RU1774133C

RU1774133C - Method of obtaining fuel compound and device therefor

Info

Publication number: RU1774133C
Application number: SU904800270A
Authority: RU
Inventors: Игорь Борисович Матвеев; Юрий Леонидович Орешкин; Валерий Иванович Гавриш
Original assignee: Научно-производственный центр при Николаевском кораблестроительном институте им.адм.С.О.Макарова
Priority date: 1990-03-11
Filing date: 1990-03-11
Publication date: 1992-11-07

Abstract

Использование, в энергетике при подготовке топлива дл сжигани в турбинах. Сущность изобретени : поток топлива раздел ют на два параллельных потока, в которых периодически уменьшают давление в противофазе, при этом воду подают в каждый из параллельных потоков в момент уменьшени давлени и при подаче воды часть топлива из потока сливают, а образовавшуюс эмульсию диспергируют 1 з.п. ф-лы, 1 ил.Use in energy for preparing fuel for combustion in turbines. SUMMARY OF THE INVENTION: The fuel flow is divided into two parallel flows, in which the antiphase pressure is periodically reduced, while water is supplied to each of the parallel flows at the time of pressure reduction and, when water is supplied, part of the fuel is drained from the flow, and the resulting emulsion is dispersed for 1 hour. P. f-ly, 1 ill.

Description

Изобретение относитс к энергетике и может быть использовано в различных энергетических установках, работающих на жидком топливе, преимущественно в газовых турбинах, дл подготовки топлива к сжиганию .The invention relates to energy and can be used in various power plants operating on liquid fuel, mainly in gas turbines, to prepare fuel for combustion.

Известен способ и устройство приго - товлени водотопливной эмульсии и подачи ее в топливную систему ГТД в линию низкого давлени топлива, т е. до насоса высокого давлени , подающего топливо на форсунки.A method and device is known for preparing a water fuel emulsion and supplying it to a gas turbine engine fuel system to a low pressure fuel line, i.e., to a high pressure pump supplying fuel to nozzles.

Известно устройство, содержащее трубопроводы дл подачи топлива и воды, насос , устройство дл дозировани воды и диспергатор (роторно-пульсационное устройство ).A device is known comprising pipelines for supplying fuel and water, a pump, a device for dispensing water and a dispersant (rotary pulsation device).

В качестве прототипа выбран способ приготовлени топливовод ной смеси путем подачи воды в трубопровод высокого давлени двигател внутреннего сгорани . Воду подают в период разрежени при разгрузке его между впрысками в цилиндр двигател .As a prototype, a method of preparing a fuel-water mixture by supplying water to a high pressure pipe of an internal combustion engine has been selected. Water is supplied during the rarefaction period when it is unloaded between injections into the engine cylinder.

Недостатками известного способа вл ютс низкое качество приготавливаемой смеси вследствие неравномерности распределени воды по обьему трубопровода высокого давлени (ВД) и зависимости дисперсного состава топливоводчной смеси от режима работы двигател , ограниченность его применени установками с ДВС, где есть периодичэска подача топлива к форсунке. Устройс1во может быть применено весьма ограниченно вследствие известных свойств струйных аппаратов устойчиво работающих в услови х, близких к расчетным . На практике же характеристики топли- воподачи ГТД могут измен тьс столь значительно, что приводит к неустойчивой работе струйного аппарата, невозможности поддержани заданного соотношени компонентов смеси на различных режимах, и кThe disadvantages of this method are the low quality of the prepared mixture due to the uneven distribution of water over the volume of the high pressure (VD) pipeline and the dependence of the dispersed composition of the fuel-water mixture on the engine operating mode, its limited use by installations with internal combustion engines where there is a periodic supply of fuel to the nozzle. The device can be used very limitedly due to the known properties of inkjet devices that are stably operating under conditions close to the calculated ones. In practice, the characteristics of the fuel supply of a gas turbine engine can vary so significantly that it leads to unstable operation of the jet apparatus, the inability to maintain a given ratio of the components of the mixture in different modes, and

ЧH

22

СА) СлCA)

большим потер м давлени после струйного аппарата.large pressure losses after the jet apparatus.

Целью изобретени вл етс улучшение качества приготавливаемой смеси или эмульсииThe aim of the invention is to improve the quality of the prepared mixture or emulsion

Поставленна цель достигаетс тем, что в способе приготовлени топливной смеси или эмульсии путем подачи воды в поток топлива и последующего диспергировани полученной эмульсии поток топлива раздел ют на два параллельных потока, при этом давление в параллельных потоках периодически уменьшают в противофазе и при подаче воды часть топлива из параллельного потока сливают.The goal is achieved in that in the method of preparing the fuel mixture or emulsion by supplying water to the fuel stream and then dispersing the resulting emulsion, the fuel stream is divided into two parallel flows, while the pressure in the parallel flows is periodically reduced in antiphase and part of the fuel parallel flow is drained.

Поставленна цель достигаетс также тем, что в устройстве дл получени топливной смеси, содержащем магистраль подачи, установленные на ней топливный насос, смеситель, диспергатор и подсоединенный к смесителю трубопровод подачи воды, смеситель выполнен в виде переключател потока топлива с подключенными к его выходам сливной линией и двум параллельными каналами, выходы которых подсо- единены к магистрали, и обратных клапанов, при этом трубопровод подвода воды подсоединен к каналам, а обратные клапаны установлены в каждом из каналов перед соединением последних с магистралью и в трубопроводе подачи воды перед его соединением с каждым из каналов.This goal is also achieved by the fact that in the device for producing a fuel mixture containing a supply line, a fuel pump, a mixer, a disperser and a water supply pipe connected to the mixer, the mixer is made in the form of a fuel flow switch with a drain line connected to its outlets and two parallel channels, the outputs of which are connected to the highway, and check valves, while the water supply pipe is connected to the channels, and check valves are installed in each of the channels before connecting the latter to the highway and in the water supply pipe before connecting it to each of the channels.

Такое устройство дл получени топливной смеси или эмульсии позвол ет за вл е- мымспособомполучитьSuch a device for producing a fuel mixture or emulsion makes it possible to obtain

высококачественную эмульсию непосредственно перед подачей ее в топливную форсунку дл сжигани .high-quality emulsion just before it is fed to the fuel nozzle for combustion.

Таким образом достигаетс цель изобретени .Thus, the object of the invention is achieved.

Это позвол ет сделать вывод, что за вл емые изобретени св заны между собой единым изобретательским замыслом. Сравнение за вл емых технических решений с прототипом позвол ет установить их соответствие критерию новизна. При изучении подобных технических решений в исследуемой области техники признаки, отличающие за вл емые решени от прототипов не были вы влены, таким образом предложенные технические решени соответствуют критерию существенные отличи .This allows us to conclude that the claimed invention is interconnected by a single inventive concept. A comparison of the claimed technical solutions with the prototype allows us to establish their compliance with the novelty criterion. In the study of such technical solutions in the studied technical field, features distinguishing the claimed solutions from the prototypes were not detected, thus the proposed technical solutions meet the criterion of significant differences.

На чертеже приведена схема устройства дл получени топливной смеси или эмульсии предлагаемым способом.The drawing shows a diagram of a device for producing a fuel mixture or emulsion of the proposed method.

Устройство дл получени топливной смеси содержит магистраль подачи 3, разделенную на два параллельных канала 4, 5, установленные на магистрали топливныйA device for producing a fuel mixture contains a supply line 3, divided into two parallel channels 4, 5, installed on the fuel line

насос 1, смеситель и диспергатор 11. Смеситель выполнен в виде переключател потока топлива 2 с подключенными к его выходам сливной линией 15 и двум параллельнымиpump 1, mixer and dispersant 11. The mixer is made in the form of a fuel flow switch 2 with drain line 15 connected to its outputs and two parallel

каналами 4 и 5, на выходе которых перед соединением с магистралью установлены обратные клапаны 9 и 10. Трубопровод подвода воды 6 через обратные клапаны 7 и 8 соединены с параллельными каналами 4 и 5.channels 4 and 5, at the outlet of which check valves 9 and 10 are installed before connecting to the highway. The water supply pipe 6 through the check valves 7 and 8 is connected to parallel channels 4 and 5.

0 Переключатель потока 2 имеет золотник 12, размещенный внутри втулки 13. Во втулке 13 выполнены каналы 14 дл периодической подачи топлива в один из параллельных каналов 4 или 5 смесител и одновременного0 The flow switch 2 has a spool 12 located inside the sleeve 13. In the sleeve 13 there are channels 14 for periodically supplying fuel to one of the parallel channels 4 or 5 of the mixer and simultaneously

5 слива части топлива в сливную линию 15. подключенную к входу топливного насоса 1 или к сливной емкости 16 дл топлива.5 draining a portion of the fuel into a drain line 15. connected to the inlet of the fuel pump 1 or to a drain tank 16 for fuel.

Устройство работает следующим образом .The device operates as follows.

0Топливным насосом 1 по магистрали0 Fuel pump 1 on the highway

подачи 3 через переключатель потока топлива 2, один из параллельных каналов 5 и обратный клапан 10 смесител подают топливо в диспергатор 11. Одновременно сfeed 3 through the fuel flow switch 2, one of the parallel channels 5 and the check valve 10 of the mixer delivers fuel to the dispersant 11. At the same time

5 этим другой параллельный канал 4 через5 this another parallel channel 4 through

переключатель потока топлива 2 соедин ютfuel flow switch 2 connect

сливной л чнией 15 со входом насоса 1 илиdrain line 15 with pump inlet 1 or

« сливной емкостью 16. Вода или присадка"Drain capacity 16. Water or additive

поступает по трубопроводу 6 через обрат0 ный клапан 7 в канал 4, отключенный от магистрали подачи 3 с помощью обратного клапана 9. После заполнени канала4 водой переключатель потока топлива 2 поворотом золотника 12 переключают, топливо под вы5 соким давлением подают в канзл 4 и порци воды поступает через открывшийс обратный клапан 9 в диспергатор 11, где перемешиваетс с водой и образовавша с смесь или эмульси идет на сжигание. При каждомenters through a pipe 6 through a non-return valve 7 to channel 4, disconnected from the supply line 3 using a non-return valve 9. After filling the channel 4 with water, the fuel flow switch 2 is turned by turning the spool 12, the fuel is supplied to the canal 4 under high pressure and a portion of water is supplied through the opened check valve 9 into the dispersant 11, where it is mixed with water and the mixture or emulsion formed with it is burned. At each

0 переключении переключател потока топлива 2 вода поступает поочередно в противофазе в каждый из параллельных каналов 4 и 5 смесител , вытесн часть топлива в сливную линию 1Е. Таким образом обеспе5 чиваетс равномерна подача воды смесителем в диспергатор 11 и образование однородной высококачественной смеси или эмульсии.By switching the fuel flow switch 2, water flows alternately in antiphase into each of the parallel channels 4 and 5 of the mixer, displacing part of the fuel into the drain line 1E. Thus, a uniform supply of water by the mixer to the dispersant 11 and the formation of a uniform high-quality mixture or emulsion are ensured.

Требуемый расход воды и поддержаниеRequired water consumption and maintenance

0 заданного соотношени вода-топливо при изменении расхода эмульсии обеспечиваетс изменением проходного сечени клапанов 17, расположенных на линии 15 при посто нной разности давлений в трубопро5 воде подвода води и сливной линией Так как давление в сливной линии 15 измен етс незначительно и по абсолютному значению невелико вследствие ее сообщени со всасыванием насоса 1 или атмосферой через емкость 16, то давление в трубопроводеWhen the emulsion flow rate is changed, a predetermined water-fuel ratio is provided by changing the flow cross-section of the valves 17 located on line 15 with a constant pressure difference in the supply water pipe and the drain line. Since the pressure in the drain line 15 changes insignificantly and is not large in absolute value due to its communication with the suction of the pump 1 or the atmosphere through the tank 16, then the pressure in the pipeline

подвода воды 6 может быть посто нным и несколько большим, чем в сливной линии. В то же врем давление в трубопроводе 6 намного ниже давлени , создаваемого насосом 1, однако это не мешает вводу и дозированию воды в топливо без привлечени дополнительных насосов на линии высокого давлени , что упрощает систему приготовлени эмульсии.water supply 6 can be constant and somewhat larger than in the drain line. At the same time, the pressure in the pipe 6 is much lower than the pressure created by the pump 1, however, this does not interfere with the introduction and dosing of water into the fuel without involving additional pumps on the high pressure line, which simplifies the emulsion preparation system.

Предлагаемый способ приготовлени топливной смеси или эмульсии позвол ет повысить качество эмульсии за счет более точного поддержани соотношени вода- топливо и слабого взаимовли ни характеристик топливоподачи и дозировани при измен ющихс режимах работы двигател .The proposed method for preparing a fuel mixture or emulsion allows improving the quality of the emulsion due to a more accurate maintenance of the water-fuel ratio and weak interplay of the fuel supply and dosage characteristics under varying engine operating conditions.

Определенные требовани предлагаемый способ предъ вл ет к выбору типов диспергаторов. Среди них - минимальные гидравлические сопротивлени , отсутствие подвижных уплотнений, небольшой объем рабочей камеры. Наиболее подход щими диспергаторами вл ютс электромагнитные устройства непрерывного действи и аппараты вихревого сло .The proposed method presents certain requirements for the selection of types of dispersants. Among them - minimal hydraulic resistance, the absence of movable seals, a small volume of the working chamber. The most suitable dispersants are continuous electromagnetic devices and swirl layer devices.

Claims

1. A method of producing a fuel mixture by supplying water to the fuel stream and then dispersing the resulting emulsion, the pressure in the stream being periodically reduced and the water being supplied at the time of pressure reduction, characterized in that, in order to improve the quality of the mixture, the fuel stream is divided into two parallel flows, in which the pressure is reduced in antiphase, and when water is supplied, part of the fuel from the parallel flow is drained.

2. A device for producing a fuel mixture, comprising a supply line, a fuel pump, a mixer and a dispersant installed on it and a water supply pipe connected to the mixer, characterized in that, in order to improve the quality of the mixture, the mixer is made in the form of a fuel flow switch connected to its outputs with a drain line and two parallel channels, the outputs of which are connected to the line, and check valves, while the water supply pipe is connected to the channels, and check valves are installed in each from the channels before connecting the latter to the highway and in the water supply pipe before connecting it to each of the channels.

AND