RU2537663C1 - Jet hovercraft - Google Patents
Jet hovercraft Download PDFInfo
- Publication number
- RU2537663C1 RU2537663C1 RU2013145768/06A RU2013145768A RU2537663C1 RU 2537663 C1 RU2537663 C1 RU 2537663C1 RU 2013145768/06 A RU2013145768/06 A RU 2013145768/06A RU 2013145768 A RU2013145768 A RU 2013145768A RU 2537663 C1 RU2537663 C1 RU 2537663C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- steam
- hydrogen
- nozzles
- oxygen
- gas
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области морского и речного флота, в которых используются суда на воздушной подушке с реактивными газопаротурбинными установками, при этом для работы установок применяется пресная вода, запасенная в емкостях, являющаяся энергоносителем.The invention relates to the field of sea and river fleet, in which hovercraft with jet gas and steam turbine installations are used, while fresh water stored in containers, which is an energy carrier, is used for the operation of the installations.
Известны морские и речные суда на воздушной подушке, работающие на углеводородном топливе, с дизельными или газотурбинными установками.Known sea and river hovercraft operating on hydrocarbon fuels with diesel or gas turbine units.
Недостатками таких судов является высокая стоимость топлива, опасность его возгорания, при этом отработанные газы силовых установок загрязняют атмосферу и окружающую среду.The disadvantages of such vessels are the high cost of fuel, the risk of fire, while the exhaust gases of power plants pollute the atmosphere and the environment.
Известны проекты морских судов на воздушной подушке с атомными реакторами /см. В.А. Ильин "Суда завтрашнего дня". - М.: Знание,. 1977/7, стр.39-40/.Known designs of marine hovercraft with nuclear reactors / cm. V.A. Ilyin "The ships of tomorrow." - M .: Knowledge ,. 1977/7, pp. 39-40 /.
Недостатками таких судов является большой вес атомных энергетических установок /АЭУ/ и невозможность надежного захоронения отходов атомных реакторов.The disadvantages of such vessels are the large weight of nuclear power plants / AEU / and the impossibility of reliable disposal of waste from nuclear reactors.
Известна силовая установка для применения в различных областях техники и экономики - паротурбинная установка внутреннего сгорания - ПТ УВС по патенту №2386825 от 20.04.2010 г.Known power plant for use in various fields of technology and economics - steam turbine internal combustion engine - PT UVS according to patent No. 2386825 of 04/20/2010
Она содержит последовательно соединенные между собой реакторы для термической диссоциации водяного пара, цилиндры волновых компрессоров, камеры сгорания, равномерно расположенные по окружности, цилиндры волновых компрессоров, турбину, электрогенератор.It contains series-connected reactors for thermal dissociation of water vapor, wave compressor cylinders, combustion chambers uniformly spaced around the circumference, wave compressor cylinders, a turbine, and an electric generator.
Кроме того, установка ПТ УВС имеет парогенератор, в котором циркулирует нагретый в системе охлаждения установки жидкометаллический теплоноситель с высокой температурой, обеспечивающий генерацию водяного пара с высокими параметрами температуры и давления, с подачей пара в реакторы для термической диссоциации его и получением водорода и кислорода с температурой, превышающей 2500°C, и высоким давлением, паропровод, коллектор пара, систему возбуждения электрических разрядов.In addition, the PT UVS installation has a steam generator in which a liquid metal coolant with a high temperature is circulated heated in the installation cooling system, generating water vapor with high temperature and pressure parameters, supplying steam to the reactors for its thermal dissociation and producing hydrogen and oxygen with temperature , exceeding 2500 ° C, and high pressure, steam line, steam collector, electrical discharge excitation system.
Известная силовая установка - паротурбинная установка внутреннего сгорания - ПТ УВС является ближайшим аналогом-прототипом, так как она содержит признаки, совпадающие с признаками заявляемого изобретения, в частности:Known power plant - steam turbine internal combustion engine - PT UVS is the closest analogue of the prototype, as it contains features that match the features of the claimed invention, in particular:
- реакторы равномерно расположены по окружности для термической диссоциации водяного пара и получения водорода и кислорода при температуре, превышающей 2500°C.- the reactors are evenly spaced around for the thermal dissociation of water vapor and the production of hydrogen and oxygen at a temperature exceeding 2500 ° C.
- реакторы с одной стороны сообщаются с коллектором пара;- reactors on the one hand communicate with the steam collector;
- камеры сгорания соединены с цилиндрами волновых компрессоров;- combustion chambers are connected to cylinders of wave compressors;
- камеры сгорания имеют форсунки для воспламенения водорода в кислороде и с помощью цилиндров волновых компрессоров подсоединены к паровой турбине;- the combustion chambers have nozzles for igniting hydrogen in oxygen and are connected to the steam turbine using the cylinders of the wave compressors;
- парогенератор для генерации пара;- a steam generator for generating steam;
- конденсатор.- capacitor.
Недостатком известной паротурбинной установки внутреннего сгорания - ПТ УВС является низкий КПД, по сравнению с заявляемым реактивным судном на воздушной подушке с реактивными газопаротурбинными установками, в связи с низкими параметрами давления и температуры сгорания водорода в кислороде в камерах сгорания ПТ УВС, вследствие чего в предлагаемом реактивном судне на воздушной подушке:A disadvantage of the well-known steam-turbine internal combustion unit - ПТ УВС is low efficiency compared to the claimed jet hovercraft with reactive gas-steam-turbine units, due to the low pressure and temperature of hydrogen in oxygen in the combustion chambers of the ПТ УВС, as a result of which the proposed reactive hovercraft:
- реактивная газопаротурбинная установка включает корпус с диффузором для входа атмосферного воздуха, с установленным в нем в обтекателе пусковым двигателем, реактивное сопло для создания силы тяги, с размещенными в нем конусом и форсунками для впрыскивания водорода или углеводородного топлива, для форсирования установки и увеличения силы тяги, и два силовых блока, установленные в корпусе, содержащие термодиссоционную газотурбинную установку и паротурбинную установку, соединенные валом с одной стороны с электрогенератором, включенным на электрощит, а с другой с высоконапорным вентилятором для создания движения воздуха в кольцевом канале между корпусом и силовыми блоками, и центробежным компрессором, подсоединенным к камерам сгорания, равномерно расположенным по окружности для сгорания продуктов диссоциации - водорода и кислорода, и создания силы тяги, термодиссоционная газотурбинная установка для получения источника энергии - водорода и кислорода, и полезной мощности, выполнена с плазмохимическими реакторами, равномерно расположенными по окружности для термической диссоциации водяного пара и получения водорода и кислорода с температурой, превышающей 2500°C, и высоким давлением, подключенные к источнику питания, сообщающиеся с одной стороны с помощью диска-клапана, имеющего отверстия для входа пара и кольцевые лабиринтовые уплотнения, вращающегося с заданной частотой, с коллектором пара, а с другой соединены с расширяющимися соплами и цилиндрами волновых компрессоров, имеющими форсунки для впрыскивания в них воды или жидкого металла, подсоединенные к газовой турбине, укрепленной на валу, соединенном с электрогенератором, снабженной выпускным патрубком для выпуска отработанных водорода и кислорода в парогенератор,- a gas-steam turbine installation includes a housing with a diffuser for atmospheric air inlet, with a starting engine installed in it in the fairing, a jet nozzle for generating traction, with a cone and nozzles placed in it for injecting hydrogen or hydrocarbon fuel, for boosting the installation and increasing traction , and two power units installed in the housing, containing a thermodissociation gas turbine installation and a steam turbine installation connected by a shaft on one side with an electric generator, are included on the electrical panel, and on the other with a high-pressure fan to create air movement in the annular channel between the body and power units, and a centrifugal compressor connected to the combustion chambers, evenly spaced around the circumference to burn dissociation products - hydrogen and oxygen, and create traction force, thermal a gas turbine installation for obtaining a source of energy - hydrogen and oxygen, and useful power, is made with plasma-chemical reactors uniformly located around the circumference for thermal the dissociation of water vapor and the production of hydrogen and oxygen with a temperature exceeding 2500 ° C and high pressure, connected to a power source, communicating on one side with a disk valve having holes for steam inlet and ring labyrinth seals rotating at a given frequency , with a steam collector, and on the other connected to expanding nozzles and cylinders of wave compressors having nozzles for injecting water or liquid metal into them, connected to a gas turbine mounted on a shaft, connected Mr. with an electric generator equipped with an exhaust pipe for the release of spent hydrogen and oxygen into the steam generator,
при этом плазмохимические реакторы для термической диссоциации водяного пара и получения водорода и кислорода с температурой, превышающей 2500°C, расширяющиеся сопла и цилиндры волновых компрессоров имеют рубашки для циркуляции охлаждающей жидкости - жидкометаллического теплоносителя и воды, для охлаждения стенок сопел-анодов плазмохимических реакторов,at the same time, plasma-chemical reactors for thermal dissociation of water vapor and production of hydrogen and oxygen with a temperature exceeding 2500 ° C, expanding nozzles and cylinders of wave compressors have jackets for circulating coolant - liquid metal coolant and water, for cooling the walls of nozzles-anodes of plasma-chemical reactors,
плазмохимические реакторы содержат корпус с рубашкой, сообщающийся с охлаждаемым соплом-анодом, с расположенным в корпусе на заданном расстоянии от его стенок электродом-катодом, укрепленным в устройстве, подключенным к источнику питания, с размещенной в корпусе форсункой для впрыскивания легкоионизирующей присадки илиPlasma-chemical reactors contain a jacketed housing communicating with a cooled nozzle-anode, with a cathode electrode located in the housing at a predetermined distance from its walls, mounted in a device connected to a power source, with a nozzle for injecting an easily ionizing additive placed in the housing, or
несколько плазмохимических реакторов с размещенными в них форсунками для впрыскивания легкоионизирующей присадки расположены в одном блоке, соединенном с расширяющимися соплами волновых компрессоров с одной стороны, а с другой сообщаются с диском-клапаном, имеющим отверстия для входа пара и кольцевые лабиринтовые уплотнения,several plasma-chemical reactors with nozzles for injecting easily ionizing additives located in them are located in one block connected to the expanding nozzles of the wave compressors on the one hand and, on the other hand, communicate with a valve disc having steam inlets and ring labyrinth seals,
или несколько плазмохимических реакторов, расположенных в одном блоке, содержат корпусы с рубашкой, крышкой и колпаком, с укрепленными в корпусах на заданном расстоянии от их стенок в слое электроизоляции электродами-катодами, сообщающиеся с охлаждаемыми соплами-анодами,or several plasma-chemical reactors located in one block contain housings with a jacket, a lid and a cap, with cathode electrodes fixed in the shells at a predetermined distance from their walls in the electrical insulation layer, in communication with cooled anode nozzles,
при этом на блоке плазмохимических реакторов расположен клапанный механизм с впускным клапаном для впуска водяного пара,while on the block of plasma chemical reactors there is a valve mechanism with an inlet valve for the inlet of water vapor,
клапанный механизм включает патрубок для входа пара, соединенный с коллектором, подсоединенным к корпусам плазмохимических реакторов, с размещенным на коллекторе впускным клапаном, с ограничителем и пружиной для впуска водяного пара,the valve mechanism includes a pipe for steam inlet, connected to a collector connected to the bodies of the plasma chemical reactors, with an inlet valve located on the manifold, with a limiter and a spring for water vapor inlet,
паротурбинная установка для сгорания водорода в кислороде и получения полезной мощности выполнена с осевым компрессором, подсоединенным к распределительному устройству, последовательно соединенным с соединительными цилиндрами, камерами сгорания, равномерно расположенными по окружности, включающими форсунки для воспламенения водорода в кислороде за счет впрыскивания газообразных струй продуктов термической диссоциации электропроводной жидкости и комбинированные форсунки для впрыскивания газообразной смеси продуктов термической диссоциации электропроводной жидкости и углеводородного топлива, с расширяющимися соплами и цилиндрами волновых компрессоров, подсоединенные к паровой турбине, укрепленной на валу, соединенном с термодиссоционной газотурбинной установкой и электрогенератором, снабженной выпускным патрубком для выпуска отработанного пара в конденсатор,a steam turbine installation for the combustion of hydrogen in oxygen and obtaining useful power is made with an axial compressor connected to a switchgear, connected in series with connecting cylinders, combustion chambers evenly spaced around the circumference, including nozzles for igniting hydrogen in oxygen by injecting gaseous jets of thermal dissociation products conductive fluid and combined nozzles for injecting a gaseous mixture of products thermally the dissociation of electrically conductive liquid and hydrocarbon fuel, with expanding nozzles and cylinders of wave compressors, connected to a steam turbine mounted on a shaft connected to a thermodissociation gas turbine unit and an electric generator equipped with an exhaust pipe for exhausting exhaust steam into the condenser,
при этом осевой компрессор выполнен двухступенчатым с приемной камерой, с шарнирно укрепленной на ней заслонкой для входа атмосферного воздуха, причем вторая ступень снабжена впускным патрубком для входа продуктов диссоциации - водорода и кислорода, из распределительного устройства.the axial compressor is made two-stage with a receiving chamber, with a damper pivotally mounted on it for atmospheric air inlet, and the second stage is equipped with an inlet for entering the dissociation products - hydrogen and oxygen, from the switchgear.
Форсунка для воспламенения водорода в кислороде содержит корпус с патрубками для подачи электропроводной жидкости, соединенными с цилиндрическими каналами, расположенными внутри корпуса в слое электроизоляционного материала, с одной стороны которых установлены электроды, подключенные к генератору импульсов, а с другой выполнены сопла, направленные под углом друг к другу и сообщающиеся с взрывной камерой форсунки, имеющей днище с отверстиями для выхода газовых струй,The nozzle for igniting hydrogen in oxygen contains a housing with nozzles for supplying electrically conductive fluid connected to cylindrical channels located inside the housing in a layer of insulating material, on one side of which electrodes are connected to the pulse generator, and nozzles directed at an angle to each other are made to a friend and communicating with an explosive chamber nozzle having a bottom with openings for the exit of gas jets,
при этом комбинированные форсунки содержат корпус с патрубками для подачи электропроводной жидкости, соединенные с цилиндрическими каналами, расположенными внутри корпуса в слое электроизоляционного материала, параллельно размещению топливной форсунки, с одной стороны которых установлены электроды, подключенные к генератору импульсов, а с другой выполнены сопла, направленные под углом друг к другу и сообщающиеся с взрывной камерой форсунки, имеющей сопло для выхода газовых струй.the combined nozzles contain a housing with nozzles for supplying electrically conductive fluid connected to cylindrical channels located inside the housing in a layer of insulating material, parallel to the placement of the fuel nozzle, on one side of which electrodes are connected to the pulse generator, and nozzles directed on the other at an angle to each other and communicating with the explosive chamber nozzles having a nozzle for the exit of gas jets.
Изложенная выше совокупность существенных признаков при внедрении обеспечивает реализацию поставленной цели, при этом каждой из данной совокупности приведенных признаков необходим, а все вместе достаточны для получения положительного эффекта - использования реактивной тяги для увеличения скорости движения судна и воды в качестве энергоносителя взамен углеводородного топлива, оздоровление атмосферы и биосферы на планете.The above set of essential features during implementation ensures the achievement of the goal, while each of the given set of characteristics is necessary, and all together are sufficient to obtain a positive effect - the use of jet propulsion to increase the speed of the vessel and water as an energy carrier instead of hydrocarbon fuel, improving the atmosphere and the biosphere on the planet.
Исходя из приведенных доводов совершенно правомерен вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию изобретения - "изобретательский уровень".Based on the above arguments, the conclusion that the claimed technical solution meets the criteria of the invention is “inventive step” is absolutely legitimate.
Неоднократная возможность реализации при изготовлении заявляемого технического решения с изложенной выше совокупностью существенных признаков отвечает также в полной мере другому главному критерию изобретения "промышленная применимость".The repeated possibility of implementation in the manufacture of the claimed technical solution with the above set of essential features also fully meets another main criterion of the invention "industrial applicability".
Изложенная сущность технического решения поясняется чертежами, на которых:The essence of the technical solution is illustrated by drawings, in which:
- на фиг.1 показан вид сбоку на реактивное судно на воздушной подушке;- figure 1 shows a side view of a jet hovercraft;
- на фиг.2 показан вид по 1-1 на реактивное судно на воздушной подушке;- figure 2 shows a view of 1-1 on a jet hovercraft;
- на фиг.3 показана схема реактивной газопаротурбинной установки в продольном разрезе, с показом вспомогательных устройств расположенных в корпусе реактивного судна на воздушной подушке, в частности парогенератора, соединенного с паровой турбиной, электрогенератором, конденсатором. На схеме показан электрощит.- figure 3 shows a diagram of a gas-steam turbine installation in longitudinal section, showing auxiliary devices located in the hull of a jet vessel on an air cushion, in particular a steam generator connected to a steam turbine, electric generator, condenser. The diagram shows the electrical panel.
На схеме показан также парогенератор, соединенный паропроводом с коллектором пара реактивной газопаротурбинной установки и с холодильником, емкость для пресной воды и криогенный резервуар для жидкого водорода, используемого при применении реактивной газопаротурбинной установки /реактивного газопаротурбинного двигателя/ на самолетах и дирижаблях, расположенных в корпусе судна или самолета и дирижабля.The diagram also shows a steam generator connected to a steam manifold of a reactive gas-steam turbine installation and a refrigerator, a fresh water tank and a cryogenic reservoir for liquid hydrogen used in the use of a reactive gas-steam turbine installation / reactive gas-steam turbine engine / on airplanes and airships located in the ship’s hull or aircraft and airship.
- на фиг.4 в продольном разрезе показан узел "Н", на котором приведен плазмохимический реактор, диск-клапан и коллектор пара с одной стороны, а с другой он соединен с расширяющимся соплом и цилиндром волнового компрессора.- figure 4 in longitudinal section shows the node "N", which shows the plasma chemical reactor, disk valve and steam manifold on the one hand, and on the other it is connected to the expanding nozzle and cylinder of the wave compressor.
- на фиг.5 приведен узел Q с показом лабиринтового уплотнений.- figure 5 shows the node Q showing the labyrinth seals.
- на фиг.6 приведен второй вариант узла Q с лабиринтовыми уплотнениями.- figure 6 shows the second variant of the node Q with labyrinth seals.
- на фиг.7 показан вид спереди на диск-клапан.- Fig.7 shows a front view of the disk valve.
- на фиг.8 в продольном разрезе показан второй вариант устройства электрода-катода, с центральным каналом и узкими каналами для продавливания жидкости и охлаждения электрода-катода.- Fig. 8 shows in longitudinal section a second embodiment of a cathode electrode device, with a central channel and narrow channels for forcing fluid and cooling the cathode electrode.
- на фиг.9 в продольном разрезе показан еще один вариант конструкции электрода-катода.- figure 9 in longitudinal section shows another design of the electrode cathode.
- на фиг.10 в продольном разрезе показан узел, на котором изображена конструкция блока плазмохимических реакторов, диск-клапан и коллектор пара с одной стороны, а с другой блок соединен с расширяющимся соплом и цилиндром волнового компрессора.- figure 10 in longitudinal section shows a node that shows the design of a block of plasma chemical reactors, a disk valve and a steam manifold on the one hand, and on the other hand is connected to an expanding nozzle and a wave compressor cylinder.
- на фиг.11 в продольном разрезе показан узел, на котором изображена конструкция блока плазмохимических реакторов с клапанным механизмом.- figure 11 in longitudinal section shows a node that depicts the design of a block of plasma-chemical reactors with a valve mechanism.
- на фиг.12 в продольном разрезе показана форсунка для воспламенения водорода в кислороде в камере сгорания.- Fig. 12 is a longitudinal sectional view showing a nozzle for igniting hydrogen in oxygen in a combustion chamber.
- на фиг.13 в продольном разрезе приведена комбинированная форсунка.- in Fig.13 in longitudinal section shows a combined nozzle.
- на фиг.14 показан разрез по 1-1.- Fig.14 shows a section through 1-1.
- на фиг.15 показано сечение по 2-2.- Fig. 15 shows a section through 2-2.
- на фиг.16 показана схема второго варианта использования тепловой энергии отработанных водорода и кислорода и охлаждающей жидкости - жидкометаллического теплоносителя.- Fig. 16 shows a diagram of a second embodiment of the use of thermal energy of spent hydrogen and oxygen and a cooling liquid - a liquid metal coolant.
- на фиг.17 показана схема газопаротурбинной установки.- Fig.17 shows a diagram of a gas-steam turbine installation.
- на фиг.18 в продольном разрезе показана схема двухступенчатого осевого компрессора.- on Fig in longitudinal section shows a diagram of a two-stage axial compressor.
Реактивное судно на воздушной подушке содержит корпус 1, ограждение корпуса /юбка/ 2, реактивные газопаротурбинные установки 3 для движения судна, установленные на палубе судна, при этом в корпусе размещены газопаротурбинные установки 4, с помощью которых работают центробежные вентиляторы /не показаны на чертеже/, обеспечивающие нагнетание под днище корпуса сжатого воздуха для создания воздушной подушки. В корпусе судна размещены также емкости 5 для пресной воды, которая является энергоносителем для работы установок 3 и 4, пассажирские помещения и трюмы для грузов, парогенераторы и др. реактивная газопаротурбинная установка 3 показана на фиг.3. Она выполнена комбинированной и включает два силовых блока - термодиссоционную газотурбинную установку 6 и паротурбинную установку 7, соединенные валом 8 с электрогенератором 9.An air cushion jet vessel comprises a
Термодиссоционная газотурбинная установка 6 служит для получения источника энергии - водорода и кислорода - продуктов термической диссоциации водяного пара при температуре, превышающей 2500°C, в плазмохимических реакторах 10 и полезной мощности
Термодиссоционная газотурбинная установка 6 содержит коллектор пара 14, вращающийся с заданной частотой диск-клапан 15, плазмохимические реакторы 10, расширяющиеся сопла 11, соединенные с цилиндрами 12 волновых компрессоров, газовую турбину 13, имеющую выпускной патрубок 16. Коллектор пара 14 трубопроводом соединен с парогенератором 17, который в свою очередь соединен с емкостью 5 пресной воды и с выпускным патрубком 16 газовой турбины 13.The thermodissociation gas-
Термодиссоционная газотурбинная установка 6 имеет рубашки 18 и 19 /см. фиг.4/ для циркуляции в межстеночных пространствах жидкометаллического теплоносителя с целью охлаждения плазмохимических реакторов 10, расширяющихся сопел 11 и цилиндров 12 волновых компрессоров. При этом рубашки имеют патрубки 20 и 21 для входа и выхода охлаждающей жидкости плазмохимических реакторов и патрубки 22 и 23 для входа и выхода охлаждающей жидкости расширяющихся сопел и цилиндров волновых компрессоров 11, 12. В этих устройствах в качестве охлаждавшей жидкости используется жидкометаллический теплоноситель, например натрий, калий или литий /см. В.Б. Козлов "Жидкие металлы в технической физике". Знание, Физика, 4/1974, стр.10-36 /1/, которые способны эффективно отводить из зон с высокой температурой большие тепловые потоки при сохранении требемых характеристик этих устройств /см.1, стр.34/.The thermodissociation
Однако охлаждение стенок сопла-анода 24 осуществляется водой.However, the walls of the anode nozzle 24 are cooled by water.
Плазмохимический реактор 10 /плазмотрон/ показан на фиг.4 в большом масштабе. Он состоит из корпуса 25, в котором на заданном расстоянии от его стенок установлен электрод-катод 26, подключенный с помощью устройства 27 к источнику питания /см. Б.А. Артамонов "Электрофизические и электрохимические методы обработки материалов", Высшая школа. т.2, М. 1983 г., стр.69-90 /2/. В устройстве 27 осуществляется крепление электрода-катода 26 на резьбе или с помощью гайки для его возможности замены при износе /не показан/. Источник питания 28. К корпусу 25 через электроизоляционную прокладку крепится сопло-анод 24, имеющее рубашку 29 и патрубки 30 и 31 для прокачки охлаждающей жидкости - воды. Сопло-анод с помощью шины 32 подключено к источнику питания 28. Электроизоляция 33 устройства 27.Plasma-
Для входа пара в плазмохимический /ие/ реактор /ы/ 10 с заданной частотой - 100 и более циклов в секунду служит диск-клапан 15, вращающийся с заданной частотой с помощью приводного механизма /не показан на чертеже/ и шестерни 34. Диск-клапан вращается между коллектором пара 14, имеющим патрубок 35 для входа пара от парогенератора 17, и торцовыми поверхностями плазмохимических реакторов 10. Для уменьшения утечки пара в зазорах с двух сторон диска-клапана в стенках коллектора пара 14 и плазмохимических реакторов по окружности установлены тонкие кольцевые гребешки 36 и 37 из мягкого металла, образующих ряд камер лабиринтовых уплотнений / см. С.Н. Григорьев "Тепловые двигатели и компрессоры". - М.: Трансжелдориздат, 1959 г., стр.263-264 /3/. Пар поступает в плазмохимические реакторы 10 за счет устройства в коллекторе пара 14 и диске-клапане отверстий 38 и 39, расположенных равномерно по окружности на заданном расстоянии друг от друга, в соответствии с количеством плазмохимических реакторов 10. При совмещении этих отверстий за счет вращения диска-клапана 15 пар поступает в плазмохимические реакторы /плазмотроны/.To enter steam into the plasma chemical / s / reactor / s / 10 with a given frequency of 100 or more cycles per second, a
На фиг.6 показан второй вариант устройства лабиринтового уплотнения. В этом варианте кольцевые тонкие гребешки устанавливаются как на стенке коллектора пара 40 и стенке плазмохимических реакторов - гребешки 41, так и с двух сторон диска-клапана - кольцевые гребешки 42 и 43. Диск-клапан вращается на подшипнике 44, укрепленном на стойках 45. /см. фиг.3 и 4/. Форсунки 46 в цилиндрах 12 для впрыскивания воды или лития. На фиг.7 показан диск-клапан 15, вид спереди.6 shows a second embodiment of a labyrinth seal device. In this embodiment, annular thin combs are mounted both on the wall of the
На фиг.8 и 9 электроды-катоды выполнены: электрод-катод 26 выполняется в виде заостренного стержня из вольфрама или графита. Для увеличения срока службы на фиг.8 показан электрод-катод 26 с центральным каналом 47 и тонкими каналами 48. В нем, например, вода под высоким давлением поступает по каналу 47 и продавливается через тонкие каналы 48 наружу, при этом вода испаряется с одновременным уменьшением температуры заостренной части электрода-катода.On Fig and 9, the cathode electrodes are made: the
На фиг.9 электрод-катод 26 выполнен пустотелым с центральной перегородкой 49 и окном 50. Для уменьшения температуры электрода-катода в него под давлением поступает жидкость, например вода или жидкий металл - натрий, калий, литий, которая проходит через окно 50, омывая стенки, что приводит к уменьшению температуры электрода-катода.In Fig. 9, the
На фиг.10 показан второй вариант устройства плазмохимических реакторов. Они выполнены в виде блока 51 корпусов 52 и сообщаются с блоком сопел-анодов 53. Сопла-аноды 54 охлаждаются водой, поступающей по патрубку 55 с выходом ее через отверстие 56. В корпусах на заданном расстоянии от их стенок установлены электроды-катоды 57 в устройствах 58, подключенных к источнику питания так же, как и блок сопел-анодов 53 с помощью шины 59. Для охлаждения блока корпусов используется жидкий металл - натрий, литий или вода, поступающая по патрубку 60 с выходом ее через отверстие /не показано/. В корпусах установлены форсунки 61 для впрыскивания легкоионизирующей присадки - натрия, калия и др., в количестве около 1% от веса пара в целях увеличения его электропроводности /см. В.И. Крутов "Техническая термодинамика". - М.: Высшая школа, 1971 г., стр.447-448 /4/.Figure 10 shows a second embodiment of a plasma chemical reactor device. They are made in the form of a block 51 of the
Для работы волновые компрессоров, содержащих расширяющиеся сопла 11 и цилиндры 12, необходимо вводить в них продукты термической диссоциации воды - водород и кислород, отдельными порциями, при этом они вводятся с частотой 100 циклов в секунду и более, что обеспечивается с помощью вращающегося диска-клапана 15, конструкция которого и способ уменьшения утечки пара рассмотрены выше.For operation of wave compressors containing expanding
На фиг.11 показан третий вариант устройства плазмохимических реакторов, выполненных также в виде блока 62 корпусов 63 и блока сопел-анодов 64. Сопла-аноды 65. Электроды-катоды 66, шина 67 электродов-катодов и шина 68 сопел-анодов подключены к источнику питания /не показан/. Для ввода в плазмохимические реакторы с корпусами 63 и соплами-анодами 65 пара применен клапанный механизм, содержащий впускной клапан 69, пружину 70, тарелку 71, коромысло 72, соленоид 73, опору 74, коллектор пара 75, патрубок 76 для входа пара. Блок 62 имеет защитный колпак 77.11 shows a third embodiment of a plasma-chemical reactor, also made in the form of a
При открытом впускном клапане 69, что обеспечивается путем включения электронной системой газопаротурбинной установки 3 соленоида 73 пар через коллектор пара 75 и патрубки 78 поступает в корпусы 63 с частотой 100 циклов/сек и более.With the inlet valve 69 open, which is achieved by turning on the electronic system of the gas-turbine installation 3 of the solenoid 73 pairs through the steam collector 75 and
Паротурбинная установка 7 служит для сгорания части полученных в термодиссоционной газотурбинной установке 6 водорода и кислорода и получения полезной мощности
Паротурбинная установка 7 содержит осевой компрессор 79 /или осевой и центробежный/ соединительные цилиндры /патрубки/ 80, камеры сгорания 81, с установленными в них форсунками 82 для воспламенения сжатых водорода и кислорода и комбинированные форсунки 83 для впрыскивания смеси продуктов термической диссоциации электропроводной жидкости и продуктов термической диссоциации углеводородного топлива, например керосина, в период пуска реактивной газопаротурбинной установки 3, расширяющиеся сопла 84, соединенные с цилиндрами 85 волновых компрессоров, подсоединенных к паровой турбине 86. На валу 8 укреплены также высоконапорный вентилятор 87 и центробежный компрессор 88 для сжатия и нагнетания газов - водорода и кислорода в камеры сгорания 89, имеющие форсунки 90 для воспламенения этих газов, с образованием при сгорании водорода в кислороде реактивного усилий /тяги/ реактивной газопаротурбинной установки 3. Корпус 91, реактивное сопло 92, конус 93, форсунки 94 для впрыскивания керосина или водорода. В этом случае форсунки подсоединяются к криогенному резервуару 95 с жидким водородом. Назначение форсунок 94 - работа их на форсажном режиме установки 3. Обтекатель 96, диффузор 97. Впускной патрубок 98 осевого компрессора 79, выпускной патрубок 99 паровой турбины 86, соединенный с конденсатором 100. Соединительные цилиндры /патрубки/ 80, камеры сгорания 82, расширяющиеся сопла 84 и цилиндры 85 волновых компрессоров имеют рубашки 101 с патрубками для циркуляции в межстеночных пространствах этих узлов охлаждающей жидкости - жидкометаллического теплоносителя - натрия или лития, при этом патрубки 20 и 22, а также 102 соединены со смесительной камерой 103, а патрубки 21, 23 и 104, из которых вытекает нагретая от стенок термодиссоционной газотурбинной установки 6 и стенок паротурбинной установки 7 охлаждающая жидкость, соединены со смесительной камерой 105 /насосы для перекачки охлаждающей жидкости на чертежах условно не показаны/.The steam turbine unit 7 contains an
Нагретая охлаждающая жидкость - жидкометаллический теплоноситель, с температурой около 580°C /натрий/ из смесительной камеры 105 поступает в парогенератор 106, в котором генерируется нар с температурой около 540°C направляемый на паровую турбину 107, соединенную с электрогенератором 108. Высокая температура пара перед турбиной обеспечивает высокий КПД турбогенератора 107-108 и использует с высокой экономической эффективностью теплоту охлаждающей жидкости реактивной газопаротурбинной установки 3. Отработанный пар поступает в конденсатор 109. /см.1, стр.34/.The heated coolant is a liquid metal coolant with a temperature of about 580 ° C / sodium / from the mixing
Парогенератор 17 "отапливается" за счет теплоты отработанных газов - водорода и кислорода, выходящих из выпускного патрубка 16 термодиссоционной газотурбинной установки, имеющих температуру около 500-550°C /600°C/. Отработанные в парогенераторе водород и кислород с температурой около 160°C / cм. И.И. Кириллов "Газовые турбины и газотурбинные установки". - М.: Машгиз, 1956 г., стр.251 /5/. поступают в холодильник 110, в котором охлаждаются до температуры около 20°С.The
Охлажденные газы - водород и кислород, из холодильника 110 поступают в распределительное устройство 111, из которого большая часть газов направляется в паротурбинную установку 7, а меньшая часть газов - водорода и кислорода, идет в центробежный компрессор 88 и камеры сгорания 89, в которых сжатые водород и кислород сгорают с образованием реактивной тяги. Отработанные газы из камер сгорания через реактивное сопло 92 выходят в атмосферу, при этом они смешиваются с воздухом, нагнетаемым высоконапорным вентилятором 87.Cooled gases - hydrogen and oxygen, from the
На фиг.12 показана форсунка для воспламенения сжатых газов - водорода и кислорода в камерах сгорания 81.On Fig shows a nozzle for ignition of compressed gases - hydrogen and oxygen in the combustion chambers 81.
Форсунка состоит из корпуса 112, внутри которого в слое электроизоляции 113 размещены цилиндрические каналы 114 и 115, имеющие с одной стороны сопла 116 и 117, направленные под углом друг к другу, а с другой - электроды 118 и 119, подключенные к генератору импульсов, принципиальная схема которого состоит из конденсатора 120, резистора 121, источника постоянного тока или выпрямителя 122. Патрубки 123 и 124 для входа в цилиндрические каналы электропроводной жидкости под давлением от насосов /не показаны на чертеже/.The nozzle consists of a
Взрывная камера 125, имеющая днище 126 с отверстиями 127 для выхода газовых струй. Фланец 128 для крепления форсунки на камере сгорания.An
На фиг.13 показана комбинированная форсунка. Она подобна форсунке по фиг.12. Ее конструкция отличается от конструкции форсунки по фиг.12 только наличием топливной форсунки 129.On Fig shows a combined nozzle. It is similar to the nozzle of FIG. 12. Its design differs from the nozzle design of FIG. 12 only by the presence of the fuel nozzle 129.
Комбинированная форсунка состоит из корпуса 130, внутри которого в слое электроизоляции 131 размещены цилиндрические каналы 132 и 133, имеющие с одной стороны сопла 134 и 135, направленные под углом друг к другу, а с другой электроды 136 и 137, подключенные к генератору импульсов, включающему выпрямитель 138 или источник постоянного тока, резистор 139 и конденсатор 140 или батарею конденсаторов. Взрывная камера 141, сопло 142.The combined nozzle consists of a
Форсунки по фиг.12 и фиг.13 охлаждаются за счет стенок камер сгорания, которые охлаждаются жидкостью. В некоторых случаях они могут быть снабжены рубашками для автономного охлаждения форсунок.The nozzles of FIG. 12 and FIG. 13 are cooled by the walls of the combustion chambers, which are cooled by a liquid. In some cases, they can be equipped with jackets for autonomous cooling of nozzles.
Патрубки 143 и 144 для входа в цилиндрические каналы электропроводной жидкости от насосов /не показанные на чертеже/, фланец 145 для крепления форсунки на камере сгорания.The
В качестве электропроводной жидкости для работы форсунок по фиг.12 и 13 служат концентрированные водные растворы сильных электролитов на основе солей, оснований или кислот, или суспензии порошков /пудры/ графита, или металлов в растворе электролита.As the electrically conductive liquid for the operation of the nozzles of FIGS. 12 and 13, concentrated aqueous solutions of strong electrolytes based on salts, bases or acids, or a suspension of powders / dust / graphite, or metals in an electrolyte solution are used.
Работает форсунка по фиг.12 следующим образом.The nozzle of FIG. 12 operates as follows.
Под давлением от насосов /не показаны на чертеже/ через патрубки 123 и 124 подается электропроводная жидкость, которая из цилиндрических каналов 114 и 115 и сопел 116 и 117 вытекает в виде струй 146 и 147 диаметром D=0,1-0,2 мм или более. Струи в зоне 148 сталкиваются между собой и замыкают разрядную цепь генератора импульсов /ГИ/ 120-122 при включенном ГИ. При этом конденсатор 120 /батарея конденсаторов/ разряжается на струи, нагревает их с образованием электрического взрыва струй. За счет высокой температуры электрических взрывов струй, которая может быть в интервале /1-5/×104 K, электропроводная жидкость термически диссоциирует /разлагается/ на водород, и кислород, и осколки электролита, при температуре, превышающей 2500°C.Under pressure from the pumps (not shown in the drawing), electrically conductive liquid is supplied through
Образующиеся продукты электрических взрывов струй 146 и 147 с высокой температурой - более 2500°C, и высоким давлением выходят через отверстия 127 в виде раскаленных факелов в камеры сгорания и воспламеняют сжатые в них газы - водород и кислород. Повторные электрические взрывы струи 146 и 147 осуществляются с частотой 100 и более циклов в секунду за счет давления поршневых насосов.The resulting products of electric explosions of
Энергия электрических взрывов струй зависит от энергии запасенной в конденсаторе 120 и определяется но формуле: А=CU2/2 /см. 2, стр.100-103 и Б.А. Артамонов "Размерная электрическая обработка металлов", Высшая школа, 1978 г., стр.50 /6/.Electrical energy explosions jets depends on the energy stored in the
Комбинированная форсунка по фиг.13 работает следующим образом.The combined nozzle of FIG. 13 works as follows.
От насосов /не показаны на чертеже/ через патрубки 143 и 144 под давлением нагнетается электропроводная жидкость, которая в виде струй 149 и 150 вытекает в взрывную камеру 141 комбинированной форсунки и сталкиваются между собой в зоне 151. При этом замыкается разрядная цепь генератора импульсов 138-140 и конденсатор 140 /батарея конденсаторов/ разряжается на струи, а разрядный ток нагревает струи подобно взрыву и с образованием электрического взрыва струй. За счет высокой температуры электрического взрыва струй, превышающей 2500°C, водный раствор электролита струй разлагается на водород и кислород, при этом резко увеличивается давление образовавшихся продуктов взрыва в взрывной камере 141. Одновременно в взрывную камеру 141 впрыскивается углеводородное топливо, например, керосин в виде струй 152, который за счет высокой температуры в взрывной камере 141 продуктов электрического взрыва струй 149 и 150 мгновенно испаряется и термически разлагается на атомы. Образующаяся смесь продуктов термической диссоциации электропроводной жидкости струй 149, 150 и продуктов термической диссоциации жидкого топлива - керосина, под большим давлением "выстреливается" из взрывной камеры 141 комбинированной форсунки в камеры сгорания 81. При этом горючая смесь имеет высокую температуру, превышающую 2500°С, высокую химическую активность и при смешивании, например, с воздухом, быстро сгорает, без задержки воспламенения /см. А.С. Хачиян "Двигатели внутреннего сгорания".- Высшая школа, 1978 г., стр.68 /7/.An electrically conductive liquid is injected from the pumps / not shown in the drawing / through
На фиг.14 показан разрез по 1-1. На нем приведен вид с торца на осевой компрессор 79, имеющий приемную камеру 153 компрессора. На приемной камере сверху шарнирно установлена заслонка 154, служащая для всасывания осевым компрессором воздуха в период пуска реактивной газопаротурбинной установки 3.On Fig shows a section through 1-1. It shows an end view of an
На фиг.16 показана схема второго варианта использования тепловой энергии отработанных в термодиссоционной газотурбинной установки 6 водорода и кислорода - парогенератор 155 водяного пара, и тепловой энергии охлаждающей жидкости (циркулирующей) в корпусах плазмохимических реакторов 51, волновых компрессорах с расширяющимися соплами 11 и цилиндрами 12 термодиссоционной газотурбинной установки 6 и паротурбинной установки 7, омывающей стенки соединительных цилиндров 80, камер сгорания 81, расширяющихся сопел 84 и цилиндров 85, а также камер сгорания 89 /камеры сгорания могут иметь охлаждение стенок жидкостью или воздухом/. Охлаждающая жидкость - жидкометаллический теплоноситель, который широко применяется в атомной энергетики для охлаждения ядерных реакторов и генерации водяного пара с высокими параметрами температуры и давления /см.1, стр.33-39/, например, натрий с температурой 580°С отдает тепло в парогенераторе /теплообменнике/ 156 и пароперегревателе 157 путем разделения потока нагретой охлаждающей жидкости, выходящей из смесительной камеры 105 /см. фиг.3/ в устройстве 158 на два потока /см.1, стр.34/. При этом пар из двух парогенераторов 155 и 156 поступает в пароперегреватель 157, где дополнительно перегревается за счет циркулирующего в нем жидкометаллического теплоносителя до температуры 540°C, давление 140 атм /см.1, стр.34/.On Fig shows a diagram of a second variant of the use of thermal energy of hydrogen and oxygen spent in a thermal dissociation gas turbine unit 6 -
Тепловая мощность перегретого пара, выходящего из пароперегревателя 157 и реализуемая в термодиссоционной газотурбинной установке 6 путем существенного увеличения ее мощности позволяет получить реактивную газопаротурбинную установку 3 мощностью, в разы превосходящую мощность современных турбореактивных двигателей.The thermal power of superheated steam leaving the superheater 157 and realized in a thermo-dissociation
Работает реактивная газопаротурбинная установка 3 следующим образом.Works reactive gas-steam turbine 3 as follows.
Пуск установки 3. Осуществляется с помощью работы паротурбинной установки 7 в режиме газотурбинной установки /ГТУ/.Start-up of the installation 3. It is carried out using the steam turbine unit 7 in the mode of a gas turbine installation / gas turbine /.
Наличие осевого компрессора 79 позволяет использовать паротурбинную установку в режиме работы ГТУ. При этом сначала открывается заслонка 154 в вертикальное положение /как показано на фиг.15/. С помощью пускового двигателя небольшой мощности, например, двигателя внутреннего сгорания, размещенного в обтекателе 96 /не показан/, приводится во вращение вал 8, а вместе с ним осевой компрессор 79, все устройства, расположенные и закрепленные на нем, а также вспомогательные механизмы. Атмосферный воздух из корпуса 91 всасывается в приемную камеру 153 компрессора, сжимается в нем, поступает в соединительные цилиндры 80 /патрубки/ и камеры сгорания 81. Включаются с помощью электронной системы управления установки 3 комбинированные форсунки 83, обеспечивающие впрыскивание в сжатый воздух, движущийся в камерах сгорания, смесь продуктов термической диссоциации углеводородного топлива, например, керосина и продуктов термической диссоциации электропроводной жидкости, при температуре, превышающей 2500°C /газообразная смесь углеводородного и водородного топлива/, которая смешивается с сжатым воздухом, образуя химически активную горючую смесь. Следом включаются форсунки 82 для воспламенения горючей смеси с образованием продуктов сгорания.The presence of an
Продукты сгорания с температурой, превышающей 2000°C, расширяются от давления P1 в расширяющихся соплах 84 и цилиндрах 85 и, как "поршни" сжимают впереди себя сначала воздух до давления P2, сообщая столбу воздуха в цилиндрах 85 волновых компрессоров скорость V м/с.Combustion products with a temperature exceeding 2000 ° C expand from pressure P 1 in expanding nozzles 84 and cylinders 85 and, like “pistons”, first compress air in front of them to pressure P 2 , telling the column of air in the cylinders 85 of the wave compressors speed V m / from.
Таким образом, энергия продуктов сгорания при расширении преобразуется в энергию сжатого столба воздуха, движущегося в цилиндрах 85 волновых компрессоров с давлением p2 и скоростью V м/с, а в следующих рабочих циклах - в энергию отработанных газов, имеющих давление p2 и скорость V м/с. Сжатый воздух, а в следующих рабочих циклах - сжатые отработанные газы, поступают на паровую /газовую/ турбину 86, расширяются на ней до давления p3 с одновременной реализацией скорости на лопатках турбины от V м/с до U м/с и получением полезной мощности Нп на валу 8 и электрической мощности на электрогенераторе 9, поступающей на электрощит 159. Отработанные газы выходят из патрубка 99 в атмосферу с помощью устройства 160, выполненного, например, в виде 3-ходового пробкового крана. С помощью поворота этого крана механизмом /не показан на чертеже/ обеспечивается выброс сгоревших газов в атмосферу или поступление отработанного пара в конденсатор 100.Thus, the energy of the combustion products during expansion is converted into the energy of a compressed column of air moving in the cylinders of 85 wave compressors with a pressure of p 2 and a speed of V m / s, and in the following work cycles, into the energy of exhaust gases having a pressure of p 2 and a speed of V m / s Compressed air, and in the next working cycles, compressed exhaust gases, enter the steam / gas /
Следующие рабочие циклы установки 7 в режиме ГТУ осуществляются с частотой 100 и более циклов в секунду на углеводородном топливе с получением электрической мощности НП на электрогенераторе 9.The following operating cycles of the installation 7 in the GTU mode are carried out with a frequency of 100 or more cycles per second on hydrocarbon fuel to obtain the electric power of the NP on the
Отметим, что при сгорании топлива и образовании продуктов сгорания в камерах сгорания 81 они расширяются как в сторону цилиндров 85, так и в сторону осевого компрессора 79, при этом сгоревшие газы при расширении в соединительных цилиндрах 80 /патрубках/ встречают движущийся им навстречу сжатый воздух, который за счет меньшего давления, чем давление сгоревших газов, сжимается в цилиндрах 80, тормозится и препятствует прорыву газов в проточную часть компрессора 79. В этом процессе осуществляется волновой принцип сжатия одного газа A другим газом B /см. "Основы газовой динамики" /Под редакцией Эммонс, 1963 г., раздел "Волновые машины" /7/.Note that during fuel combustion and the formation of combustion products in the combustion chambers 81, they expand both towards the cylinders 85 and toward the
Второй вариант. Для избежания прорыва сгоревших газов устанавливается диск-клапан 161, показанный на фиг.3 пунктиром, который при вращении обеспечивает впуск от компрессора 79 сжатого воздуха в камеры сгорания 81 с частотой 100 и более циклов/сек. Конструкция и принцип работы этого диск-клапана подобна конструкции и принципу работы диска-клапана 15.The second option. To avoid the burst of burnt gases, a
Следующий этан пуска установки 3. В процессе работы установки 7 в режиме ГТУ система охлаждения позволяет нагревать жидкометаллический теплоноситель, который из патрубка 104 поступает в смесительную камеру 105 и парогенератор 106, а из него в смесительную камеру 103 и патрубок 102 системы охлаждения установки 7, при этом в парогенераторе постепенно увеличивается температура и давление пара. Задвижка 162 закрыта, так же, как и задвижка 163.The next ethan is to start the installation of 3. In the process of operation of installation 7 in the GTU mode, the cooling system allows heating the liquid metal coolant, which from the nozzle 104 enters the mixing
Следующий этап. Открывается задвижка 163 и нар из парогенератора 106 по обводной магистрали - паропроводу 164, направляется в коллектор пара 14 через главный паропровод 165. Задвижка 166 закрыта.Next stage. The
При совмещении отверстий 39 диска-капана 15 с корпусами 25 плазмохимических реакторов 10 пар под давлением заполняет корпусы и отсекается от коллектора пара 14 за счет непрекращающегося вращения диска-капана 15. Включается источник питания 28, подсоединенный к электрощиту 159, что приводит к зажиганию дуги между электродами-катодами 26, и соплами-анодами 24, и термической диссоциации водяного пара при температуре, превышающей 2500°C, протекающего через сопла-аноды 24 с разложением пара на водород и кислород: 2H2O→2Н2+O2 /см. Н.Л. Глинка "Общая химия.- Л.: Химия, 1980 г., стр.211 /8/ и Г. Мучник "Новые Методы преобразования энергии". Техника. - М.: Знание, 1984 г.стр.47 /9/. Образующиеся продукты диссоциации - водород и кислород, с температурой, превышающей 2500°C и высоким давлением Р1 выходят в расширяющиеся сопла 11 и цилиндры 12 волновых компрессоров термодиссоционной газотурбинной установки 6. При этом нагретые газы водород и кислород имеют при выходе из сопел-анодов 24 высокую скорость за счет высокой температуры и значительный газодинамический напор, который растет с увеличением силы тока между электродами-катодами 26 и соплами-анодами 24. /см. 2, стр.76/. Эта скорость газов в расширяющихся соплах 11 волновых компрессоров, как это происходит в диффузорах, преобразуется в давление P2, при этом водород и кислород расширяются в цилиндрах 12 и подобно "поршням" сжимают впереди себя сначала пар, а в следующих рабочих циклах остаточные после расширения "поршней" газы - водород и кислород до давления р3, сообщая остаточным газам или вначале пару скорость V м/с, с одновременным резким уменьшением температуры "поршней" за счет расширения до 700-900°C /1300°C/.When combining the
Сжатые остаточные газы - водород и кислород, с давлением p3 и температурой в границах 700-900°C и до 1300°C, если газовая турбина имеет охлаждение лопаток /см. О.К. Югов "Согласование характеристик самолета и двигателя. - М.: Машиностроение, 1980 г., стр.48-49/, а также скоростью V м/с расширяются на газовой турбине 13 до давления p4 и реализацией на ней скорости газов - водорода и кислорода, от V м/с до U м/с с получением дополнительной мощности
/См. В.В. Сушков "Техническая термодинамика". - М.-Л.: Энергоиздат,. 1960 г., стр.41-43 /11/. Работа термодиссоционной газотурбинной установки 6 в течение заданного промежутка времени обеспечивает прогрев всех систем реактивной газопаротурбинной установки, выход на рабочий режим парогенераторов 17 и 106, благодаря чему открываются задвижка 166, 162, задвижка 163 закрывается, при этом начинают работать паровая турбина 107 с электрогенератором 108, соединенным с электрощитом 159./Cm. V.V. Sushkov "Technical Thermodynamics". - M.-L.: Power Publishing House ,. 1960, pp. 41-43 / 11 /. The operation of the thermodissociation
Мощность электрической энергии на электрощите 159 существенно увеличивается, а пар по паропроводу 165 поступает в коллектор пара 14. Однако паротурбинная установка 7 все еще работает в режиме ГТУ на углеводородном топливе, например, керосине, и полученные в термодиссоционной газотурбинной установки 6 газы - водород и кислород, за счет открытия крана 168 направляются на установки 4.The power of electric energy at the
На этом режиме работы установок 3 они работают в качестве генераторов гремучего газа - водорода и кислорода, для пуска газопаротурбинных установок 4 /см. ниже/.In this mode of operation of units 3, they operate as generators of explosive gas - hydrogen and oxygen, for starting gas-
С пуском газопаротурбинных установок 4 плавно уменьшается подача топлива - керосина, на комбинированные форсунки 83 реактивных газопаротурбинных установок 3 при закрытом кране 168 и увеличивается подача гремучего газа /водорода и кислорода/ из распределительного устройства 111 в приемный патрубок 98 осевого компрессора 79, при этом прикрывается заслонка 154, что уменьшает подачу атмосферного воздуха в компрессор. С отключением комбинированных форсунок 83 паротурбинная установка 7, а вместе с ней и термодиссоционная газотурбинная установка 6 полностью переходят на рабочий режим, при этом часть гремучего газа из распределительного устройства 111 направляется на центробежный компрессор 88 и в камеры сгорания 89 с воспламенением его за счет включения форсунок 90. Сгоревшие газы - водяной пар выходят из сопел камер сгорания 89 с образованием тяги установки 3.With the start of gas-
Таким образом, в новой реактивной газопаротурбинной установки пусковым двигателем является второй силовой блок 7, который в этом режиме работает на углеводородном топливе подобно ГТУ.Thus, in the new jet-gas turbine installation, the starting engine is the second power unit 7, which in this mode operates on hydrocarbon fuel like a gas turbine.
Вместе с тем при пуске первого силового блока 6 он становится пусковым двигателем для работы одной из газопаротурбинных установок 4. На фиг.17 показана схема газопаротурбинной установки 4, включающая те же силовые блоки 6 и 7 реактивной газопаротурбинной установки, а также электрогенератор 9, парогенератор 17 и 106 с турбогенератором 107, 108, электрощит 159 и холодильник 110, в которой в качестве энергоносителя также служит вода, запасенная в емкости 5.However, when starting up the
Эти установки 4 служат для привода центробежных вентиляторов, нагнетающих сжатый воздух под днище корпуса судна 1.These
Рабочие процессы установки 4 идентичны рабочим процессам реактивной газопаротурбинной установки 3, при этом электрическая энергия с электрогенератора/ов/ 9 поступает на электродвигатели, приводящие во вращение центробежные вентиляторы, нагнетающие сжатый воздух под днище корпуса судна 1 /не показаны на чертеже/.The working processes of
Паротурбинная установка 7 работает следующим образом.Steam turbine 7 operates as follows.
Из распределительного устройства 111 часть полученных в термодиссоционной газотурбинной установки 6 газов - ВОДОРОДА и КИСЛОРОДА, всасывается через приемный патрубок 98 в осевой компрессор 79, сжимается в нем и по патрубкам /цилиндрам/ 80 поступает в камеры сгорания 81, в которых воспламеняется за счет включения форсунок 82. Образующиеся продукты сгорания в виде ПАРА с высокими параметрами температуры, около 2800°C, и высоким давлением Р1, с большой скоростью расширяются в обе стороны и подобно ′′поршням′′ сжимают впереди себя в расширяющихся соплах 34 и цилиндрах 85 ВОЛНОВЫХ КОМПРЕССОРОВ остаточные от предыдущих циклов газы, а в следующих рабочих циклах - продукты сгорания ВОДОРОДА и КИСЛОРОДА в виде пара до давления P2, сообщая сжатым газам или пару скорость V м/с, при этом температура продуктов сгорания резко уменьшается с T1=2800°C до Т2=700-900°C или до 1300°C, если паровая /газовая/ турбина выполняется охлаждаемой/см. О.К. Югов ′′Согласование характеристик САМОЛЕТА и ДВИГАТЕЛЯ′′. - М.: Машиностроение, 1980 г., стр.48-49 /10/ и 8, стр.345-346/. Температура сжатых газов-ПАРА повышается незначительно и находится в интервале 700-900°C или до 1300°C, если турбина 86 охлаждаемая.From the
Сжатые газы, а в следующих рабочих циклах сжатый ПАР с этими параметрами поступает на паровую турбину 86, расширяются на ней до давления р3, с реализацией на ней скорости от V м/с до υ м/с и получением полезной мощности
Частота рабочих циклов паротурбинной установки - 100 и более циклов в секунду, как и в термодиссоционной газотурбинной установке 6. Процессы, происходящие при расширении продуктов сгорания ВОДОРОДА и КИСЛОРОДА в соединительных цилиндрах /патрубках/ 80, изложены выше. В установке 3 на валу 8 укреплен высоконапорный вентилятор 87, обеспечивающий при его вращении движение воздуха с заданной скоростью в кольцевом канале, охватывающий основной /первый/ контур реактивной газопаротурбинной установки 3, которым является камера сгорании 89, расположенные равномерно по окружности. Совместная работа этих устройств позволяет увеличить тягу установки 3 при заданном расходе газов - водорода и кислорода, или уменьшить расход газов при заданной тяге /см.10, стр.48/.The frequency of the operating cycles of a steam turbine unit is 100 or more cycles per second, as in a thermodissociation
Форсирование реактивной установки 3 выполняется с помощью создания дополнительной тяги за счет сгорания водорода, впрыскиваемого в реактивное сопло 92 с помощью форсунок 94, поступающего из криогенного резервуара 95 или за счет сгорания углеводородного топлива - керосина, также впрыскиваемого с помощью форсунок 94 в поток воздуха, движущегося за счет вращения высоконапорного вентилятора 87, при этом поджигание горючих смесей: водорода с кислородом воздуха или паров керосина осуществляется продуктами сгорания, выходящими из камер сгорания 89. Из распределительного устройства меньшая часть газов - водорода и кислорода, направляется в центробежный компрессор 88, сжимается в нем и поступает в камеры сгорания 89, в которых с помощью форсунок 90 воспламеняется, а продукты сгорания выходят из сопел камер сгорания с образованием реактивного усилия /тяги/ реактивной газопаротурбинной установки 3. Частота рабочих циклов камер сгорания 89 достигает 100 и более циклов в секунду. Такая же частота впрыскивания форсунками, расположенными по окружности, водорода или керосина.The boosting of the reactive installation 3 is carried out by creating additional thrust due to the combustion of hydrogen injected into the
Отметим, что работа установки 3 в форсажном режиме на керосине или другом углеводородном топливе осуществляется только при использовании этих установок на реактивных судах на воздушной подушке, а работа установки 3 в форсажном режиме на водороде осуществляется при применении их на самолетах.Note that the operation of installation 3 in the afterburning mode on kerosene or other hydrocarbon fuel is carried out only when these units are used on jet hovercraft, and the operation of installation 3 in the afterburning mode on hydrogen is carried out when using them on airplanes.
На фиг.18 показана схема компрессора 79 в большом масштабе, который выполнен 2-цилиндровым, включающим первый цилиндр 170 осевого компрессора и второй цилиндр 171 высокого давления. Гремучий газ - водород и кислород всасываются во второй цилиндр компрессора по патрубку 98, а атмосферный воздух при пуске реактивной газопаротурбинной установки всасывается при открытой заслонке 154 и проходит процесс сжатия в 2-х цилиндрах осевого компрессора 170 и 171 для увеличения давления, что позволяет существенно увеличить мощность установки 7 в периоды ее работы в режиме газотурбинной установки /ГТУ/ на углеводородном топливе, когда она используется в качестве пускового двигателя реактивной газопаротурбинной установки 3.On Fig shows a diagram of the
В процессе работы установки 7 на гремучем газе - водороде и кислороде, газы всасываются по патрубку 98 и сжимаются только во втором цилиндре 171 осевого компрессора, при этом с помощью конической муфты 172 первый цилиндр 170 компрессора отключается.During the operation of the installation 7 on explosive gas - hydrogen and oxygen, the gases are sucked in through the
Газопаротурбинные установки 4.Gas-
Схема газопаротурбинной установки показана на фиг. 17. Ее конструкция точно такая же, как и конструкция 2-х силовых блоков 6 и 7 РЕАКТИВНОЙ газопаротурбинной установки 3, со вспомогательными агрегатами-парогенератором 17 и парогенератором 106, турбиной 107, электрогенератором 108 и конденсатором 109. Электрогенератор 9, электрощит 159, холодильник 110, емкость для пресной воды 5.A diagram of a gas-steam turbine installation is shown in FIG. 17. Its design is exactly the same as that of the 2
Работает газопаротурбинная установка 4 точно так же, как и ДВА силовых блока 6 и 7 РЕАКТИВНОЙ газопаротурбинной установки на ВОДОРОДЕ и КИСЛОРОДЕ, которые генерируются в термодиссоционной газотурбинной установке 6, а сгорают с получением полезной мощности в паротурбинной установке 7.The gas-
ПУСК газопаротурбинной установки 4, имеющей пусковой ДВС.START of a gas-
Выше сказано, что ПУСК газопаротурбинной установки /ок/ 4 осуществляется за счет того, что при работе РЕАКТИВНОЙ газопаротурбинной /их/ установки /вок/ 3 в режиме газотурбинной установки на углеводородном топливе, например, керосине, полученные газы - ВОДОРОД и КИСЛОРОД в термодиссоционной газотурбинной установке 6 направляются из емкости 167 путем открытия крана 168 в установке 4.It is said above that the start-up of the gas-steam turbine unit / ok / 4 is carried out due to the fact that during the operation of the REACTIVE gas-steam turbine / them / installation / wok / 3 in the mode of a gas turbine installation using hydrocarbon fuel, for example, kerosene, the resulting gases - HYDROGEN and OXYGEN in a thermodissociation gas-
При этом в установке 4 газы - ВОДОРОД и КИСЛОРОД поступают в паротурбинную установку 7, в которой сжимаются в осевом компрессоре 79, выполненном в отличии от установки /ок/ 3 одноступенчатым, сгорают в камерах сгорания 81, а продукты сгорания расширяются в расширяющихся соплах 84, цилиндрах 85 ВОЛНОВЫХ КОМПРЕССОРОВ и на паровой турбине 86 с получением полезной мощности
После пуска установок 3 и 4 электрическая энергия с электрощита /ов/ 159 установок 4 подается на электродвигатели, вращающие центробежные вентиляторы для создания воздушной подушки.After starting
ВТОРОЙ ВАРИАНТ ПУСКА установок 4.
Осуществляется точно так же, как и пуск реактивной газопаротурбинной установки 3 на углеводородном топливе, например, керосине.It is carried out in exactly the same way as the start-up of a gas-steam-turbine installation 3 using hydrocarbon fuel, for example, kerosene.
При этом установки 4 имеют пусковые двигатели внутреннего сгорания небольшой мощности /не показаны на чертеже/, которые работают во время пуска для вращения осевого компрессора 79 и используются как в первом, так и во втором варианте пуска установок. Эти ДВС обеспечивают также работу всех вспомогательных механизмов, необходимых для пуска установок 4.At the same time, the
Особенности конструкции и работы Реактивной газопаротурбинной установки 3 и газопаротурбинной установки 4.Features of the design and operation of the Jet gas-steam turbine installation 3 and gas-
Известно, что если образовавшиеся при высокой температуре продукты диссоциации быстро охладить, то равновесие не успевает сразу сместиться, а затем уже не смещается ввиду крайне малой скорости реакции при низкой температуре. Таким образом, сохраняется соотношение между веществами, существовавшее при высокой температуре" /см.8, стр.211-212/. В рассматриваемых Реактивной газопаротурбинной установке 3 и газопаротурбинной установке 4 в первых силовых блоках - термодиссоционных газотурбинных установок 6 быстрое охлаждение продуктов диссоциации - водорода и кислорода, осуществляется за счет их быстрого расширения в соплах 11, цилиндрах 12 волновых компрессоров и на газовой турбине 13, с понижением температуры газов - водорода и кислорода, за газовой турбиной до 500-550°C /600°C/, при которой водород с кислородом практически не взаимодействуют /см.8, стр.345-346/.It is known that if the products of dissociation formed at a high temperature are quickly cooled, then the equilibrium does not have time to immediately shift, and then it does not shift due to the extremely low reaction rate at low temperature. Thus, the relationship between the substances that existed at high temperature is maintained "/ see 8, p. 211-212 /. In the considered Reactive gas-steam-turbine installation 3 and gas-steam-
Дополнительным методом сохранения соотношения между веществами, существовавшее при высокой температуре, служит метод впрыскивания воды или жидкого металла, например, лития или висмута, в продукты диссоциации с помощью форсунок 46, установленных в цилиндрах 12 волновых компрессоров. При этом впрыскивание воды или жидкого металла осуществляется в зоны с пониженной температурой газов в цилиндрах 12.An additional method for maintaining the relationship between substances that existed at high temperature is the method of injecting water or liquid metal, for example, lithium or bismuth, into dissociation products using nozzles 46 installed in the
Вместе с тем необходимость впрыскивания воды или жидкого металла устанавливается только в процессе испытания работы одной из установок.However, the need for injection of water or liquid metal is established only in the process of testing the operation of one of the plants.
Применение волновых компрессоров, выполненных с расширяющимися соплами 11 и цилиндрами 12 в термодиссоционной газотурбинной установке 6 и волновых компрессорах, выполненных с расширяющимися соплами 84 и цилиндрами 85 в паротурбинной установке установок 3 и 4 позволяет обеспечить:The use of wave compressors made with expanding
- снижение температуры продуктов диссоциации водорода и кислорода с начальной температуры, превышающей 2500°C, до конечной перед газовой 13 и паровой турбиной 86 в интервале 700-900°C или до 1300°C, если турбины выполняются охлаждаемыми. Вместе с тем на газовой 13 и паровой турбине 86 достигается высокий температурный перепад и, как следствие, обеспечивается получение высокого термического КПД термодиссоционной газотурбинной установки 6 и паротурбинной установки 7 в соответствии со вторым законом термодинамики.- lowering the temperature of the products of dissociation of hydrogen and oxygen from an initial temperature in excess of 2500 ° C to the final one in front of the
- обеспечивается выравнивание давления и скорости газов - водорода и кислорода - продуктов диссоциации перед газовой турбиной 13 и продуктов сгорания водорода в кислороде перед паровой турбиной 86 в длинных цилиндрах 12 и 85 волновых компрессоров, благодаря чему достигается высокий КПД самих турбин.- equalizes the pressure and speed of the gases - hydrogen and oxygen - the products of dissociation in front of the
Отметим, что включение источника питания 28, подсоединенного к электрощиту 159 для зажигания дуги между электродами-катодами 26 и соплами - анодами 24 осуществляется с частотой 100 циклов в секунду и более, например, с помощью электромагнитного ртутного прерывателя /см.1, стр.62/.Note that the
Источники питания плазмохимических реакторов могут быль весьма разнообразными по своим параметрам и схемным решениям. Источник питания 28 выбирается при проектировании реактивной газопаротурбинной установки заданной мощности /см. 2, стр.87-90/.The power sources of plasma-chemical reactors can be very diverse in their parameters and circuit designs. The
Технико-экономическая часть.Technical and economic part.
Реактивное судно на воздушной подушке, в котором вода является энергоносителем для работы реактивных газопаротурбинных установок, движущих судно с большой скоростью и газопаротурбинных установок, служащих для работы центробежных вентиляторов, обеспечивающих нагнетание сжатого воздуха под днище корпуса и создания воздушной подушки, имеет ряд преимуществ перед обычными судами на воздушной подушке /СВП/ с силовыми установками на углеводородном топливе или ядерном с атомными реакторами /см. В.А. Ильин "Суда завтрашнего дня/ - М.: Знание,. 1977/7, стр.24-44 /12/.An air cushion jet vessel in which water is an energy carrier for operating jet-steam turbine installations moving a vessel at high speed and gas-turbine installations serving for operation of centrifugal fans for pumping compressed air under the hull bottom and creating an air cushion has a number of advantages over conventional vessels air cushion / SVP / with power plants using hydrocarbon fuel or nuclear with nuclear reactors / cm. V.A. Ilyin "The Judgment of Tomorrow / - M.: Knowledge ,. 1977/7, pp. 24-44 / 12 /.
Во-первых, применение на этого типа судах реактивных силовых установок обеспечивает большую скорость полета судна над водной поверхностью, по сравнению с судами на воздушной подушке, в которых используются воздушные винты.Firstly, the use of jet propulsion systems on this type of vessel provides a higher flight speed of the vessel above the water surface, compared with hovercraft in which propellers are used.
Во-вторых, достигается чистота атмосферы из-за отсутствия дымовых газов, которые в больших объемах выпускаются в атмосферу обычными СВП.Secondly, the purity of the atmosphere is achieved due to the absence of flue gases, which in large volumes are released into the atmosphere by conventional SVPs.
В-третьих, достигается огромная экономия материальных и денежных ресурсов, так как вода имеет значительно меньшую стоимость и легкодоступна, но сравнению с нефтью или ядерным топливом - ураном.Thirdly, huge savings in material and monetary resources are achieved, since water has a significantly lower cost and is readily available, but compared to oil or nuclear fuel - uranium.
Новая реактивная газопаротурбинная установка относительно проста по конструкции, а отдельные ее узлы: плазмохимические реакторы /плазмотроны/, турбины, камеры сгорания, компрессоры давно освоены промышленностью и имеют невысокую стоимость.The new reactive gas-steam turbine installation is relatively simple in design, and its individual components: plasma-chemical reactors / plasmatrons /, turbines, combustion chambers, compressors have long been mastered by industry and have a low cost.
Широкое применение реактивных газопаротурбинных установок на судах на воздушной подушке позволит постепенно вытеснить суда с силовыми установками на углеводородном топливе или ядерном.The widespread use of jet gas-turbine installations on hovercraft will gradually displace ships with power plants using hydrocarbon or nuclear fuel.
Вместе с тем обеспечивается применение реактивных газопаротурбинных установок на самолетах и дирижаблях, в которых энергоносителем служит вода, что позволит прекратить загрязнять атмосферу выхлопными газами при работе на этих летательных аппаратах турбореактивных двигателей. По существующим оценкам воздушный транспорт создает около 1% общего загрязнения атмосферы. Однако в зонах крупных аэропортов его доля значительно выше.At the same time, the use of jet-gas-turbine turbines on airplanes and airships, in which water serves as an energy carrier, will help to stop polluting the atmosphere with exhaust gases when operating on these aircraft turbojet engines. According to current estimates, air transport creates about 1% of the total air pollution. However, in areas of large airports, its share is much higher.
Вместе с тем применение новых реактивных газопаротурбинных установок, работающих на воде на самолетах и дирижаблях, позволит в разы снизить стоимость полета пассажиров, особенно на дальние расстояния, за время полета которых встречается много рек и озер с пресной водой.At the same time, the use of new jet-gas-turbine turbines operating on water on airplanes and airships will significantly reduce the cost of flight for passengers, especially over long distances, during the flight of which there are many rivers and lakes with fresh water.
Таким образом, удельный вес воздушного транспорта с новыми реактивными газопаротурбинными установками существенно повысится с увеличением дальности передвижения. Тот же эффект достигается при использование новых реактивных установок на судах на воздушной подушке.Thus, the proportion of air transport with new reactive gas-steam-turbine plants will increase significantly with increasing range of movement. The same effect is achieved when using new rocket launchers on hovercraft.
Claims (1)
реактивная газопаротурбинная установка включает корпус с диффузором для входа атмосферного воздуха, с установленным в нем в обтекателе пусковым двигателем, реактивное сопло для создания силы тяги, с размещенными в нем конусом и форсунками для впрыскивания водорода или углеводородного топлива, для форсирования установки и увеличения силы тяги, и два силовых блока, установленные в корпусе, содержащие термодиссоционную газотурбинную установку и паротурбинную установку, соединенные валом с одной стороны с электрогенератором, включенным на электрощит, а с другой с высоконапорным вентилятором для создания движения воздуха в кольцевом канале между корпусом и силовыми блоками, и центробежным компрессором, подсоединенным к камерам сгорания, равномерно расположенным по окружности для сгорания продуктов диссоциации - водорода и кислорода и создания силы тяги,
термодиссоционная газотурбинная установка для получения источника энергии - водорода и кислорода и полезной мощности, выполнена с плазмохимическими реакторами, равномерно расположенными по окружности для термической диссоциации водяного пара и получения водорода и кислорода с температурой, превышающей 2500°С, и высоким давлением, подключенными к источнику питания, сообщающимися с одной стороны с помощью диска-клапана, имеющего отверстия для входа пара и кольцевые лабиринтовые уплотнения, вращающегося с заданной частотой, с коллектором пара, а с другой соединены с расширяющимися соплами и цилиндрами волновых компрессоров, имеющими форсунки для впрыскивания в них воды или жидкого металла, подсоединенные к газовой турбине, укрепленной на валу, соединенном с электрогенератором, снабженной выпускным патрубком для выпуска отработанных водорода и кислорода в парогенератор,
при этом плазмохимические реакторы для термической диссоциации водяного пара и получения водорода и кислорода с температурой, превышающей 2500°C, расширяющиеся сопла и цилиндры волновых компрессоров имеют рубашки для циркуляции охлаждающей жидкости - жидкометаллического теплоносителя и воды, для охлаждения стенок сопел-анодов плазмохимических реакторов,
плазмохимические реакторы содержат корпус с рубашкой, сообщающийся с охлаждаемым соплом-анодом, с расположенным в корпусе на заданном расстоянии от его стенок электродом-катодом, укрепленным в устройстве, подключенным к источнику питания, с размещенной в корпусе форсункой для впрыскивания легкоионизирующей присадки или
несколько плазмохимических реакторов с размещенными в них форсунками для впрыскивания легкоионизирующей присадки расположены в одном блоке, соединенном с расширяющимися соплами волновых компрессоров с одной стороны, а с другой сообщаются с диском-клапаном, имеющим отверстия для входа пара и кольцевые лабиринтовые уплотнения,
или несколько плазмохимических реакторов, расположенных в одном блоке, содержат корпусы с рубашкой, крышкой и колпаком, с укрепленными в корпусах на заданном расстоянии от их стенок в слое электроизоляции электродами-катодами, сообщающимися с охлаждаемыми соплами-анодами,
при этом на блоке плазмохимических реакторов расположен клапанный механизм с впускным клапаном для впуска водяного пара,
клапанный механизм включает патрубок для входа пара, соединенный с коллектором, подсоединенным к корпусам плазмохимических реакторов, с размещенным на коллекторе впускным клапаном, с ограничителем и пружиной для впуска водяного пара,
паротурбинная установка для сгорания водорода в кислороде и получения полезной мощности выполнена с осевым компрессором, подсоединенным к распределительному устройству, последовательно соединенным с соединительными цилиндрами, камерами сгорания, равномерно расположенными по окружности, включающими форсунки для воспламенения водорода в кислороде за счет впрыскивания газообразных струй продуктов термической диссоциации электропроводной жидкости и комбинированные форсунки для впрыскивания газообразной смеси продуктов термической диссоциации электропроводной жидкости и углеводородного топлива, с расширяющимися соплами и цилиндрами волновых компрессоров, подсоединенные к паровой турбине, укрепленной на валу, соединенном с термодиссоционной газотурбинной установкой и электрогенератором, снабженной выпускным патрубком для выпуска отработанного пара в конденсатор, при этом
осевой компрессор выполнен двухкорпусным с приемной камерой, с шарнирно укрепленной на ней заслонкой для входа атмосферного воздуха, причем второй корпус снабжен впускным патрубком для входа продуктов диссоциации - водорода и кислорода, из распределительного устройства,
форсунка для воспламенения водорода в кислороде содержит корпус с патрубками для подачи электропроводной жидкости, соединенными с цилиндрическими каналами, расположенными внутри корпуса в слое электроизоляционного материала, с одной стороны которых установлены электроды, подключенные к генератору импульсов, а с другой выполнены сопла, направленные под углом друг к другу и сообщающиеся с взрывной камерой форсунки, имеющей днище с отверстиями для выхода газовых струй,
при этом комбинированные форсунки содержат корпус с патрубками для подачи электропроводной жидкости, соединенные с цилиндрическими каналами, расположенными внутри корпуса в слое электроизоляционного материала, параллельно размещению топливной форсунки, с одной стороны которых установлены электроды, подключенные к генератору импульсов, а с другой выполнены сопла, направленные под углом друг к другу и сообщающиеся с взрывной камерой форсунки, имеющей сопло для выхода газовых струй. An air cushion jet vessel comprises a hull, a hull guard located in the hull of a fresh water tank, centrifugal fans for injecting compressed air under the hull bottom and creating an air cushion, and gas-turbine units for operation of centrifugal fans, gas-steam turbine units for vessel movement, installed on the deck , using water as an energy carrier in them and obtaining useful power and traction, a steam generator installed in the ship’s hull hydrogen and oxygen with a temperature of 500-550 ° C, connected by a main steam line to a steam collector of a gas-steam turbine installation, a fresh water tank and a refrigerator for cooling the hydrogen and oxygen spent in the steam generator, connected to a storage tank and a distribution device, a steam generator connected to a reactive cooling system a gas-steam turbine installation on a liquid metal coolant, connected to a steam turbine and to a main steam line connected to an electric generator, in for prison staff on the electrical panel and to the capacitor, the power supply of plasma-chemical reactors, reactive gas and steam turbine installation that is connected to the electrical panel,
a gas-steam turbine installation includes a housing with a diffuser for atmospheric air inlet, with a starting engine installed in it in the fairing, a jet nozzle for generating traction, with a cone and nozzles placed therein for injecting hydrogen or hydrocarbon fuel, for boosting the installation and increasing traction, and two power units installed in the housing, containing a thermodissociation gas turbine installation and a steam turbine installation connected by a shaft on one side with an electric generator included on the electrical panel, and on the other with a high-pressure fan to create air movement in the annular channel between the body and power units, and a centrifugal compressor connected to the combustion chambers, evenly spaced around the circumference to burn dissociation products - hydrogen and oxygen and create traction,
a thermodissociation gas turbine installation for generating a source of energy — hydrogen and oxygen and useful power — is made with plasma-chemical reactors uniformly spaced around the circle for thermal dissociation of water vapor and producing hydrogen and oxygen with a temperature exceeding 2500 ° C and high pressure connected to a power source communicating on one side by means of a valve disc having openings for steam inlet and annular labyrinth seals rotating at a given frequency, with a collector pair and the other connected to the flared nozzles and cylinders wave compressor having a nozzle for injecting into the water or liquid metal connected to the gas turbine is fixed on a shaft connected to an electric generator provided with an outlet pipe for discharging the exhaust hydrogen and oxygen into a steam generator,
at the same time, plasma-chemical reactors for thermal dissociation of water vapor and production of hydrogen and oxygen with a temperature exceeding 2500 ° C, expanding nozzles and cylinders of wave compressors have jackets for circulating coolant - liquid metal coolant and water, for cooling the walls of nozzles-anodes of plasma-chemical reactors,
Plasma-chemical reactors contain a jacketed housing communicating with a cooled nozzle-anode, with a cathode electrode located in the housing at a predetermined distance from its walls, mounted in a device connected to a power source, with a nozzle for injecting an easily ionizing additive placed in the housing, or
several plasma-chemical reactors with nozzles for injecting easily ionizing additives located in them are located in one block connected to the expanding nozzles of the wave compressors on the one hand and, on the other hand, communicate with a valve disc having steam inlets and ring labyrinth seals,
or several plasma-chemical reactors located in one block, contain housings with a jacket, a lid and a cap, with cathodes fixed to the shells at a predetermined distance from their walls in the electrical insulation layer, in communication with cooled anode nozzles,
while on the block of plasma chemical reactors there is a valve mechanism with an inlet valve for the inlet of water vapor,
the valve mechanism includes a pipe for steam inlet, connected to a collector connected to the bodies of the plasma chemical reactors, with an inlet valve located on the manifold, with a limiter and a spring for water vapor inlet,
a steam turbine installation for the combustion of hydrogen in oxygen and obtaining useful power is made with an axial compressor connected to a switchgear, connected in series with connecting cylinders, combustion chambers evenly spaced around the circumference, including nozzles for igniting hydrogen in oxygen by injecting gaseous jets of thermal dissociation products conductive fluid and combined nozzles for injecting a gaseous mixture of products thermally dissociation of electrically conductive liquid and hydrocarbon fuel, with expanding nozzles and cylinders of wave compressors, connected to a steam turbine mounted on a shaft connected to a thermodissociation gas turbine unit and an electric generator equipped with an exhaust pipe for exhausting exhaust steam into the condenser, while
the axial compressor is made of a double-shell with a receiving chamber, with a damper pivotally mounted on it for atmospheric air inlet, and the second casing is equipped with an inlet for entering the dissociation products - hydrogen and oxygen, from a switchgear,
the nozzle for igniting hydrogen in oxygen contains a housing with nozzles for supplying electrically conductive fluid connected to cylindrical channels located inside the housing in a layer of insulating material, on one side of which electrodes are mounted connected to a pulse generator, and nozzles directed at an angle to each other are made to a friend and communicating with an explosive chamber nozzle having a bottom with openings for the exit of gas jets,
the combined nozzles contain a housing with nozzles for supplying electrically conductive fluid connected to cylindrical channels located inside the housing in a layer of insulating material, parallel to the placement of the fuel nozzle, on one side of which electrodes are connected to the pulse generator, and nozzles directed on the other at an angle to each other and communicating with the explosive chamber nozzles having a nozzle for the exit of gas jets.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013145768/06A RU2537663C1 (en) | 2013-10-11 | 2013-10-11 | Jet hovercraft |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013145768/06A RU2537663C1 (en) | 2013-10-11 | 2013-10-11 | Jet hovercraft |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2537663C1 true RU2537663C1 (en) | 2015-01-10 |
Family
ID=53287825
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013145768/06A RU2537663C1 (en) | 2013-10-11 | 2013-10-11 | Jet hovercraft |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2537663C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2024054193A1 (en) * | 2022-09-07 | 2024-03-14 | Birol Kilkis | A hybrid amphibious platform |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2205119C2 (en) * | 2001-05-03 | 2003-05-27 | Артамонов Александр Сергеевич | Dynamic support craft |
RU2312042C2 (en) * | 2006-01-20 | 2007-12-10 | Иосиф Иванович Беловицкий | Super heavy-freight flying vehicle |
RU2364551C2 (en) * | 2004-10-06 | 2009-08-20 | Юрий Иванович Безруков | Flying wing of vertical take off and landing (fwvtl) |
RU2011110022A (en) * | 2011-03-16 | 2012-09-27 | Александр Сергеевич Артамонов (RU) | THERMODISSIONAL GAS STEAM TURBINE INSTALLATION |
-
2013
- 2013-10-11 RU RU2013145768/06A patent/RU2537663C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2205119C2 (en) * | 2001-05-03 | 2003-05-27 | Артамонов Александр Сергеевич | Dynamic support craft |
RU2364551C2 (en) * | 2004-10-06 | 2009-08-20 | Юрий Иванович Безруков | Flying wing of vertical take off and landing (fwvtl) |
RU2312042C2 (en) * | 2006-01-20 | 2007-12-10 | Иосиф Иванович Беловицкий | Super heavy-freight flying vehicle |
RU2011110022A (en) * | 2011-03-16 | 2012-09-27 | Александр Сергеевич Артамонов (RU) | THERMODISSIONAL GAS STEAM TURBINE INSTALLATION |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2024054193A1 (en) * | 2022-09-07 | 2024-03-14 | Birol Kilkis | A hybrid amphibious platform |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7178339B2 (en) | Closed-loop cooling system for a hydrogen/oxygen based combustor | |
US6978617B2 (en) | Power generation system using a combustion system and a fuel cell | |
RU2303154C2 (en) | Device (modifications) and method for combustion of rocket propellant | |
US7128624B1 (en) | Rechargeable open cycle underwater propulsion system | |
RU164690U1 (en) | PENDULUM-SLIDER DEVICE FOR REACTIVE DETONATION BURNING | |
RU2380563C2 (en) | Method of operating rocket engine and romanov's rocket engine | |
Matveev et al. | Non-equilibrium plasma igniters and pilots for aerospace application | |
RU2545615C1 (en) | Liquid-propellant rocket engine turbo pump unit | |
CN101549748A (en) | Submarine propulsion device free from dependence on air | |
RU2537663C1 (en) | Jet hovercraft | |
RU2545613C1 (en) | Liquid propellant rocket engine | |
RU2387582C2 (en) | Complex for reactive flight | |
RU135000U1 (en) | HYDROCARBON RECTANGULAR ENGINE | |
RU2490173C1 (en) | Vtol aircraft | |
CN101879938A (en) | Air-independent submarine-propelling method and device | |
RU2594828C1 (en) | Propulsion engine of supersonic aircraft | |
RU2280183C1 (en) | Gas-turbine engine | |
JP5113230B2 (en) | Rocket power generation engine and rocket power generation fan engine | |
RU2549847C1 (en) | Thermodissociating hydrogen and oxygen generator | |
RU2538230C1 (en) | Vessel running on hydrogen fuel that features small waterline area | |
Sayma | Gas turbines for marine applications | |
RU2591361C1 (en) | Engine of hypersonic aircraft | |
RU2157907C2 (en) | Jet engine | |
RU2161717C2 (en) | Device to increase efficiency of heat engine | |
RU2539315C1 (en) | Liquid-propellant rocket engine turbopump unit |