RU2070985C1 - Closed-cycle diesel engine power plant with removal of combustion products in solid form - Google Patents

Closed-cycle diesel engine power plant with removal of combustion products in solid form Download PDF

Info

Publication number
RU2070985C1
RU2070985C1 RU92016069A RU92016069A RU2070985C1 RU 2070985 C1 RU2070985 C1 RU 2070985C1 RU 92016069 A RU92016069 A RU 92016069A RU 92016069 A RU92016069 A RU 92016069A RU 2070985 C1 RU2070985 C1 RU 2070985C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gas
combustion
cavity
products
freezer
Prior art date
Application number
RU92016069A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU92016069A (en
Inventor
А.Б. Тихонов
Е.С. Класников
Original Assignee
Центральный научно-исследовательский институт им.акад.А.Н.Крылова
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Центральный научно-исследовательский институт им.акад.А.Н.Крылова filed Critical Центральный научно-исследовательский институт им.акад.А.Н.Крылова
Priority to RU92016069A priority Critical patent/RU2070985C1/en
Publication of RU92016069A publication Critical patent/RU92016069A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2070985C1 publication Critical patent/RU2070985C1/en

Links

Landscapes

  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Abstract

FIELD: marine diesel engine power plants for submersible vehicles. SUBSTANCE: power plant has fuel supply system, exhaust system, oxidizer storage system and combustion product discharge system. Besides, power plant is additionally provided with cryogenic pump, condenser, freezer, pressure reducing device, ice generator, sluice chamber, scavenging pump and low-molecular gas storage reservoir. EFFECT: enhanced efficiency. 1 dwg

Description

Изобретение относится к судостроению, более конкретно к судовым дизельным энергетическим установкам (СДЭУ) подводных аппаратов (ПА), работающих по замкнутому циклу (ЗЦ), т.е. без доступа атмосферного воздуха. The invention relates to shipbuilding, and more specifically to marine diesel power plants (SDEU) underwater vehicles (PA), operating in a closed loop (ZC), i.e. without access to atmospheric air.

Известна дизельная энергетическая установка (ДЭУ), работающая по ЗЦ с удалением продуктов сгорания за борт эвакокомпрессором (Дизельные установки подводных аппаратов. Судостроение, 1982, N 7, рис. 1, с.20). Known diesel power plant (DEU), working on the LC with the removal of combustion products overboard evacocompressor (Diesel installations of underwater vehicles. Shipbuilding, 1982, N 7, Fig. 1, p.20).

Недостатками такой установки являются значительные потери мощности на привод эвакокомпрессора, что ограничивает возможность ее использования в ПА с глубиной погружения более 300 м. The disadvantages of this installation are significant power losses on the drive of the evacocompressor, which limits the possibility of its use in PA with an immersion depth of more than 300 m.

Известна также ДЭУ, работающая по ЗЦ, в которой удаление продуктов сгорания осуществляется путем их растворения в забортной воде. Такая энергетическая установка является более экономичной, однако имеет значительные массогабаритные характеристики и также характеризуется высокими энергозатратами на привод насосов, обслуживающих данную ДЭУ (Энергетические установки подводных лодок с дизелем замкнутого цикла. Судостроение за рубежом, 1991, N 12, рис. на с.62). Also known is a Daewoo system operating on an LC, in which the removal of combustion products is carried out by dissolving them in sea water. Such a power plant is more economical, but it has significant weight and size characteristics and is also characterized by high energy consumption for the drive of pumps serving this DEU (Power plants of submarines with a closed-loop diesel engine. Shipbuilding abroad, 1991, N 12, Fig. 62) .

Известна также ДЭУ ПА, работающая по ЗЦ, содержащая двигатель внутреннего сгорания, систему автоматического управления, впускную систему со смесительной камерой и подогревателем с полостями впускных и выхлопных газов, систему газовыхлопа с охладителем, имеющим устройство сепарации масла, топлива и воды, и клапаном регулирования рециркуляции, систему хранения и подачи окислителя с криогенной емкостью хранения окислителя, систему удаления продуктов сгорания, включающую компрессор с входом и выходом, охладитель газов за компрессором, конденсатор первой ступени с полостями продуктов сгорания и охлаждающей, сепаратор с полостями газовой и продуктов сгорания, абсорбционную холодильную машину, емкость для хранения жидкой двуокиси углерода и теплоизолированные трубопроводы с арматурой включающей автоматические клапаны (Дизельные установки подводных аппаратов. Судостроение, 1982, N 7, рис. 4, с. 21). Эта установка принята за прототип. Also known is a DEU PA working on a fuel cell containing an internal combustion engine, an automatic control system, an intake system with a mixing chamber and a heater with cavities of inlet and exhaust gases, a gas exhaust system with a cooler having an oil, fuel and water separation device, and a recirculation control valve , an oxidizer storage and supply system with a cryogenic oxidizer storage capacity, a combustion product removal system including a compressor with inlet and outlet, a gas cooler behind the compressor, a first stage denser with combustion and cooling product cavities, a separator with gas and combustion products cavities, an absorption refrigeration machine, a liquid carbon dioxide storage tank and heat-insulated pipelines with valves including automatic valves (Diesel installations of underwater vehicles. Shipbuilding, 1982, N 7, fig. . 4, p. 21). This installation is taken as a prototype.

Задачей изобретения является получение технического результата, заключающегося в повышении КПД и уменьшении массогабаритных характеристик ДЭУ. The objective of the invention is to obtain a technical result, which consists in increasing the efficiency and reducing the weight and size characteristics of the DEU.

Для этого в известной ДЭУ ПА, работающей по замкнутому циклу, с рециркуляцией продуктов сгорания и удалением CO2 с помощью эвакокомпрессора и последующего ожижения углекислого газа, в систему хранения и подачи окислителя дополнительно введены криогенный насос, конденсатор второй ступени с полостями кислородной и продуктов сгорания, морозильник с полостями охлаждающей и продуктов сгорания и устройство понижения давления, в систему удаления продуктов сгорания дополнительно введены льдогенератор, имеющий внутреннюю полость и газовую рубашку, шлюзовая камера с перекрывающимися входными и выходными каналами для твердых продуктов сгорания и забортной воды и откачивающий насос, во впускную систему дополнительно введена емкость хранения низкомолекулярного газа, например, аргона, причем, емкость хранения жидкого окислителя через последовательно соединенные между собой трубопроводом криогенный насос, кислородную полость конденсатора второй ступени, устройство понижения давления, охлаждающие полости конденсатор первой ступени и морозильника подключена к смесительной камере, емкость хранения низкомолекулярного газа подключена к смесительной камере трубопроводом с автоматическим клапаном, вход компрессора через газовую полость морозильника подключен к клапану регулирования рециркуляции, входной канал для продуктов сгорания шлюзовой камеры через последовательно соединенные трубопроводом внутреннюю полость льдогенератора, полость продуктов сгорания сепаратора, полости продуктов сгорания конденсаторов первой и второй ступеней, охладитель газов за компрессором подключен к выходу компрессора, газовая рубашка льдогенератора подключена трубопроводом с автоматическим клапаном к входу компрессора, газовая полость сепаратора подключена к трубопроводу системы хранения и подачи окислителя на участке между конденсатором первой ступени и морозильником, устройство сепарации масла, топлива и воды охладителя системы газовыхлопа, газовая полость морозильника и выходной канал шлюзовой камеры для забортной воды трубопроводами с невозвратными клапанами параллельно подключены к откачивающему насосу, автоматические клапаны управляющими связями подключены к системе автоматического управления, а шлюзовая камера через выходной канал для продуктов сгорания и входной канал для забортной воды соединена с забортным пространством.To do this, in the well-known closed-loop DEA with recirculation of combustion products and CO 2 removal by means of an evacocompressor and subsequent liquefaction of carbon dioxide, a cryogenic pump, a second-stage condenser with cavities of oxygen and combustion products, are additionally introduced into the oxidizer storage and supply system, a freezer with cooling cavities and combustion products and a pressure reducing device, an ice generator having an internal cavity and a gas reactor is additionally introduced into the combustion product removal system A tank, a lock chamber with overlapping inlet and outlet channels for solid combustion products and sea water and a pump, the storage system additionally contains a storage tank for low molecular weight gas, such as argon, moreover, a storage tank for liquid oxidizer through a cryogenic pump connected in series with each other, the oxygen cavity of the condenser of the second stage, a pressure reducing device, cooling cavities, the condenser of the first stage and the freezer is connected to the mixing the low-molecular-gas storage capacity is connected to the mixing chamber by a pipeline with an automatic valve, the compressor inlet through the gas cavity of the freezer is connected to the recirculation control valve, the inlet for the combustion products of the lock chamber through the internal cavity of the ice maker, the cavity of the products of combustion of the separator, the cavity of the products of combustion condensers of the first and second stages, the gas cooler behind the compressor is connected to the compressor output, gas the ice jacket of the ice maker is connected by a pipeline with an automatic valve to the compressor inlet, the gas cavity of the separator is connected to the pipeline of the oxidizer storage and supply system between the first stage condenser and the freezer, the oil, fuel and water separator for the gas exhaust system cooler, the gas cavity of the freezer and the outlet channel of the lock overboard water chambers with pipelines with non-return valves are connected in parallel to the pump out, automatic valves controlling yazyami connected to the automatic control system, and the sluice chamber through the outlet channel for combustion products and the input channel is connected to the seawater outboard space.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где представлена принципиальная схема ДЭУ ЗЦ с удалением продуктов сгорания за борт в твердом виде. The invention is illustrated in the drawing, which shows a schematic diagram of a DEU ZZ with the removal of combustion products overboard in solid form.

ДЭУ ЗЦ включает в себя следующее основное оборудование:
двигатель 1 внутреннего сгорания;
системы:
топливную с расходной цистерной 2 и трубопроводом 3;
впускную, содержащую подогреватель 4 с полостями впускных 5 и выхлопных 6 газов, смесительную камеру 7, емкость 8 хранения низкомолекулярного газа, трубопровод 9 с автоматическим клапаном;
газовыхлопа с охладителем 10 снабженным устройством сепарации масла, топлива и воды, клапаном 11 регулирования рециркуляции;
хранения и подачи окислителя, содержащую криогенную емкость 12 хранения окислителя, криогенный насос 13, конденсатор 14 второй ступени с полостями кислородной 15 и продуктов сгорания 16, морозильник 17 с полостями охлаждающей 18 и продуктов сгорания 19, устройство 20 понижения давления и трубопроводы 21 и 22;
удаления продуктов сгорания, включающую компрессор 23 с входом 24 и выходом 25, охладитель 26 газов за компрессором, конденсатор 27 первой ступени с полостями охлаждающей 28 и продуктов сгорания 29, сепаратор 30 с полостями газовой 31 и продуктов сгорания 32, льдогенератор 33 имеющий, внутреннюю полость 34 и газовую рубашку 35, шлюзовую камеру 36 с перекрывающимися входными каналами для твердых продуктов сгорания 37 и забортной воды 38 и выходными каналами для твердых продуктов сгорания 39 и забортной воды 40, откачивающий насос 41, трубопровод 42.
Daewoo ZZ includes the following basic equipment:
internal combustion engine 1;
systems:
fuel with a supply tank 2 and pipeline 3;
an inlet containing a heater 4 with cavities of inlet 5 and exhaust 6 gases, a mixing chamber 7, a low molecular weight gas storage tank 8, a pipe 9 with an automatic valve;
a gas exhaust with a cooler 10 equipped with an oil, fuel and water separation device, a recirculation control valve 11;
storing and supplying an oxidizing agent, comprising a cryogenic oxidizing agent storage tank 12, a cryogenic pump 13, a second stage condenser 14 with oxygen cavities 15 and combustion products 16, a freezer 17 with cooling cavities 18 and combustion products 19, a pressure reducing device 20 and pipelines 21 and 22;
removal of combustion products, including a compressor 23 with an input 24 and an output 25, a gas cooler 26 behind the compressor, a first stage condenser 27 with cooling cavities 28 and combustion products 29, a separator 30 with gas and combustion products cavities 31, an ice maker 33 having an internal cavity 34 and a gas jacket 35, a lock chamber 36 with overlapping inlet channels for solid combustion products 37 and seawater 38 and outlet channels for solid combustion products 39 and seawater 40, a suction pump 41, pipe 42.

Емкость 12 хранения окислителя через последовательно соединенные между собой трубопроводом криогенный насос 13, кислородную полость 15 конденсатора 14 второй ступени, устройство 20 понижения давления, охлаждающую полость 28 конденсатора 27 первой ступени и охлаждающую полость 18 морозильника 17 подключена к смесительной камере 7, емкость 8 хранения низкомолекулярного газа подключена к смесительной камере 7 трубопроводом 9 с автоматическим клапаном, вход 24 компрессора 23 через газовую полость 19 морозильника 17 подключен к клапану 11 регулирования рециркуляции, входной канал 37 для продуктов сгорания шлюзовой камеры через последовательно соединенные трубопроводом внутреннюю полость 34 льдогенератора 33, полость 32 продуктов сгорания сепаратора 30, полости 16 и 29 продуктов сгорания конденсаторов 14 и 27 второй и первой ступеней, охладитель 26 газов за компрессором подключена к выходу 25 компрессора 23, газовая рубашка 35 льдогенератора 33 подключена трубопроводом с автоматическим клапаном к трубопроводу 42, газовая полость 31 сепаратора 30 параллельно подключена к трубопроводам 21 и 22, устройство сепарации масла, топлива и воды охладителя 10, газовая полость 19 морозильника 17 и выходной канал 40 шлюзовой камеры 36 трубопроводами с невозвратными клапанами параллельно подключены к откачивающему насосу 41, автоматические клапаны управляющими связями подключены к системе автоматического управления, а шлюзовая камера через выходной канал для продуктов сгорания и входной канал для забортной воды соединена с забортным пространством. The oxidizer storage tank 12 through a cryogenic pump 13 connected in series with one another, the oxygen cavity 15 of the second stage condenser 14, the pressure reducing device 20, the cooling cavity 28 of the first stage condenser 27 and the cooling cavity 18 of the freezer 17 is connected to the mixing chamber 7, the low molecular weight storage tank 8 gas is connected to the mixing chamber 7 by a pipe 9 with an automatic valve, the input 24 of the compressor 23 through the gas cavity 19 of the freezer 17 is connected to the control valve 11 circulation, the input channel 37 for the products of combustion of the lock chamber through the internal cavity 34 of the ice maker 33, the cavity 32 of the products of the combustion of the separator 30, the cavities 16 and 29 of the products of the combustion of the condensers 14 and 27 of the second and first stages, the gas cooler 26 is connected to the outlet 25 of the compressor 23, the gas jacket 35 of the ice machine 33 is connected by a pipeline with an automatic valve to the pipeline 42, the gas cavity 31 of the separator 30 is connected in parallel to the pipelines 21 and 22, the device separation of oil, fuel and water of the cooler 10, the gas cavity 19 of the freezer 17 and the outlet channel 40 of the lock chamber 36 by pipelines with non-return valves are connected in parallel to the pump 41, the automatic valves are connected to the automatic control system by control connections, and the lock chamber is connected to the product control channel combustion and inlet channel for sea water is connected to the sea side.

Включение в энергетическую установку предлагаемого криогенного оборудования (криогенного насоса, конденсатора второй ступени, устройства понижения давления, морозильника и т.д.), а также подсоединение полости продуктов сгорания конденсатора второй ступени с системой удаления продуктов сгорания, позволяют, по сравнению с прототипом, более рационально использовать низкотемпературную энергию окисления, что дает возможность исключить из состава ЭУ холодильную установку, уменьшить затраты мощности на привод компрессора системы удаления продуктов сгорания. The inclusion in the power plant of the proposed cryogenic equipment (cryogenic pump, second stage condenser, pressure reduction device, freezer, etc.), as well as connecting the cavity of the combustion products of the second stage condenser with a combustion product removal system, allow, in comparison with the prototype, rational use of low-temperature oxidation energy, which makes it possible to exclude a refrigeration unit from the EI, reduce the power consumption for the removal of the compressor compressor combustion products.

Введение в ЭУ шлюзовой камеры и льдогенератора и их подключение к системе удаления продуктов сгорания, позволяет удалить продукты сгорания ДВС за борт, и, соответственно, исключить из состава ЭУ прочные емкости для хранения жидкого CO2.The introduction of a lock chamber and an ice maker into the control unit and their connection to the combustion product removal system allows removing combustion products of the internal combustion engine overboard and, accordingly, eliminating strong containers for storing liquid CO 2 from the control unit structure.

Использование в ЭУ ЗЦ низкомолекулярного газа позволяет улучшить термодинамические свойства рабочего тела в дизеле (уменьшить теплоемкость), тем самым повысить топливную экономичность. The use of low molecular weight gas in EC EC allows one to improve the thermodynamic properties of the working fluid in a diesel engine (to reduce heat capacity), thereby increasing fuel efficiency.

ЭУ работает следующим образом. EU works as follows.

Рабочая смесь, поступающая на всасывание в дизель 1, образуется в смесительной камере 7 и состоит из окислителя (кислорода), низкомолекулярного газа и продуктов сгорания. Окислитель поступает в смесительную камеру (СК) 7 из емкости 12 хранения окислителя, предварительно пройдя конденсаторы 14 и 27, устройство понижения давления 20 и морозильник 17. Низкомолекулярный газ в СК 7 подается из емкости 8 по трубопроводу 9, а выхлопные газы (ВГ) поступают в СК 7 из системы газовыхлопа. Топливо подается в дизель 1 из цистерны 2 по трубопроводу 3. The working mixture supplied to the suction in the diesel 1 is formed in the mixing chamber 7 and consists of an oxidizing agent (oxygen), low molecular weight gas and combustion products. The oxidizing agent enters the mixing chamber (SC) 7 from the oxidizer storage tank 12, after having passed the capacitors 14 and 27, the pressure reducing device 20 and the freezer 17. Low molecular weight gas is supplied to the SC 7 from the tank 8 via a pipe 9, and exhaust gases (SH) in SC 7 from a gas exhaust system. Fuel is supplied to diesel 1 from tank 2 via pipeline 3.

Выхлопные газы, образующиеся в процессе сгорания топлива в цилиндрах дизеля 1, поступают в полость 6 подогревателя 4, где они охлаждаются в процессе теплообмена с рабочей смесью, поступающей на всасывание в двигатель 1 через полость 5 данного подогревателя. В результате температура смеси повышается до температуры наддува. Затем ВГ направляются в конвективный охладитель 10, содержащиеся в них водяные пары конденсируются и удаляются насосом 41 за борт, отсепарированные масло и топливо поступают в отстойную цистерну. В качестве охлаждающей среды в охладителе 10 используются забортная вода из системы охлаждения двигателя. Затем в клапане регулирования рециркуляции 11 осуществляется разделение ВГ таким образом, что образующаяся в процессе сгорания топлива часть газов, поступает в полость 19 морозильника 17, а оставшаяся в СК 7. В морозильнике 17 происходит дальнейшее охлаждение ВГ и замораживание остатков конденсата. Хладагент, охлаждающий газы, подается в полость 18 морозильника из цистерны 12, предварительно пройдя конденсаторы 14 и 27. В процессе работы установки происходит забивание полости 19 морозильника 17 льдом, образованного из конденсата, поэтому для нормального функционирования установки, морозильник 17 выполняется двухсекционным. В процессе образования льда в первой секции во второй происходит его оттайка, а образовавшаяся вода удаляется насосом 41 за борт. Из морозильника 17 газы поступают в трубопровод 42, где происходит из смешение с CO2, образующимся в газовой рубашке 35 льдогенератора 33, и дополнительное охлаждение.The exhaust gases generated during the combustion of the fuel in the cylinders of the diesel engine 1 enter the cavity 6 of the heater 4, where they are cooled during heat exchange with the working mixture supplied to the suction in the engine 1 through the cavity 5 of this heater. As a result, the temperature of the mixture rises to the boost temperature. Then the SH are sent to the convective cooler 10, the water vapor contained in them is condensed and removed by the pump 41 overboard, the separated oil and fuel enter the settling tank. As the cooling medium in the cooler 10, sea water from the engine cooling system is used. Then, in the recirculation control valve 11, the SHG is separated so that the part of the gases formed during the fuel combustion enters the cavity 19 of the freezer 17, and the remaining gas in the SC 7. In the freezer 17, the SHG is further cooled and the condensate remains frozen. The refrigerant cooling the gases is supplied to the cavity 18 of the freezer from the tank 12, after having passed the condensers 14 and 27. During the operation of the installation, the cavity 19 of the freezer 17 is clogged with ice formed from condensate, therefore, for the normal functioning of the installation, the freezer 17 is performed in two sections. In the process of ice formation in the first section, in the second section, it is defrosting, and the formed water is removed by pump 41 overboard. From the freezer 17, the gases enter the conduit 42, where it is mixed with CO 2 formed in the gas jacket 35 of the ice maker 33, and additional cooling.

Для получения твердых продуктов сгорания максимальной плотности необходимо наличие жидкой фазы СO2. Существование жидкой фазы возможно только при давлении выше критического 5,3 ата, поэтому в компрессоре 23 давление газов увеличивается до 6 ата. Затем газы поступают в охладитель 26, в котором в качестве охлаждающей среды используется забортная вода из системы охлаждения дизеля. Из охладителя 26 смесь газов направляется в конденсаторы 27 и 14, в которых за счет теплообмена с кислородом она сначала охлаждается до температуры конденсации CO2 минус 50oC, cоответствующей давлению 6 ата, а затем происходит конденсация двуокиси углерода. Образовавшаяся двухфазная среда направляется в сепаратор 30, где осуществляется разделение фаз, затем жидкая углекислота переливается во внутреннюю полость 34 льдогенератора 33, а газовая фаза, состоящая из кислорода и низкомолекулярного газа, поступает в смесительную камеру 7 по трубопроводу 21 и далее в составе рабочего тела на всасывание в дизель 1 или в качестве хладагента по трубопроводу 22 направляется в охлаждающую полость 18 морозильника 17.To obtain solid combustion products of maximum density, the presence of a liquid phase of CO 2 is necessary. The existence of a liquid phase is possible only at a pressure above a critical 5.3 atm, so in the compressor 23 the gas pressure increases to 6 atm. Then the gases enter the cooler 26, in which seawater from the diesel cooling system is used as a cooling medium. From the cooler 26, the gas mixture is sent to the condensers 27 and 14, in which, due to heat exchange with oxygen, it is first cooled to a condensation temperature of CO 2 minus 50 o C, corresponding to a pressure of 6 atm, and then carbon dioxide is condensed. The resulting two-phase medium is sent to the separator 30, where the phases are separated, then liquid carbon dioxide is poured into the internal cavity 34 of the ice generator 33, and the gas phase, consisting of oxygen and low molecular weight gas, enters the mixing chamber 7 through the pipe 21 and then in the composition of the working fluid to suction into the diesel 1 or as a refrigerant through a pipe 22 is sent to the cooling cavity 18 of the freezer 17.

Кислород хранится в цистерне 12 в жидком состоянии под давлением 1 5 ата и с температурой 50 100 К. Криогенным насосом 13 он подается под давлением 30 40 ата в кислородную полость 15 конденсатора второй ступени 14. В конденсаторе 14 в процессе теплообмена с конденсирующимся CO2 жидкий кислород испаряется и нагревается до температуры конденсации двуокиси углерода минус 50oС. Затем в устройстве понижения давления 20 хладагент расширяется, при этом его давление уменьшается до давления наддува, а температура снижается на 115oС.Oxygen is stored in the tank 12 in a liquid state at a pressure of 1 5 ata and with a temperature of 50 to 100 K. With a cryogenic pump 13, it is supplied at a pressure of 30 to 40 ata into the oxygen cavity 15 of the second stage condenser 14. In the condenser 14 during the heat exchange with condensing CO 2, liquid oxygen evaporates and heats up to the temperature of carbon dioxide condensation minus 50 o С. Then, in the pressure reducing device 20, the refrigerant expands, while its pressure decreases to boost pressure, and the temperature decreases by 115 o C.

Из устройства 20 понижения давления кислород поступает в полость 28 конденсатора 27, в котором происходит охлаждение ВГ и начало конденсации CO2. Затем хладагент направляется в полость 18 морозильника 17, из которой поступает в СК 7 и в составе рабочего тела подается на всасывание в дизель 1.From the pressure reducing device 20, oxygen enters the cavity 28 of the condenser 27, in which the SHG is cooled and the condensation of CO 2 begins. Then the refrigerant is sent to the cavity 18 of the freezer 17, from which it enters the SC 7 and, as part of the working fluid, is sucked into the diesel 1.

Во внутренней полости 34 льдогенератора 33 в процессе понижения давления жидкости ниже критического значения жидкая фаза CO2 разделяется на твердую (сухой лед) и газообразную. Газообразная двуокись углерода через газовую рубашку 35 поступает в трубопровод 42.In the inner cavity 34 of the ice generator 33, in the process of lowering the liquid pressure below a critical value, the liquid phase of CO 2 is divided into solid (dry ice) and gaseous. Gaseous carbon dioxide through the gas jacket 35 enters the pipe 42.

После окончания процесса кристаллизации СO2 брикет сухого льда поступает в шлюзовую камеру 36 через входной канал 37, затем канал 37 перекрывается и камера 36 герметизируется, после этого по каналу 38 в шлюзовую камеру 36 подается забортная вода. После выравнивания давлений в камере с забортным открывается выходной канал 39 и брикет сухого льда под действием силы тяжести удаляется за борт. Затем каналы 38 и 39 закрываются, и шлюзовая камера 36 через канал 40 осушается насосом 41.After the crystallization of CO 2 is completed, the dry ice briquette enters the lock chamber 36 through the inlet channel 37, then the channel 37 is closed and the chamber 36 is sealed, after that overboard water is supplied through the channel 38 to the lock chamber 36. After pressure equalization in the chamber with the outboard, the outlet channel 39 opens and the dry ice briquette is removed overboard by gravity. Then the channels 38 and 39 are closed, and the lock chamber 36 through the channel 40 is drained by the pump 41.

Расчеты для ПА с подводной автономностью 72 часа и ЭУ содержащей ДГ мощностью 50 кВт показывают, что за счет исключения из состава ЭУ холодильной установки, прочных емкостей для хранения жидкого СO2, а также удаление образующихся продуктов сгорания за борт возможно улучшение массогабаритных характеристик энергетической установки приблизительно на 40 при этом КПД установки возрастает с 22 до 37 вследствие улучшения рабочего процесса в двс работающего на смеси содержащей низкомолекулярный газ, уменьшения требуемой мощности на привод компрессора системы удаления продуктов сгорания, а также исключения потерь мощности на привод холодильной установки.Calculations for a PA with an underwater autonomy of 72 hours and an EA containing a 50 kW diesel engine show that by eliminating from the EA a refrigeration unit, strong containers for storing liquid CO 2 , as well as removing the resulting combustion products overboard, it is possible to improve the overall dimensions of the power plant approximately by 40 at the same time, the efficiency of the installation increases from 22 to 37 due to the improvement of the working process in the internal combustion engine running on a mixture containing low molecular weight gas, a decrease in the required power for the drive litter of the system of removal of products of combustion, as well as the exclusion of power losses on the drive of the refrigeration unit.

Claims (1)

Дизельная энергетическая установка подводного аппарата, содержащая двигатель внутреннего сгорания, систему автоматического управления, впускную систему с подогревателем, с полостями впускных и выхлопных газов и смесительной камерой, систему газовыхлопа с клапаном регулирования рециркуляции и охладителем, снабженным устройством сепарации масла, топлива и воды, систему хранения и подачи окислителя с криогенной емкостью хранения окислителя, систему удаления продуктов сгорания, включающую компрессор с входом и выходом, охладитель газов за компрессором, конденсатор первой ступени с полостями продуктов сгорания и охлаждающей, сепаратор с полостями газовой и продуктов сгорания и теплоизолированные трубопроводы с арматурой, включающей автоматические клапаны, отличающаяся тем, что в систему хранения и подачи окислителя дополнительно введены криогенный насос, конденсатор второй ступени с полостями кислородной и продуктов сгорания, морозильник с полостями охлаждающей и продуктов сгорания и устройство понижения давления, в систему удаления продуктов сгорания дополнительно введены льдогенератор, имеющий внутреннюю полость и газовую рубашку, шлюзовая камера с перекрывающимися входными и выходными каналами для твердых продуктов сгорания и забортной воды и откачивающий насос, во впускную систему дополнительно введена емкость хранения низкомолекулярного газа, например аргона, причем емкость хранения жидкого окислителя через последовательно соединенные между собой трубопроводом криогенный насос, кислородную полость конденсатора второй ступени, устройство понижения давления, охлаждающие полости конденсатора первой ступени и морозильника подключен к смесительной камере, емкость хранения низкомолекулярного газа подключена к смесительной камере трубопроводом с автоматическим клапаном, вход компрессора через газовую полость морозильника подключен к клапану регулирования рециркуляции, входной канал для продуктов сгорания шлюзовой камеры через последовательно соединенные трубопроводом внутреннюю полость льдогенератора, полость продуктов сгорания сепаратора, полости продуктов сгорания конденсатора второй и первой ступеней, охладитель газов за компрессором подключен к выходу компрессора, газовая рубашка льдогенератора подключена трубопроводом с автоматическим клапаном к входу компрессора, газовая полость сепаратора подключена к трубопроводу системы хранения и подачи окислителя на участке между конденсатором первой ступени и морозильником, устройство сепарации масла, топлива и воды охладителя системы газовыхлопа, газовая полость морозильника и выходной канал шлюзовой камеры для забортной воды трубопроводами с невозвратными клапанами параллельно подключены к откачивающему насосу, автоматические клапаны управляющими связями подключены к системе автоматического управления, а шлюзовая камера через выходной канал для продуктов сгорания и входной канал для забортной воды соединена с забортным пространством. Diesel power plant of an underwater vehicle containing an internal combustion engine, an automatic control system, an intake system with a heater, with intake and exhaust gas cavities and a mixing chamber, a gas exhaust system with a recirculation control valve and a cooler equipped with an oil, fuel and water separation device, a storage system and supplying an oxidizing agent with a cryogenic storage capacity of an oxidizing agent, a combustion product removal system including a compressor with inlet and outlet, a gas cooler in the back of the compressor, a condenser of the first stage with cavities of the products of combustion and cooling, a separator with cavities of gas and products of combustion and thermally insulated pipelines with valves including automatic valves, characterized in that a cryogenic pump and a condenser of the second stage are additionally introduced into the oxidizer storage and supply system cavities of oxygen and combustion products, a freezer with cavities of cooling and combustion products and a pressure reduction device, add to the system for removing combustion products An ice maker having an internal cavity and a gas jacket, a lock chamber with overlapping inlet and outlet channels for solid combustion products and sea water and a pumping pump have been introduced, an storage tank for low molecular weight gas, such as argon, is added to the inlet system, and the storage capacity of the liquid oxidizer through a cryogenic pump interconnected by a pipeline, an oxygen cavity of a second stage condenser, a pressure reducing device, cooling cavities the first stage sensor and the freezer is connected to the mixing chamber, the low molecular gas storage capacity is connected to the mixing chamber by a pipeline with an automatic valve, the compressor inlet through the gas cavity of the freezer is connected to the recirculation control valve, the inlet for the combustion products of the airlock through the internal cavity of the ice maker connected in series to the pipeline, cavity of the products of combustion of the separator, cavity of the products of combustion of the condenser of the second and first stages, cooling the gas separator behind the compressor is connected to the compressor outlet, the gas jacket of the ice maker is connected by a pipeline with an automatic valve to the compressor inlet, the gas cavity of the separator is connected to the pipeline of the oxidizer storage and supply system in the section between the first stage condenser and the freezer, the system, oil, fuel and water separation device for the system cooler exhaust gas, the gas cavity of the freezer and the outlet channel of the airlock for overboard water pipelines with non-return valves in parallel They are connected to the evacuation pump, automatic valves with control connections are connected to the automatic control system, and the lock chamber is connected to the outboard space through the outlet channel for combustion products and the inlet channel for outboard water.
RU92016069A 1992-12-25 1992-12-25 Closed-cycle diesel engine power plant with removal of combustion products in solid form RU2070985C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU92016069A RU2070985C1 (en) 1992-12-25 1992-12-25 Closed-cycle diesel engine power plant with removal of combustion products in solid form

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU92016069A RU2070985C1 (en) 1992-12-25 1992-12-25 Closed-cycle diesel engine power plant with removal of combustion products in solid form

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU92016069A RU92016069A (en) 1996-07-10
RU2070985C1 true RU2070985C1 (en) 1996-12-27

Family

ID=20135124

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU92016069A RU2070985C1 (en) 1992-12-25 1992-12-25 Closed-cycle diesel engine power plant with removal of combustion products in solid form

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2070985C1 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2542166C1 (en) * 2013-12-04 2015-02-20 ОАО "Санкт-Петербургское морское бюро машиностроения "Малахит" (ОАО "СПМБМ "Малахит") Power plant of underwater vehicle
RU2615042C1 (en) * 2016-03-21 2017-04-03 АО "Санкт-Петербургское морское бюро машиностроения "Малахит" (АО "СПМБМ "Малахит") Device for removing carbon dioxide
RU2616136C1 (en) * 2016-03-21 2017-04-12 АО "Санкт-Петербургское морское бюро машиностроения "Малахит" (АО "СПМБМ "Малахит") Device for removing carbon dioxide
RU180005U1 (en) * 2017-04-04 2018-05-30 Федеральное государственное бюджетное военное образовательное учреждение высшего образования "Черноморское высшее военно-морское ордена Красной Звезды училище имени П.С. Нахимова" Министерства обороны Российской Федерации Gas-turbine non-volatile installation of underwater vehicle
RU188226U1 (en) * 2018-09-03 2019-04-03 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Институт природно-технических систем" (ИПТС) Closed gas turbine non-volatile installation for underwater carrier platform
RU2733549C1 (en) * 2020-02-26 2020-10-05 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Астраханский государственный технический университет", ФГБОУ ВО "АГТУ" Marine diesel power plant

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Журнал "Судостроение", 1982, N 7, с. 21, рис. 4. *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2542166C1 (en) * 2013-12-04 2015-02-20 ОАО "Санкт-Петербургское морское бюро машиностроения "Малахит" (ОАО "СПМБМ "Малахит") Power plant of underwater vehicle
RU2615042C1 (en) * 2016-03-21 2017-04-03 АО "Санкт-Петербургское морское бюро машиностроения "Малахит" (АО "СПМБМ "Малахит") Device for removing carbon dioxide
RU2616136C1 (en) * 2016-03-21 2017-04-12 АО "Санкт-Петербургское морское бюро машиностроения "Малахит" (АО "СПМБМ "Малахит") Device for removing carbon dioxide
RU180005U1 (en) * 2017-04-04 2018-05-30 Федеральное государственное бюджетное военное образовательное учреждение высшего образования "Черноморское высшее военно-морское ордена Красной Звезды училище имени П.С. Нахимова" Министерства обороны Российской Федерации Gas-turbine non-volatile installation of underwater vehicle
RU188226U1 (en) * 2018-09-03 2019-04-03 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Институт природно-технических систем" (ИПТС) Closed gas turbine non-volatile installation for underwater carrier platform
RU2733549C1 (en) * 2020-02-26 2020-10-05 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Астраханский государственный технический университет", ФГБОУ ВО "АГТУ" Marine diesel power plant

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SU543360A3 (en) Installation for the secondary liquefaction of gas
US6651433B1 (en) Brayton screw engine with brayton bottoming system
US4674297A (en) Chemically assisted mechanical refrigeration process
US20030074900A1 (en) Energy conversion method and system with enhanced heat engine
CN102084114B (en) Gas supply systems for gas engines
US2548508A (en) Thermal system
JP4677375B2 (en) How to use gas
GB2528449A (en) A compressed air energy storage and recovery system
JP2006348752A (en) Evaporated-gas supply system for liquefied natural gas-carrying vessel
KR20090020574A (en) Method and apparatus for the reliquefaction of a vapour
RU2070985C1 (en) Closed-cycle diesel engine power plant with removal of combustion products in solid form
RU2698865C1 (en) Control method and apparatus for generating mechanical and thermal energy
RU2542166C1 (en) Power plant of underwater vehicle
JP2000130696A (en) Method for preventing evaporation of liquefied gas stored in nonpermeable and isothermal tank and executing device therefor
CN114739055B (en) Liquid oxygen/liquid methane comprehensive supercooling system and method based on liquid oxygen refrigeration capacity
US9174717B2 (en) Intake air cooling system for a marine vessel having a turbocharger
JPS594536B2 (en) Internal combustion engine with exhaust gas recirculation
ZA200300171B (en) Method and apparatus for cooling the inlet air of combustion turbines.
EP0407559B1 (en) Recirculatory system
JP2000018049A (en) Cooling system for combustion air gas turbine and cooling method
EP0138041A2 (en) Chemically assisted mechanical refrigeration process
WO2022056673A1 (en) Multi-compressor multifunctional power generation system having directly connected windmill, and method therefor
RU2738946C1 (en) System and method of repeated liquefaction of stripping gas for ship
RU2616136C1 (en) Device for removing carbon dioxide
RU160813U1 (en) POWER UNIT FOR UNDERWATER VEHICLES