а также мобильность установки и экологическую безопасность. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. 




ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано для получения электрической и тепловой энергии на стационарных и передвижных установках путем газификации твердого топлива для получения генераторного газа, подаваемого на энергетический блок, вырабатывающий электрическую и тепловую энергию.

Известно устройство для получения электрической энергии из твердого топлива, содержащее бункер загрузки - дозирования сырья, установленный на входе реактора высокоскоростного пиролиза, в котором смонтированы генератор и высокочастотный генератор для возбуждения реактивной плазмы в реакторе, установленный на выходе из реактора приемник твердого остатка. Выход газожидкостного продукта реактора соединен с блоком очистки - циклоном - конденсатором, в котором осуществляется очистка полученного топливного газа от жидкой фракции, поступающей в приемник жидкого топлива, а газовая фракция поступает на газовый двигатель, приводящий в работу электрогенератор, вырабатывающий электрическую энергию. Отработавший газ с газового двигателя поступает в теплообменник - парогенератор для производства водяного пара из воды, поступающей в парогенератор из системы водоснабжения устройства. Водяной пар транспортируется к потребителям тепла и горячей воды. Жидкое топливо может быть использовано для обеспечения работы реактора или снабжения им потребителей (см. патент РФ, №2253070, кл. F23G 5/027, 2005 г.) - наиболее близкий аналог.

В результате анализа известного устройства необходимо отметить, что, как и заявленная установка, оно основано на переработке твердого топлива в газогенераторе с получением генераторного газа, который очищают от жидкой фракции и подают на энергетический блок.

Однако известное устройство не обеспечивает постоянной подачи генераторного газа к энергетической установке, обеспечивающей ее функционирование в постоянном режиме, особенно при резких изменениях потребления электрической энергии. Использование плазменного нагрева с плотностью электрической энергии до 1 кВт·ч на 1 кг перерабатываемого топлива снижает КПД энергетической установки. Система очистки генераторного газа известного устройства не обеспечивает его достаточной степени очистки от примесей, что также снижает КПД энергетической установки и сроки ее эксплуатации.

Кроме того, известное устройство является стационарным и не предполагает его транспортировку к источникам потребления электрической энергии либо к источникам твердого топлива.

Задачей настоящего изобретения является получение электрической и тепловой энергии из генераторного газа высокой степени очистки в энергетическом блоке с расходом, обеспечивающим функционирование в заданных режимах при резком изменении количества потребления вырабатываемой электрической энергии, а также мобильность установки и экологическую безопасность.

Поставленная задача обеспечивается тем, что в установке для получения энергии, содержащей газогенератор с бункерами загрузки топлива и выгрузки твердого остатка, модуль очистки полученного в газогенераторе генераторного газа и энергетический блок, новым является то, что модуль очистки генераторного газа выполнен в виде последовательно установленных и соединенных транспортирующими системами устройства для очистки от твердых загрязнений, теплообменного аппарата для охлаждения генераторного газа и удаления из него влаги и устройства тонкой очистки генераторного газа, выход которого соединен с аккумулятором, выход аккумулятора имеет возможность соединения с энергетическим блоком и с блоком утилизации излишков генераторного газа, причем установка снабжена рекуператором тепла отработавших газов, смесителем и увлажнителем, вход первого контура которого связан с газовым выходом газогенератора, выход первого контура - с устройством очистки топлива от твердых загрязнений, вход рекуператора связан с выходом энергетического блока, а выход - с первым входом смесителя, второй вход которого соединен с выходом второго контура увлажнителя, а выход смесителя соединен с входом газогенератора, причем установка может быть смонтирована на транспортном средстве или прицепе, имеющем возможность соединения с транспортным средством.

При проведении патентных исследований из уровня техники не выявлены решения, идентичные заявленному, а следовательно, заявленное изобретение соответствует условию охраноспособности «новизна».

Сущность заявленного изобретения не следует явным образом из решений, известных из уровня техники, а следовательно, заявленное изобретение соответствует условию охраноспособности «изобретательский уровень».

Сведений, изложенных в материалах заявки, достаточно для практического осуществления изобретения.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором представлена схема установки для получения энергии.

На схеме применены следующие обозначения стрелками:

сплошная стрелка: направление движения подаваемого топлива, генераторного газа, отходящих газов и остатков;

штриховая стрелка - подача газифицирующего агента;

контурная стрелка с прямой задней частью - подача воздуха и воды;

контурная стрелка с углубленной задней частью - отвод тепла.

Установка для получения энергии содержит газогенератор 1 с бункерами 2 загрузки топлива и выгрузки твердого остатка (золы) 3.

Газовый выход газогенератора 1 связан с входом первого контура увлажнителя 4, выход которого связан с блоком 5 очистки генераторного газа от твердых частиц. Выход блока 5 связан с теплообменным аппаратом 6, а теплообменный аппарат - с блоком 7 тонкой очистки генераторного газа, который связан с аккумулятором 8 для накопления генераторного газа и поддержания его избыточного давления на определенном значении.

Выход аккумулятора 8 имеет возможность связи с блоком 9 утилизации излишков генераторного газа и энергетическим блоком 10, состоящим, например, из газопоршневого двигателя внутреннего сгорания, соединенного с валом генератора электрического тока. Выход камеры сгорания газопоршневого двигателя связан с рекуператором 11 тепла отработавших газов. Выход рекуператора 11 соединен с первым входом смесителя 12, второй вход которого соединен с выходом второго контура увлажнителя 4. Выход смесителя 12 соединен с входом газогенератора 1.

Выполнение блоков, модулей и агрегатов установки является известным, оно не составляет предмета патентной охраны и поэтому в материалах заявки не раскрыто.

Под связями (соединениями) в данной заявке понимаются транспортирующие средства, а именно - транспортеры для твердого материала, водо-газо-паропроводы для жидких и газообразных компонентов и их смесей.

Транспортировка воздуха, паровоздушной смеси и генераторного газа осуществляется посредством вентилятора (не показан), смонтированного перед увлажнителем 4. Подача воды в увлажнитель 4 может осуществляться, например, распылением через форсунки, распылителем, для которых служит подогретый за счет тепла генераторного газа воздух.

Установка может иметь стационарное исполнение или мобильное. Во втором случае все узлы и агрегаты устройства, указанные выше, монтируют на раме транспортного средства либо на прицепе, который может быть соединен с транспортным средством.

Блоки 5, 6, 7 образуют модуль очистки генераторного газа от примесей.

Установка для получения энергии работает следующим образом.

Работу установки рассмотрим на примере получения электрической и тепловой энергии.

Топливо (для работы газогенератора обычно используют твердое кусковое топливо) загружают в бункер 2, затем топливо поступает в газогенератор 1 на газификацию. В качестве топлива может быть использован уголь, брикетированный торф, древесина и пр.

В качестве бункеров загрузки 2 и выгрузки 3 наиболее целесообразно использовать шлюзовые дозирующие устройства, конструкция которых известна.

Шлюзовые загрузочно-разгрузочные дозирующие устройства обеспечивают загрузку твердого топлива в газогенератор и удаление твердого остатка (золы) без разгерметизации его рабочей зоны, обеспечивая постоянные параметры газификации и экологическую безопасность.

Конструкции газогенераторов, которые могут быть использованы в устройстве, широко известны.

Полученный в результате газификации твердого топлива генераторный газ через газовый отвод газогенератора 1 поступает в первый контур увлажнителя 4, представляющий теплообменный аппарат, где генераторный газ отдает часть своей тепловой энергии, которая используется для получения паровоздушной смеси необходимой температуры.

Из выхода первого контура увлажнителя 4 генераторный газ подается в устройство 5 очистки (например, инерционный очиститель), где он освобождается от значительной части твердых частиц (загрязнений) и поступает в теплообменный аппарат 6, где охлаждается до заданной температуры и очищается от парообразных составляющих и аэрозолей, которые при охлаждении смеси выпадают в конденсат. Конденсат удаляют из теплообменного аппарата известным образом, например сливают в отстойник (не показан). В качестве теплообменного аппарата может быть использован, например, аппарат рекуперативного типа.

Из теплообменного аппарата 6 генераторный газ подается в устройство 7 тонкой очистки (например, систему фильтров), где очищается до требуемой чистоты и подается в аккумулятор 8, в котором он накапливается и находится под избыточным давлением пневмоаккумулятора.

Из аккумулятора 8 генераторный газ поступает на энергетический блок 10, двигатель которого работает на газовоздушной смеси, состоящей из генераторного газа и воздуха, и приводит во вращение вал генератора электрического тока, который и вырабатывает электрический ток.

Учитывая, что для обеспечения устойчивой работы энергетического блока количество вырабатываемого в газогенераторе 1 генераторного газа и накапливаемого в аккумуляторе 8 всегда должно быть несколько больше потребности двигателя энергетического блока (что необходимо для устойчивой работы энергетического блока при резком изменении нагрузки в потреблении электрической энергии), то излишек генераторного газа направляется в блок 9 для его утилизации, который выполнен известным образом, например в виде непосредственно теплообменного аппарата (газогорелочного водонагревателя, парогенератора или теплогенератора) либо аналогичного теплообменного аппарата с дополнительным резервированием генераторного газа в газгольдере (не показан), где осуществляется получение тепловой энергии. В этом же теплообменном аппарате происходит сжигание излишков генераторного газа при неработающем энергетическом блоке. В свою очередь для питания энергетического блока при временно неработающем газогенераторе может использоваться генераторный газ, накопленный в газгольдере.

Отработавшие газы (или часть их), образующиеся в результате сжигания газовоздушной смеси в энергетическом блоке 10, направляются в рекуператор 11, где охлаждаются и подаются на второй вход смесителя 12, на первый вход которого подается с выхода второго контура увлажнителя паровоздушная смесь. В смесителе 12 отработавшие газы смешиваются с паровоздушной смесью и направляются в газогенератор 1 в качестве газифицирующего агента.

В качестве смесителя может быть использован, например, инжекционный смеситель.

Установка может быть использована как самостоятельный источник электрической и тепловой энергии, может быть включена в состав электрических и тепловых сетей, использоваться в качестве альтернативного источника электрической и тепловой энергии.

В зависимости от требуемой степени автоматизации и автономности работы, установка может быть оснащена блоком автоматического управления и автономным источником электрического тока для своего запуска.

Заявляемая установка обеспечивает подачу на энергетический блок газовоздушной смеси высокой степени очистки, устойчивую работу при запуске и изменении режима нагрузок и экологическую безопасность.

Работа установки в стационарном и мобильном исполнении одинакова.




ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


1. Установка для получения энергии, содержащая газогенератор с бункерами загрузки топлива и выгрузки твердого остатка, модуль очистки полученного в газогенераторе генераторного газа и энергетический блок, отличающаяся тем, что модуль очистки генераторного газа выполнен в виде последовательно установленных и соединенных транспортирующими системами устройства для очистки от твердых загрязнений, теплообменного аппарата для охлаждения генераторного газа и удаления из него влаги и устройства тонкой очистки генераторного газа, выход которого соединен с аккумулятором, выход аккумулятора имеет возможность соединения с энергетическим блоком и с блоком утилизации излишков генераторного газа, причем установка снабжена рекуператором тепла отработавших газов, смесителем и увлажнителем, вход первого контура которого связан с газовым выходом газогенератора, выход первого контура - с устройством очистки топлива от твердых загрязнений, вход рекуператора связан с выходом энергетического блока, а выход - с первым входом смесителя, второй вход которого соединен с выходом второго контура увлажнителя, а выход смесителя соединен с входом газогенератора.

2. Установка для получения энергии по п.1, отличающаяся тем, что она смонтирована на транспортном средстве или прицепе, имеющем возможность соединения с транспортным средством.





ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКЕ:
Гелиоэнергетика - Солнечные электростанции, Солнечные батареи. Солнечные коллекторы;
Ветроэнергетика - Ветроэнергетические установки. Ветродвигатели;
Волновые электростанции. Гидроэлектростанции;
Термоэлектрические источники тока;
Химические источники тока;
Нетрадиционные устройства и способы получения, преобразования и передачи ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ;
Устройства и способы экономии и сохранения электроэнергии;
Генераторы постоянного электрического тока. Электрические машины.



Устройства и способы получения, преобразования, передачи, экономии и сохранения электрической энергии




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+электрический -генератор".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "генератор" будут найдены слова "генераторы", "ренераторов" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("генератор!").


Солнечные электростанции. Гелиоэнергетика | Ветроэнергетические установки. Ветродвигатели. Ветрогенераторы | Волновые, геотермальные и гидроэлектростанции | Термоэлектрические источники тока | Химические источники тока. Накопители электроэнергии. Батареи и аккумуляторы | Нетрадиционные устройства и способы получения, преобразования и передачи электрической энергии | Устройства и способы экономии и сохранения электроэнергии | Генераторы постоянного и переменного электрического тока. Электрические машины


Рейтинг@Mail.ru