RU2206820C1 - Steam generating boiler - Google Patents

Steam generating boiler Download PDF

Info

Publication number
RU2206820C1
RU2206820C1 RU2001126888/06A RU2001126888A RU2206820C1 RU 2206820 C1 RU2206820 C1 RU 2206820C1 RU 2001126888/06 A RU2001126888/06 A RU 2001126888/06A RU 2001126888 A RU2001126888 A RU 2001126888A RU 2206820 C1 RU2206820 C1 RU 2206820C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
heat
steam
fuel
gas
combustion
Prior art date
Application number
RU2001126888/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Л.Н. Максимов
Original Assignee
Максимов Лев Николаевич
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 Максимов Лев Николаевич filed Critical Максимов Лев Николаевич
Priority to RU2001126888/06A priority Critical patent/RU2206820C1/en
Priority to PCT/RU2001/000543 priority patent/WO2003029724A1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2206820C1 publication Critical patent/RU2206820C1/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C99/00—Subject-matter not provided for in other groups of this subclass
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B1/00—Methods of steam generation characterised by form of heating method
    • F22B1/22—Methods of steam generation characterised by form of heating method using combustion under pressure substantially exceeding atmospheric pressure
    • F22B1/24—Pressure-fired steam boilers, e.g. using turbo-air compressors actuated by hot gases from boiler furnace
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D3/00—Burners using capillary action
    • 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
    • Y02E20/32—Direct CO2 mitigation

Abstract

FIELD: power engineering; gas-fired heat and power generating plants. SUBSTANCE: steam-generating boiler designed for burning gas fuel, for entrapping all combustion products such as liquefied carbon dioxide, and for producing liquefied carbon dioxide as commercial product eliminating its emission into atmosphere thereby preventing greenhouse effect has casing with inlet water-feed header, heat exchangers, and outlet steam pipe; heat exchangers are made in the form of heat-transfer panels with adjacent capillary channels for gas fuel and oxidant, and also for water and outlet steam. Heat-transfer panels and gas-fuel combustion zones separating them are disposed in hermetically sealed casing held at pressure sufficient for liquefying fuel combustion products. EFFECT: enhanced performance characteristics and specific power capacity; reduced size. 2 cl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в тепло-, электро- энергетических установках на газообразном топливе с осуществлением полного улавливания продуктов сгорания, например углекислого газа в сжиженном состоянии. The invention relates to energy and can be used in heat, electric power plants using gaseous fuels with the complete capture of combustion products, such as carbon dioxide in a liquefied state.

Известен парогенератор, содержащий вертикальный корпус с трубным пучком из вертикальных труб, скомпонованных в основные и дополнительные ширмы, подключенные к коллектору греющего теплоносителя, при этом дополнительные ширмы расположены между основными и подключены к указанному коллектору на разной высоте с последними. Основные ширмы установлены параллельно одна другой и объединены в группы, между которыми расположены дополнительные ширмы (патент РФ 2036373, F 22 В 1/02, 1995). A steam generator is known, comprising a vertical casing with a tube bundle of vertical pipes arranged in main and additional screens connected to a collector of a heating medium, while additional screens are located between the main screens and are connected to the specified collector at different heights with the latter. The main screens are installed parallel to one another and are combined into groups between which additional screens are located (RF patent 2036373, F 22 B 1/02, 1995).

Недостатком указанного парогенератора является отсутствие котла в едином комплексе, а также пониженная технологичность изготовления основных составляющих элементов парогенератора - трубных пучков из вертикальных труб. The disadvantage of this steam generator is the lack of a boiler in a single complex, as well as reduced manufacturability of the manufacture of the main constituent elements of the steam generator - tube bundles from vertical pipes.

Из патентной литературы известна технология изготовления изделий - теплообменных панелей с капиллярными каналами путем намораживания расплава материала панели. По этой технологии оправку вводят в термическую камеру намораживания, находящуюся при уменьшенном давлении и/или под защитной атмосферой, и вначале теплоизолируют с противоположных торцов теплоизоляционными вставками, а затем продвигают через зону контакта с расплавом (см. опубликованную заявку ВОИС WO 95/09709, В 22 D 19/00, 1995). From the patent literature known manufacturing technology of products - heat transfer panels with capillary channels by freezing the melt of the panel material. According to this technology, the mandrel is introduced into the thermal freezing chamber under reduced pressure and / or under a protective atmosphere, and first it is insulated from opposite ends with heat insulating inserts, and then it is advanced through the melt contact zone (see WIPO published application WO 95/09709, B 22 D 19/00, 1995).

Сущность изобретения. SUMMARY OF THE INVENTION

Предлагаемый котел-парогенератор с полным улавливанием продуктов сгорания топлива содержит корпус с входным коллектором подачи воды, теплообменники и выходной паровой патрубок. The proposed boiler steam generator with a complete capture of the combustion products of the fuel contains a housing with an inlet manifold for supplying water, heat exchangers and an outlet steam pipe.

Котел-парогенератор отличается тем, что он снабжен теплообменными панелями с выполненными в них смежными капиллярными каналами для газового топлива и окислителя, а также воды и выходного пара. При этом теплообменные панели и разделяющие их зоны горения газообразного топлива размещены в герметичном корпусе котла-парогенератора, находящегося под давлением, обеспечивающим сжижение продуктов сгорания топлива, и снабженного патрубками для вывода сжиженных продуктов сгорания. The steam boiler is characterized in that it is equipped with heat exchange panels with adjacent capillary channels for gas fuel and oxidizing agent, as well as water and outlet steam. In this case, the heat exchange panels and the gaseous fuel combustion zones separating them are placed in a sealed housing of the steam boiler, which is under pressure, providing liquefaction of the fuel combustion products, and equipped with nozzles for the output of liquefied combustion products.

Теплообменные панели выполнены сплошными по длине или секционными с возможностью стыковки секций с соединением выходных каналов предшествующей секции панели с соответствующими входными каналами последующей секции теплообменных панелей. The heat exchange panels are made continuous in length or sectional with the possibility of joining sections with the connection of the output channels of the previous section of the panel with the corresponding input channels of the subsequent section of the heat exchange panels.

Достигаемый изобретением технический результат заключается в повышении технико-экономических показателей за счет снижения на несколько порядков габаритных размеров котла-парогенератора с соответствующим повышением его удельной мощности, а также в получении сжиженного углекислого газа как товарного продукта, исключая его выброс в атмосферу как фактора возникновения парникового эффекта. The technical result achieved by the invention consists in increasing technical and economic indicators by reducing the overall dimensions of the steam boiler by several orders of magnitude, with a corresponding increase in its specific power, as well as in obtaining liquefied carbon dioxide as a commercial product, excluding its emission into the atmosphere as a factor in the occurrence of the greenhouse effect .

Изобретение поясняется чертежами, где
на фиг.1 изображен общий вид котла-парогенератора;
на фиг.2 - увеличенное изображение сечения А-А на фиг.1;
на фиг.3 - сечение Б-Б на фиг.1;
на фиг. 4 - увеличенное изображение поперечного сечения локальной зоны теплообменных панелей с сечения Б-Б на фиг.3;
на фиг.5 - увеличенное изображение продольного сечения теплообменной панели по В-В на фиг.4;
на фиг.6 - поперечное сечение нижней зоны котла-парогенератора по С-С на фиг.1;
на фиг.7 - вид Д на фиг.6.The invention is illustrated by drawings, where
figure 1 shows a General view of the boiler, steam generator;
figure 2 is an enlarged image of a section aa in figure 1;
figure 3 is a section bB in figure 1;
in FIG. 4 is an enlarged cross-sectional image of a local area of heat exchange panels from section BB in FIG. 3;
figure 5 is an enlarged image of a longitudinal section of a heat transfer panel along BB in figure 4;
figure 6 is a cross section of the lower zone of the boiler, steam generator according to CC in figure 1;
Fig.7 is a view of D in Fig.6.

Котел-парогенератор содержит следующие основные конструктивные элементы: паровой патрубок 1, выводящий пар на турбину; верхнюю паровую плиту 2; уровень 3 окончания газовых каналов; узел 4 компенсации термического удлинения теплообменных панелей; верхние радиальные ребра 5; верхние заглушки 6, закрывающие выход газообразного топлива в паровую зону; теплообменные панели 7; верхнюю внутреннюю обечайку 8; теплоизолирующий слой 9; верхнюю наружную обечайку 10; наружный цилиндрический корпус 11 и внутренний цилиндрический корпус 12 котла парогенератора; условно показанная зона 13 увеличенного изображения поперечного сечения; газовые каналы 14 в поперечном сечении; условно показанные газовые струи 15; дистанционирующие продольные ребра 16; водопаровые каналы 17 в продольном сечении; условно показанные отверстия 18 выхода газов в зону горения; нижние радиальные ребра 19; патрубки 20 для вывода сжиженного углекислого газа (CO2); условно показанная радиальная разводка газа 21; сечение вертикального канала 22 подачи окиси углерода (СО) в верхний пояс; коробчатый газовый коллектор-распределитель 23 верхнего пояса; вертикальный канал 24 подачи окислителя (кислорода) в нижний пояс; пакет 25 теплообменных панелей; нижний уровень 26 начала радиальной разводки газообразного топлива (окиси углерода) из коллекторов верхнего пояса; вертикальный канал 27 подачи окиси углерода в верхний газовый пояс; нижний уровень 28 начала радиальной разводки из коллекторного пояса; условно показанная зона 29 сближения внутренних каналов; радиальные окна 30 для выхода сжиженного углекислого газа и/или других продуктов сгорания; условно показанная зона 31 размещения радиальных газовых каналов левой стороны теплообменной панели и то же самое для правой стороны 32 теплообменной панели; силовая фундаментная плита 33; патрубок 34 тангенциальной подачи воды и условно показанный вход воды 35 в каналы теплообменных панелей.The steam boiler contains the following main structural elements: steam pipe 1, which displays steam to the turbine; top steam cooker 2; level 3 end of gas channels; node 4 compensation for thermal elongation of heat transfer panels; upper radial ribs 5; upper plugs 6, closing the exit of gaseous fuel into the vapor zone; heat exchange panels 7; upper inner shell 8; heat insulating layer 9; upper outer shell 10; the outer cylindrical body 11 and the inner cylindrical body 12 of the boiler of the steam generator; conventionally shown area 13 of an enlarged cross-sectional image; gas channels 14 in cross section; conventionally shown gas jets 15; spacing longitudinal ribs 16; water-vapor channels 17 in longitudinal section; conventionally shown openings 18 for the exit of gases into the combustion zone; lower radial ribs 19; nozzles 20 for the withdrawal of liquefied carbon dioxide (CO 2 ); conventionally shown radial gas distribution 21; the cross section of the vertical channel 22 of the supply of carbon monoxide (CO) in the upper zone; box-shaped gas manifold-distributor 23 of the upper zone; a vertical channel 24 for supplying an oxidizing agent (oxygen) to the lower zone; package of 25 heat exchange panels; the lower level 26 of the beginning of the radial wiring of gaseous fuel (carbon monoxide) from the collectors of the upper zone; a vertical channel 27 for supplying carbon monoxide to the upper gas belt; the lower level 28 of the beginning of the radial wiring from the collector belt; conditionally shown zone 29 rapprochement of internal channels; radial windows 30 for the exit of liquefied carbon dioxide and / or other products of combustion; a conditionally shown zone 31 for arranging radial gas channels on the left side of the heat exchange panel and the same for the right side 32 of the heat exchange panel; power foundation plate 33; a tangential water supply pipe 34 and a conditionally shown water inlet 35 into the channels of the heat exchange panels.

Работа котла-парогенератора с полным улавливанием продуктов сгорания топлива осуществляется следующим образом. The operation of the steam boiler with the complete capture of the products of combustion of fuel is as follows.

Газообразное топливо (предпочтительно окись углерода) поступает во входную часть котла-парогенератора, которая разделена на две зоны. В первой зоне производится радиальная подача газообразного топлива, которое поступает через вертикальные каналы 27 в коробчатые газовые коллекторы-распределители 23, из которых топливо далее следует в газовые каналы 14 (указанные в их поперечном сечении) и поднимается в верхнюю зону теплообменных панелей 7, поступая через отверстия 18 струйного выхода в зону его сгорания. Gaseous fuel (preferably carbon monoxide) enters the inlet of the steam boiler, which is divided into two zones. In the first zone, gaseous fuel is radially supplied, which enters through the vertical channels 27 into box-shaped gas manifolds-distributors 23, from which the fuel then goes to the gas channels 14 (indicated in their cross section) and rises to the upper zone of the heat-exchange panels 7, coming through holes 18 of the jet exit to the combustion zone.

Вторая входная зона предназначена для радиального распределения газообразного окислителя (предпочтительно чистого кислорода). Через вертикальные каналы 24 окислитель поступает в коллекторы-распределители, аналогичные коллекторам-распределителям газообразного топлива, и далее окислитель поступает также в верхнюю зону теплообменных панелей 7 с последующим струйным выходом из соответствующих отверстий 18 навстречу с газообразным топливом. The second inlet zone is for radially distributing a gaseous oxidizing agent (preferably pure oxygen). Through the vertical channels 24, the oxidizing agent enters the manifolds-distributors, similar to the manifold-distributors of gaseous fuels, and then the oxidizing agent also enters the upper zone of the heat-exchange panels 7 with the subsequent jet exit from the corresponding openings 18 towards the gaseous fuel.

В зоне соединения 15 разнородных газовых струй происходит процесс сгорания топлива с образованием, в частности, углекислого газа, который движется в пространстве между теплообменными панелями 7 противоточно движению воды в соответствующих водопаровых каналах 17. На определенном уровне противоточного теплообмена происходит охлаждение и последующее сжижение углекислого газа за счет давления, создаваемого внутри котла-парогенератора. In the junction zone of 15 dissimilar gas jets, a fuel combustion process takes place with the formation, in particular, of carbon dioxide, which moves in the space between the heat exchange panels 7 countercurrently to the movement of water in the respective water vapor channels 17. At a certain level of countercurrent heat exchange, cooling and subsequent liquefaction of carbon dioxide occurs account of the pressure created inside the steam boiler.

Сжиженный углекислый газ и/или другие продукты сгорания через радиальные окна 30 выводятся из корпуса 11 котла-парогенератора через выходные патрубки 20. Liquefied carbon dioxide and / or other products of combustion through the radial windows 30 are discharged from the housing 11 of the boiler-steam generator through the outlet pipes 20.

Вода в котел-парогенератор поступает через патрубки 34 ее тангенциальной подачи с последующим входом (по условно показанному входу воды 35) в водопаровые каналы 17 теплообменных панелей 7. Образующийся на выходе каналов 17 пар поступает в паровой патрубок 1 и далее на паровую турбину (не показана). Water enters the steam boiler through the nozzles 34 of its tangential supply with the subsequent entrance (at the conditionally shown water inlet 35) into the water-vapor channels 17 of the heat exchange panels 7. The steam formed at the outlet of the channels 17 enters the steam pipe 1 and then to the steam turbine (not shown )

Claims (2)

1. Котел-парогенератор с полным улавливанием продуктов сгорания топлива, содержащий корпус с входным коллектором подачи воды, теплообменники и выходной паровой патрубок, отличающийся тем, что теплообменники выполнены в виде теплообменных панелей с выполненными в них смежными капиллярными каналами для газового топлива и окислителя, а также воды и выходного пара, при этом теплообменные панели и разделяющие их зоны горения газообразного топлива размещены в герметичном корпусе котла-парогенератора, находящегося под давлением, обеспечивающим сжижение продуктов сгорания топлива, и снабженного патрубками для вывода сжиженных продуктов сгорания. 1. The boiler is a steam generator with a complete capture of the combustion products of fuel, comprising a housing with an inlet manifold for supplying water, heat exchangers and an outlet steam pipe, characterized in that the heat exchangers are made in the form of heat exchanging panels with adjacent capillary channels for gas fuel and oxidizing agent, and also water and steam output, while the heat exchange panels and the gaseous fuel combustion zones separating them are placed in the sealed housing of the pressurized steam boiler, providing liquefying the products of combustion of fuel, and equipped with nozzles for the output of liquefied products of combustion. 2. Котел-парогенератор по п.1, отличающийся тем, что теплообменные панели выполнены сплошными по длине или секционными с возможностью стыковки секций с соединением выходных каналов предшествующей секции панели с соответствующими входными каналами последующей секции теплообменных панелей. 2. The steam boiler according to claim 1, characterized in that the heat exchange panels are continuous in length or sectional with the possibility of joining sections with the connection of the output channels of the previous section of the panel with the corresponding input channels of the subsequent section of the heat exchange panels.
RU2001126888/06A 2001-10-04 2001-10-04 Steam generating boiler RU2206820C1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001126888/06A RU2206820C1 (en) 2001-10-04 2001-10-04 Steam generating boiler
PCT/RU2001/000543 WO2003029724A1 (en) 2001-10-04 2001-12-13 Boiler-steam generator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001126888/06A RU2206820C1 (en) 2001-10-04 2001-10-04 Steam generating boiler

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2206820C1 true RU2206820C1 (en) 2003-06-20

Family

ID=20253496

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001126888/06A RU2206820C1 (en) 2001-10-04 2001-10-04 Steam generating boiler

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2206820C1 (en)
WO (1) WO2003029724A1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2489644C1 (en) * 2011-12-27 2013-08-10 Открытое акционерное общество "Российский концерн по производству электрической и тепловой энергии на атомных станциях" (ОАО "Концерн Росэнергоатом") Steam and water heater
RU2489642C1 (en) * 2011-12-27 2013-08-10 Открытое акционерное общество "Российский концерн по производству электрической и тепловой энергии на атомных станциях" (ОАО "Концерн Росэнергоатом") Heat exchanger
RU2517721C2 (en) * 2013-02-01 2014-05-27 Геннадий Леонидович Багич Wick burner and method to manufacture wick

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108253416B (en) * 2017-12-29 2019-06-11 哈尔滨工程大学 A kind of presetting system lithium/combustion heat-exchange integrated device of sulfur hexafluoride and application method

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE7407063L (en) * 1973-06-04 1974-12-05 Gcoe Corp
SU916885A1 (en) * 1980-07-17 1982-03-30 Союзное Проектное Объединение "Союзкурортпроект" Straight-flow boiler
RU2135893C1 (en) * 1997-11-17 1999-08-27 Парфенов Леонид Николаевич Radiation-convective method of heating heat-exchange surfaces
RU2137041C1 (en) * 1998-02-25 1999-09-10 Государственное научно-производственное предприятие "Прибор" Heating device
RU2137037C1 (en) * 1998-03-26 1999-09-10 Казанский государственный технический университет им.А.Н.Туполева Method of conducting combustion and stabilizing flame on heat-exchange surface; heat-exchange surface for realization of this method and heat exchanger section

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2489644C1 (en) * 2011-12-27 2013-08-10 Открытое акционерное общество "Российский концерн по производству электрической и тепловой энергии на атомных станциях" (ОАО "Концерн Росэнергоатом") Steam and water heater
RU2489642C1 (en) * 2011-12-27 2013-08-10 Открытое акционерное общество "Российский концерн по производству электрической и тепловой энергии на атомных станциях" (ОАО "Концерн Росэнергоатом") Heat exchanger
RU2517721C2 (en) * 2013-02-01 2014-05-27 Геннадий Леонидович Багич Wick burner and method to manufacture wick

Also Published As

Publication number Publication date
WO2003029724A1 (en) 2003-04-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5811065A (en) Burner exhaust gas collection assembly for a catalytic reformer
CN105457563B (en) Isothermal shift reactor with built-in tube bundle
US5771963A (en) Convective countercurrent heat exchanger
US4029054A (en) Waste heat boiler
RU2206820C1 (en) Steam generating boiler
CN201184761Y (en) Concentric casing heat exchanger
JPS62500879A (en) Boiler with improved heat absorption
JP2000065487A (en) Heat exchanger used for cooling process gas of high temperature
CN201582780U (en) Vertical three-pass fire pipe boiler
CN101874190B (en) Radiant coolers and methods for assembling same
CN102705801A (en) High-temperature vertical waste heat boiler with coil pipes
CN212537809U (en) Multi-tube discharge superheater of waste heat boiler
CN206724123U (en) Residual neat recovering system
CN202494221U (en) Marine combined type organic heat carrier furnace
US5005529A (en) Modular heat recovery steam generator having parallel offset headers
US11879691B2 (en) Counter-flow heat exchanger
CN218627855U (en) Superconductive vortex heat exchanger
RU2202055C2 (en) Fluid-type heat-generating plant (versions)
CN220453654U (en) Oxygen-enriched combustion dirty nitrogen heater
CN213454252U (en) Superconducting structure for water heating equipment
RU2197682C1 (en) Steam generator
CN217843820U (en) Superconductive vortex steam engine heat exchanger
CN111102862A (en) Gas waste heat recoverer
RU2715073C1 (en) Combined cycle gas turbine with cooled diffuser
RU2158884C2 (en) Coaxial water boiler

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20031005