RU2163684C1 - Off-line heat-and-power cogeneration plant - Google Patents
Off-line heat-and-power cogeneration plant Download PDFInfo
- Publication number
- RU2163684C1 RU2163684C1 RU99120546/06A RU99120546A RU2163684C1 RU 2163684 C1 RU2163684 C1 RU 2163684C1 RU 99120546/06 A RU99120546/06 A RU 99120546/06A RU 99120546 A RU99120546 A RU 99120546A RU 2163684 C1 RU2163684 C1 RU 2163684C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- engine
- steam
- heat
- water
- heat exchanger
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/14—Combined heat and power generation [CHP]
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Abstract
Description
Изобретение относится к области теплоэнергетики и преобразователей энергии прямого цикла (например, двигателей внутреннего сгорания, двигателей Стирлинга) и предназначено в качестве автономных энергоустановок для стационарных и передвижных объектов при одновременном производстве электроэнергии и тепла. The invention relates to the field of power engineering and direct-cycle energy converters (for example, internal combustion engines, Stirling engines) and is intended as stand-alone power plants for stationary and mobile objects while generating electricity and heat.
Известна комбинированная установка на основе двигателя Стирлинга с электрогенератором на одном валу, линиями подачи топлива и теплообменником для подогрева жидкости, через который проходят высокотемпературные отработанные газы двигателя Стирлинга, при этом нагретая жидкость передается во внешние магистрали (заявка ЕПВ N 0457399. Реферативный журнал "Изобретение стран мира", выпуск В-65, N 5, 1993, стр. 13). Однако данная установка имеет сложную систему совместного охлаждения двигателя и генератора, а также она не предназначена для выработки пара. Known is a combined installation based on a Stirling engine with an electric generator on one shaft, fuel supply lines and a heat exchanger for heating the liquid through which the high-temperature exhaust gases of the Stirling engine pass, while the heated liquid is transferred to external pipelines (application EPO N 0457399. The journal “The invention of countries World ", Issue B-65, N 5, 1993, p. 13). However, this installation has a complex system for co-cooling the engine and generator, and it is also not designed to generate steam.
Известно устройство силовой установки, содержащей двигатель внутреннего сгорания (ДВС) с валом потребителя мощности через соединительную муфту и утилизационную паротурбинную установку с контуром циркуляции рабочего тела, включающим паровую турбину, конденсатор, питательный насос, парогенератор, размещенный в магистрали выпуска высокотемпературных отработанных газов ДВС (авт. св. N 1677360. БИ N 34 от 15.04.91 г., стр. 141-142). Однако данное устройство не предназначено для выработки тепловой энергии для теплоснабжения внешних потребителей. A device is known for a power plant containing an internal combustion engine (ICE) with a power consumer shaft through a coupler and a waste steam turbine installation with a working fluid circulation circuit including a steam turbine, a condenser, a feed pump, a steam generator located in the ICE high-temperature exhaust gas discharge line (automatic St. N 1677360. BI N 34 from 04/15/91, p. 141-142). However, this device is not intended to generate thermal energy for heat supply to external consumers.
Известно устройство пароводяного насоса-подогревателя (ПНП), предназначенного для применения в различных промышленных технологиях с использованием пара, совмещающего в себе функции подогревателя и насоса одновременно. Применение ПНП позволяет существенно сократить расход электроэнергии на собственные нужды и уменьшить массогабаритные характеристики теплообменных аппаратов ("Энергетика Петербурга"/ газета/, N 5, (11), от 25.05.99 г.). Однако ранее пароводяной насос-подогреватель в когенерационных установках не применялся. A device for a steam-water pump-heater (PNP), designed for use in various industrial technologies using steam, combining the functions of a heater and a pump at the same time. The use of PPS allows you to significantly reduce energy consumption for your own needs and to reduce the weight and size characteristics of heat exchangers (Petersburg Energy / newspaper /, N 5, (11), 05.25.99). However, previously a steam-water pump-heater was not used in cogeneration units.
Известно устройство когенерационной установки, предназначенной для одновременного получения электроэнергии и тепла, включающей в себя двигатель внутреннего сгорания с электрогенератором на одном валу, линии подачи топлива, контур охлаждения двигателя, отопительный контур (система теплоснабжения с потребителями тепла), систему теплообменников, обеспечивающую передачу тепла охлаждающей жидкости двигателя и высокотемпературных отработанных газов в отопительный контур, и щит управления ("Строительное обозрение" //Журнал качества//, СПб., N 5 (32), май-июнь 1999, стр. 16-17). Однако данное устройство не предполагает выработку пара и использования его для сокращения потребления электроэнергии на собственные нужды. A device is known for a cogeneration unit designed to simultaneously produce electricity and heat, including an internal combustion engine with an electric generator on one shaft, a fuel supply line, an engine cooling circuit, a heating circuit (heat supply system with heat consumers), a heat exchanger system that transfers heat to the cooling engine fluid and high-temperature exhaust gases into the heating circuit, and the control panel ("Construction Review" // Quality Journal //, St. Petersburg. N 5 (32), May-June 1999, p. 16-17). However, this device does not imply the production of steam and its use to reduce energy consumption for own needs.
Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, - повышение КПД установки за счет уменьшения энергозатрат на собственные нужды и снижение массогабаритных характеристик комбинированной установки в целом. The technical result that can be obtained by carrying out the invention is to increase the efficiency of the installation by reducing energy consumption for their own needs and reducing the overall dimensions of the combined installation.
Для достижения этого технического результата автономная комбинированная установка для одновременного производства электроэнергии и тепла, включающая в себя преобразователь прямого цикла (например, двигатель внутреннего сгорания или двигатель Стирлинга) с электрогенератором на одном валу, линии подачи топлива, теплообменник-утилизатор тепла высокотемпературных отработанных газов двигателя, через который проходит магистраль отработанных газов двигателя, контур охлаждения двигателя, связанный через теплообменник с системой внешнего теплоснабжения, снабжена теплообменником-утилизатором высокотемпературных отработанных газов двигателя, выполненным в виде парогенератора, пароводяным насосом-подогревателем и теплообменником-утилизатором низкотемпературных отработанных газов двигателя, а также замкнутой системой магистралей, обеспечивающей передачу тепла от двигателя к потребителям тепла и состоящей из магистрали пара высокого давления, идущей от парогенератора к пароводяному насосу-подогревателю, магистрали горячей воды, идущей от пароводяного насоса-подогревателя к потребителям тепла, магистрали возврата охлажденной воды с теплообменником, идущей от потребителей тепла и разделяющей на линию с регулирующим клапаном, идущую в парогенератор, и линию с регулирующим клапаном и теплообменником-утилизатором низкотемпературных отработанных газов двигателя, идущую к пароводяному насосу-подогревателю, при этом магистраль возврата охлажденной воды связана с контуром охлаждения двигателя через теплообменник, а магистраль отработанных газов двигателя последовательно проходит сначала через парогенератор, а затем через теплообменник-утилизатор низкотемпературных отработанных газов. To achieve this technical result, an autonomous combined installation for the simultaneous production of electricity and heat, including a direct cycle converter (for example, an internal combustion engine or a Stirling engine) with an electric generator on one shaft, a fuel supply line, a heat exchanger-heat exchanger of high-temperature exhaust gases of the engine, through which the engine exhaust gas duct passes, the engine cooling circuit connected through a heat exchanger to an external system about heat supply, it is equipped with a heat exchanger-utilizer of high-temperature exhaust gases of the engine, made in the form of a steam generator, a steam-water heater pump and a heat exchanger-utilizer of low-temperature exhaust gases of the engine, as well as a closed heating system that transfers heat from the engine to heat consumers and consists of a high-pressure steam pipeline pressure going from the steam generator to the steam-water pump-heater, a line of hot water going from the steam-water pump-heater to heat consumers, a chilled water return line with a heat exchanger coming from heat consumers and dividing into a line with a control valve going to the steam generator, and a line with a control valve and a heat exchanger-utilizer of low-temperature engine exhaust going to the steam-water heating pump, when In this case, the chilled water return line is connected to the engine cooling circuit through a heat exchanger, and the exhaust gas line of the engine sequentially passes first through steam generator, a heat exchanger and then through the low-temperature waste heat of exhaust gases.
Введение в состав автономной комбинированной установки для одновременного производства электроэнергии и тепла теплообменника-утилизаторам высокотемпературных отработанных газов двигателя, выполненного в виде парогенератора, пароводяного насоса-подогревателя и теплообменника-утилизатора низкотемпературных отработанных газов двигателя, а также замкнутой системы магистралей с регулирующими клапанами, обеспечивающей передачу тепла от двигателя к потребителям тепла, позволяет получить новое свойство, заключающееся в возможности комплексного использования остаточного тепла отработанных газов двигателя и теплоты контура охлаждения двигателя для теплоснабжения внешних потребителей тепла, а также выработки пара высокого давления с целью его дальнейшего использования для замены сетевых насосов и теплообменных аппаратов в системе теплоснабжения. Introduction to the composition of an autonomous combined installation for the simultaneous production of electricity and heat from a heat exchanger-utilizer of high-temperature engine exhaust, made in the form of a steam generator, a steam-water heating pump and heat exchanger-utilizer of low-temperature engine exhaust, as well as a closed system of highways with control valves, providing heat transfer from the engine to heat consumers, allows you to get a new property, which consists in the ability to mpleksnogo use of residual heat of exhaust gases of the engine and the heat of the engine cooling circuit for heating the external heat consumer and generating high pressure steam for the purpose of its further use for the replacement network pumps and heat exchangers in the heating system.
На чертеже изображена автономная комбинированная установка для одновременного производства электроэнергии и тепла. The drawing shows an autonomous combined installation for the simultaneous production of electricity and heat.
Автономная комбинированная установка включает в себя преобразователь прямого цикла (например, двигатель внутреннего сгорания) 1 с линией отработанных газов 2 и рубашкой охлаждения 3, электрогенератор 4, расположенный на одном валу с двигателем 1, теплообменник-утилизатор тепла высокотемпературных отработанных газов, выполненный в виде парогенератора 5, пароводяной насос-подогреватель 6, теплообменник-утилизатор низкотемпературных отработанных газов 7, потребители тепла 8, а также замкнутую систему магистралей, состоящую из магистрали пара высокого давления 9, идущей от парогенератора 5 к пароводяному насосу-подогревателю 6, магистрали горячей воды 10, идущей от пароводяного насоса-подогревателя 6 к потребителям тепла 8, магистрали возврата охлажденной воды 11 с теплообменником 12, идущей от потребителей тепла 8 и разделяющейся на линию 13 с регулирующим клапаном 14, идущую в парогенератор 5, и линию 15 с регулирующим клапаном 16 и теплообменником-утилизатором низкотемпературных отработанных газов 7, идущую к пароводяному насосу-подогревателю 6, контур охлаждения 17 двигателя 1, проходящий через рубашку 3, с насосом 18, связанный с магистралью 11 через теплообменник 12. Магистраль отработанных газов 2 двигателя 1 последовательно проходит сначала через парогенератор 5, а затем через теплообменник-утилизатор низкотемпературных отработанных газов 7. An autonomous combined installation includes a direct cycle converter (for example, an internal combustion engine) 1 with an exhaust gas line 2 and a cooling jacket 3, an electric generator 4 located on the same shaft as engine 1, and a heat exchanger-heat utilizer of heat of high-temperature exhaust gases made in the form of a steam generator 5, steam-water pump-heater 6, heat exchanger-utilizer of low-temperature exhaust gases 7, heat consumers 8, as well as a closed system of highways, consisting of a main and high pressure 9, going from the steam generator 5 to the steam-water pump-heater 6, the hot water line 10, coming from the steam-water pump-heater 6, to the heat consumers 8, the return pipe of chilled water 11 with the heat exchanger 12, coming from the heat consumers 8 and divided into line 13 with a control valve 14 going to the steam generator 5, and line 15 with a control valve 16 and a heat exchanger-utilizer of low-temperature exhaust gases 7, going to the steam-water heating pump 6, cooling circuit 17 of the engine 1, pass dyaschy through the jacket 3, a pump 18 connected to the pipeline 11 via the heat exchanger 12. The line 2 of the engine exhaust gas 1 passes successively through a first steam generator 5 and then through the heat exchanger, low temperature heat recovery of exhaust gases 7.
Автономная комбинированная установка для одновременного производства электроэнергии и тепла работает следующим образом. Autonomous combined installation for the simultaneous production of electricity and heat works as follows.
При работе двигатель 1 производит полезную энергию, преобразуемую в электрическую энергию с помощью электрогенератора 4, расположенного на одном валу с двигателем 1. Для охлаждения двигателя 1 в рубашку охлаждения 3 подается с помощью насоса 18 вода из контура охлаждения 17. Охладив двигатель 1, нагретая охлаждающая жидкость из рубашки охлаждения 3 поступает в теплообменник 12, где охлаждается за счет теплообмена с возвратной водой внешней системы теплоснабжения. Возвратная охлажденная вода по магистрали 11 от потребителей 8, проходя через теплообменник 12, разделяется на линию 13, идущую в парогенератор 5 для производства пара высокого давления за счет теплообмена с высокотемпературными отработанными газами, идущими от двигателя 1 по магистрали 2, и линию 15, идущую через теплообменник-утилизатор 7, где вода дополнительно нагревается остаточным теплом низкотемпературных отработанных газов, поступающих из парогенератора 5 в пароводяной насос-подогреватель 6. Одновременно из парогенератора 5 по магистрали 9 поступает пар высокого давления. During operation, engine 1 produces useful energy that is converted into electrical energy by means of an electric generator 4 located on the same shaft as engine 1. To cool engine 1, water is supplied from cooling circuit 17 to cooling jacket 3 through pump 18. After cooling engine 1, the heated cooling the liquid from the cooling jacket 3 enters the heat exchanger 12, where it is cooled by heat exchange with return water from an external heat supply system. Returning chilled water through line 11 from consumers 8, passing through heat exchanger 12, is divided into line 13, which goes to the steam generator 5 to produce high pressure steam due to heat exchange with high-temperature exhaust gases coming from engine 1 through line 2, and line 15 going through a heat exchanger-utilizer 7, where the water is additionally heated by the residual heat of the low-temperature exhaust gases coming from the steam generator 5 to the steam-water pump-heater 6. At the same time, from the steam generator 5 Ali 9 receives high pressure steam.
В пароводяном насосе-подогревателе 6 за счет особой конструкции и эффекта смешивания двухфазных парожидкостных сред происходят увеличение давления, интенсивное перемешивание пара и воды и последующее получение горячей воды с высокими температурой (до 100oC) и давлением. За счет этого давления происходят подача горячей воды по магистрали 10 внешним потребителям тепла 8 и дальнейшая циркуляция воды в магистралях 11, 13, 15.In the steam-water pump-heater 6 due to the special design and the effect of mixing two-phase vapor-liquid media, there is an increase in pressure, intensive mixing of steam and water and the subsequent receipt of hot water with high temperature (up to 100 o C) and pressure. Due to this pressure, hot water is supplied via line 10 to external heat consumers 8 and further water circulation in lines 11, 13, 15.
Для регулирования направления и расхода воды по магистралям предусмотрены регулирующие клапаны 14, 16. To control the direction and flow of water along the highways, control valves 14, 16 are provided.
Источники информации
1. Заявка ЕПВ N 0457399. Реферативный журнал "Изобретение стран мира", выпуск B-65, N 5, 1993, стр. 13.Sources of information
1. Application EPO N 0457399. The abstract journal "Invention of the World", issue B-65, N 5, 1993, p. 13.
2. Авт. св. N 1677360. БИ N 34 от 15.04.91 г., стр. 141-142. 2. Auth. St. N 1677360. BI N 34 from 04/15/91, p. 141-142.
3. "Энергетика Петербурга" //газета//, N 5 (11) от 25.05.99 г. 3. "Energy of St. Petersburg" // newspaper //, N 5 (11) from 05.25.99
4. "Строительное обозрение" //Журнал качества//, СПб., N 5 (32), май-июнь 1999, стр. 16-17 - прототип. 4. "Construction Review" // Journal of Quality //, St. Petersburg, N 5 (32), May-June 1999, pp. 16-17 - prototype.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99120546/06A RU2163684C1 (en) | 1999-09-30 | 1999-09-30 | Off-line heat-and-power cogeneration plant |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99120546/06A RU2163684C1 (en) | 1999-09-30 | 1999-09-30 | Off-line heat-and-power cogeneration plant |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2163684C1 true RU2163684C1 (en) | 2001-02-27 |
Family
ID=20225319
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU99120546/06A RU2163684C1 (en) | 1999-09-30 | 1999-09-30 | Off-line heat-and-power cogeneration plant |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2163684C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2561705C2 (en) * | 2011-10-14 | 2015-09-10 | Альберт Владимирович Чувпило | Generation method of independent electric power and device for its implementation, me chuni minipower plant |
WO2019216788A1 (en) * | 2018-12-06 | 2019-11-14 | Ponomarev Dmitrij Nikolaevich | High-temperature steam power plant |
CN115179983A (en) * | 2022-05-25 | 2022-10-14 | 株洲中车时代电气股份有限公司 | Heat energy recycling system of rail train traction equipment |
-
1999
- 1999-09-30 RU RU99120546/06A patent/RU2163684C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Ж. "Строительное обозрение", С.Пб. № 5(32), май-июнь 1999, с.16-17. * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2561705C2 (en) * | 2011-10-14 | 2015-09-10 | Альберт Владимирович Чувпило | Generation method of independent electric power and device for its implementation, me chuni minipower plant |
WO2019216788A1 (en) * | 2018-12-06 | 2019-11-14 | Ponomarev Dmitrij Nikolaevich | High-temperature steam power plant |
RU2726961C1 (en) * | 2018-12-06 | 2020-07-17 | Дмитрий Николаевич Пономарёв | High-temperature steam power plant |
CN115179983A (en) * | 2022-05-25 | 2022-10-14 | 株洲中车时代电气股份有限公司 | Heat energy recycling system of rail train traction equipment |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0457399B1 (en) | Cogeneration system with a stirling engine | |
RU2487305C1 (en) | Trigeneration plant based on microturbine motor | |
CN205895337U (en) | Coupled system that pressure energy and cool and thermal power trigeminy supplied | |
KR100383559B1 (en) | Aa | |
RU2440504C1 (en) | Cogeneration plant with internal combustion engine and stirling engine | |
RU2163684C1 (en) | Off-line heat-and-power cogeneration plant | |
RU2162533C1 (en) | Off-line heat-and-power cogeneration plant | |
RU2164615C1 (en) | Thermal power plant | |
RU2162532C1 (en) | Off-line stirling-engine heat-and-power cogeneration plant | |
RU2196243C2 (en) | Combination stirling engine plant for simultaneous generation of power and heat | |
RU2162534C1 (en) | Off-line cogeneration power plant | |
RU2300654C1 (en) | Cogeneration plant with stirling engine operating on locally available fuel | |
RU2162535C1 (en) | Off-line cogeneration plant | |
RU87503U1 (en) | STEAM-GAS ELECTRIC STATION (OPTIONS) | |
RU2164613C1 (en) | Combination heat power plant on stirling engine base | |
RU55431U1 (en) | COGENERATION POWER PLANT | |
RU48366U1 (en) | AUTONOMOUS HEAT POWER PLANT | |
RU2296229C1 (en) | Thermal power station | |
RU2163703C1 (en) | Centralized heat supply system | |
CN219081706U (en) | Garbage incineration and fuel gas-steam combined power generation system | |
RU53380U1 (en) | COGENERATION PLANT WITH LOCAL FUEL STIRLING ENGINE | |
RU2320930C1 (en) | Single pipe heat supply system | |
RU2174609C2 (en) | Thermal power system with gas-cooled reactor | |
RU2008129555A (en) | METHOD OF ELECTRIC POWER PRODUCTION BY USING THE EXTERNAL HEATING OF STIRLING (BOTTOM) ENGINE USING HEAT OF SECONDARY HERALGER GRINES FOR HIS WORK | |
RU116186U1 (en) | COGENERATION MACHINE |