RU2039873C1

RU2039873C1 - Utilization plant for internal combustion engine

Info

Publication number: RU2039873C1
Authority: RU
Inventors: В.И. Евенко; Г.Л. Васильев; В.В. Евенко
Original assignee: Евенко Владимир Иосифович
Priority date: 1991-11-04
Filing date: 1991-11-04
Publication date: 1995-07-20

Abstract

FIELD: engine engineering. SUBSTANCE: plant has absorbing cooling machine 8 with evaporator 9 and generator 11 of coolant vapor. Oil heat exchanger 2 and coolant heat exchanger 3 are connected with coolant vapor generator 11. EFFECT: enhanced efficiency. 1 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, а именно к теплотехнике, и может быть использовано в энергетических установках наземных транспортных средств с двигателями внутреннего сгорания. The invention relates to mechanical engineering, namely to heat engineering, and can be used in power plants of land vehicles with internal combustion engines.

Известна утилизационная установка двигателя внутреннего сгорания, содержащая сообщенный с выхлопным трактом двигателя утилизационный котел, включенный в паротурбинный контур водяного пара с конденсатором и насосом. Known utilization installation of an internal combustion engine, containing communicated with the exhaust tract of the engine utilization boiler, included in the steam turbine water vapor circuit with a condenser and a pump.

Недостатком этой утилизационной установки являются низкие ее мощность и экономичность, обусловленные тем, что утилизируется только теплота отработавших газов двигателя, а низкопотенциальная теплота жидкостей, охлаждающих двигатель, не используется. The disadvantage of this utilization plant is its low power and efficiency, due to the fact that only the heat of the exhaust gases of the engine is utilized, and the low-grade heat of the liquids cooling the engine is not used.

Наиболее близким к изобретению техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является утилизационная установка двигателя внутреннего сгорания, содержащая паротурбинный контур с конденсатором и утилизационным котлом, связанный с выхлопным патрубком двигателя, теплообменниками масла и охлаждающей жидкости. Closest to the invention, the technical solution, selected as a prototype, is a recycling unit of an internal combustion engine containing a steam turbine circuit with a condenser and a recycling boiler, connected to the exhaust pipe of the engine, heat exchangers for oil and coolant.

Недостатком этой утилизационной установки является невозможность использования ее в наземных транспортных средствах, у которых отводимая от двигателя теплота рассеивается атмосферным воздухом, при этом в летнее время температура воздуха на выходе из радиатора близка к температуре жидкостей, охлаждающих двигатель. The disadvantage of this utilization unit is the inability to use it in land vehicles in which the heat removed from the engine is dissipated by atmospheric air, while in summer the temperature of the air leaving the radiator is close to the temperature of the liquids cooling the engine.

Задачей изобретения является создание утилизационной установки для двигателей наземных транспортных средств, которая утилизирует не только теплоту отработавших газов двигателя, но и теплоту жидкостей, охлаждающих двигатель. The objective of the invention is the creation of a recycling plant for engines of land vehicles, which utilizes not only the heat of the exhaust gases of the engine, but also the heat of the liquids that cool the engine.

Указанная задача решается в утилизационной установке, содержащей паротурбинный контур с конденсатором и утилизационным котлом, связанный с выхлопным патрубком двигателя, теплообменниками масла и охлаждающей жидкости и снабженной абсорбционной холодильной машиной с испарителем и генератором пара холодильного агента, причем теплообменники масла и охлаждающей жидкости соединены с генератором пара холодильного агента, а конденсатор подключен к испарителю холодильного агента. This problem is solved in a recovery installation containing a steam turbine circuit with a condenser and a recovery boiler, connected to the engine exhaust pipe, oil and coolant heat exchangers and equipped with an absorption refrigeration machine with an evaporator and a steam generator of a refrigerant, the oil and coolant heat exchangers being connected to a steam generator refrigerant, and the condenser is connected to the evaporator of the refrigerant.

Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в использовании низкопотенциальной теплоты охлаждающих жидкостей, что достигается введением в установку абсорбционной холодильной машины. The technical result obtained by carrying out the invention is to use low-grade heat of coolants, which is achieved by introducing an absorption refrigeration machine into the installation.

На чертеже изображена принципиальная схема предлагаемой установки. The drawing shows a schematic diagram of the proposed installation.

Утилизационная установка двигателя внутреннего сгорания 1 с теплообменниками масла 2 и охлаждающей жидкости 3 содержит утилизационный котел 4, сообщенный с выхлопным патрубком двигателя 1, а в случае наличия системы турбонаддува с выхлопом ее газовой турбины. Утилизационный котел 4 включен в паротурбинный контур рабочего (например, водяного) пара, в котором последовательно соединены турбина 5, конденсатор 6 и насос 7. The utilization unit of the internal combustion engine 1 with heat exchangers for oil 2 and coolant 3 contains a recovery boiler 4 in communication with the exhaust pipe of engine 1, and in the case of a turbocharging system with the exhaust of its gas turbine. The recovery boiler 4 is included in the steam-turbine circuit of the working (for example, water) steam, in which a turbine 5, a condenser 6 and a pump 7 are connected in series.

Установка снабжена абсорбционной холодильной машиной 8, в которой соединены последовательно испаритель 9 холодильного агента, абсорбер 10, генератор 11 пара холодильного агента и конденсатор 12. Между абсорбером 10 и генератором 11 пара холодильного агента установлены насос 13 и дроссель 14, а между конденсатором 12 и испарителем 9 дроссель 15. С испарителем 9 связан конденсатор 6 паротурбинного контура рабочего пара. Генератор 11 пара холодильного агента по нагревающей среде включен в замкнутый контур теплоносителя с насосом 16 и теплообменником 17, который соединен с теплообменниками масла 2 и охлаждающей жидкости 3. The installation is equipped with an absorption refrigeration machine 8, in which a refrigerant evaporator 9, an absorber 10, a refrigerant steam generator 11 and a condenser 12 are connected in series. A pump 13 and an inductor 14 are installed between the absorber 10 and the refrigerant steam generator 11, and between the condenser 12 and the evaporator 9 throttle 15. A condenser 6 of the steam-turbine circuit of the working steam is connected to the evaporator 9. A generator 11 of a refrigerant vapor for a heating medium is included in a closed coolant circuit with a pump 16 and a heat exchanger 17, which is connected to heat exchangers for oil 2 and coolant 3.

Теплообменники 2 и 3 связаны с паротурбинным контуром через теплообменник 17 и испаритель 9 холодильного агента. Heat exchangers 2 and 3 are connected to a steam turbine circuit through a heat exchanger 17 and a refrigerant evaporator 9.

Абсорбер 10 и конденсатор 12 холодильной машины 8 по охлаждающей среде включены в замкнутые контуры с радиаторами 18 и 20 и насосами 19 и 21 соответственно. The absorber 10 and the condenser 12 of the chiller 8 in a cooling medium are included in closed circuits with radiators 18 and 20 and pumps 19 and 21, respectively.

Установка работает следующим образом. Installation works as follows.

Отработавшие газы двигателя 1 подают в утилизационный котел 4, в котором происходит процесс образования рабочего пара, после чего газы выбрасывают в атмосферу. Пар из утилизационного котла 4 направляют в паровую турбину 5, соединенную с электрогенератором, вырабатывающим электроэнергию, направляемую потребителю. Отработавший в турбине 5 пар поступает в конденсатор 6, где отдает тепло холодильному агенту, например жидкому аммиаку, абсорбционной холодильной машины 8. В испарителе 9 холодильный агент, отнимая тепло от рабочего пара, кипит при постоянном давлении, сохраняя неизменной свою температуру. Образующийся пар отводят в абсорбер 10, где он поглощается абсорбентом, например водой. Поглощение паров холодильного агента (аммиака) бедным жидким раствором сопровождается повышением его температуры (реакция экзотермическая) и снижением поглотительной способности. Для поддержания поглотительной способности раствора в абсорбер 10 постоянно добавляют чистый абсорбент из генератора 11 пара через дроссель 14. Раствор в абсорбере 10 охлаждают водой, протекающей по замкнутому контуру с радиатором 18 и насосом 19. The exhaust gases of the engine 1 are fed to a recovery boiler 4, in which the process of formation of working steam takes place, after which the gases are released into the atmosphere. The steam from the recovery boiler 4 is sent to a steam turbine 5 connected to an electric generator that generates electricity sent to the consumer. The steam spent in the turbine 5 enters the condenser 6, where it transfers heat to the refrigerant, for example liquid ammonia, of the absorption refrigeration machine 8. In the evaporator 9, the refrigerant boils at a constant pressure, taking the heat from the working steam, keeping its temperature unchanged. The resulting vapor is taken to an absorber 10, where it is absorbed by an absorbent, such as water. The absorption of refrigerant vapor (ammonia) by a poor liquid solution is accompanied by an increase in its temperature (exothermic reaction) and a decrease in absorption capacity. To maintain the absorption capacity of the solution, a pure absorbent from the steam generator 11 is constantly added to the absorber 10 through the inductor 14. The solution in the absorber 10 is cooled by water flowing in a closed circuit with a radiator 18 and a pump 19.

Образующийся в абсорбере 10 концентрированный раствор насосом 13 подают в генератор 11 пара, к которому подводят тепло от теплоносителя, протекающего по замкнутому контуру с теплообменником 17 и насосом 16, отводящего тепло от охлаждающих двигатель жидкостей в теплообменниках 2 и 3. В генераторе 11 пара происходит выпаривание холодильного агента из концентрированного раствора. После выпаривания агента обедненный раствор через дроссель 14 сбрасывают в абсорбер 10. Образовавшийся в генераторе 11 пар холодильного агента (аммиака) направляют в конденсатор 12 и конденсируют его, отводя тепло водой, протекающей по замкнутому контуру с радиатором 20 и насосом 21. Конденсат холодильного агента (аммиака) после конденсатора 12 проходит через дроссель 15, где он понижает давление и температуру. Образовавшаяся парожидкостная смесь поступает в испаритель 9. The concentrated solution formed in the absorber 10 is pumped to a steam generator 11, to which heat is supplied from a heat carrier flowing in a closed circuit with a heat exchanger 17 and a pump 16, which removes heat from the engine cooling liquids in heat exchangers 2 and 3. Evaporation takes place in the steam generator 11 refrigerant from a concentrated solution. After evaporation of the agent, the depleted solution through the choke 14 is discharged into the absorber 10. The refrigerant (ammonia) vapor formed in the generator 11 is sent to the condenser 12 and condensed, removing heat from the water flowing in a closed circuit with the radiator 20 and pump 21. Condensate of the refrigerant ( ammonia) after the capacitor 12 passes through the choke 15, where it lowers the pressure and temperature. The resulting vapor-liquid mixture enters the evaporator 9.

Claims

DISPOSAL INSTALLATION OF THE INTERNAL COMBUSTION ENGINE, comprising a steam turbine circuit with a condenser and a recovery boiler, connected to the exhaust pipe of the engine, oil and coolant heat exchangers, characterized in that it is equipped with an absorption refrigeration machine with an evaporator and a steam generator of a refrigerant oil, and heat exchanger connected to the steam generator of the refrigerant, and the condenser is connected to the evaporator of the refrigerant.