RU2564193C1 - Энергетическая установка для подводного технического средства - Google Patents
Энергетическая установка для подводного технического средства Download PDFInfo
- Publication number
- RU2564193C1 RU2564193C1 RU2014126809/02A RU2014126809A RU2564193C1 RU 2564193 C1 RU2564193 C1 RU 2564193C1 RU 2014126809/02 A RU2014126809/02 A RU 2014126809/02A RU 2014126809 A RU2014126809 A RU 2014126809A RU 2564193 C1 RU2564193 C1 RU 2564193C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heat exchanger
- steam
- line
- evaporator
- exhaust gas
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Изобретение относится к энергетическим установкам, функционирующим без связи с атмосферой и предназначенным для глубоководных аппаратов и подводных лодок. Энергетическая установка содержит в качестве рабочего тела для парового контура органическую жидкость, паровой контур снабжен установленным между паровой турбиной и конденсатором пара теплообменником-рекуператором и теплообменником-испарителем, через который проходит магистраль для отвода отработанных газов из камеры сгорания, при этом магистраль для отвода отработанных газов снабжена байпасной линией с регулирующим клапаном, соединенной через эжектор с магистралью отработанных газов перед теплообменником-испарителем и отходящей от магистрали для отвода отработанных газов после теплообменника-испарителя. Изобретение позволяет повысить надежность и эффективность работы энергетической установки при небольшой мощности паровой турбины, а также снизить стоимость и массогабаритные характеристики энергетической установки в целом. 1 ил.
Description
Изобретение относится к энергетическим установкам, функционирующим без связи с атмосферой и предназначенным для глубоководных аппаратов и подводных лодок.
Известна установка для сжигания парогазовых смесей, содержащая вертикальный цилиндрический футерованный корпус с расположенной в нем камерой сгорания, тангенциально присоединенными к нему горелочным устройством, патрубком для подачи загрязненных газов, патрубком подачи воздуха и выходное отверстие для дымовых газов, расположенное в центральной верхней части корпуса (А.с. №1778447, Бюл. №44 от 30.11.92). Данная установка может быть использована в качестве камеры сгорания высокого давления для сжигания топливно-воздушной смеси любого состава.
Известно устройство энергетической системы на основе органического цикла Ренкина, включающее в себя масленый котел, контур с промежуточным теплоносителем, соединяющий котел и установку на основе органического цикла Ренкина, представляющую собой замкнутый контур с органическим рабочим телом, содержащим турбину на валу с электрогенератором, испаритель, конденсатор, теплообменник-рекуператор и насос, систему охлаждения установки на основе органического цикла Ренкина (Соболь В.А. Мини-ТЭЦ в Речице передовые технологии в области использования местных видов топлива // Журнал «Энергетическая Стратегия», №2(20), 2011. стр.57-59). Однако данная энергоустановка предназначена для работы на твердой биомассе и не может быть использована для работы на подводном техническом средстве.
Известно устройство энергетической установки для подводного технического средства, содержащей в корпусе подводного технического средства, систему хранения и подачи горючего и окислителя, камеру сгорания высокого давления, паровой контур с паровой турбиной, электрогенератором и конденсатором пара, магистраль забортной охлаждающей воды с насосом, проходящей через конденсатор парового контура (Патент РФ №2435699, от 10.12.2011, Бюл. №34). Однако в качестве рабочего тела паровой турбины используется вода, что приводит к необходимости поддержания высокого давления в контуре паровой турбины, коррозии турбины и большого количества вспомогательного оборудования.
Технический результат, который может быть получен при применении данного изобретения, заключается в повышении надежности и эффективности работы энергетической установки при небольшой мощности паровой турбины, а также снижении стоимости и массогабаритных характеристик энергетической установки в целом.
Для достижения данного технического результата энергетическая установка для подводного технического средства, содержащая в корпусе подводного технического средства, систему хранения и подачи горючего и окислителя, камеру сгорания высокого давления, паровой контур с паровой турбиной, электрогенератором и конденсатором пара, магистраль забортной охлаждающей воды с насосом, проходящей через конденсатор парового контура, снабжена в качестве рабочего тела для парового контура органической жидкостью, в паровой контур включены теплообменник-рекуператор и теплообменник-испаритель, через который проходит магистраль для отвода отработанных газов из камеры сгорания, при этом магистраль для отвода отработанных газов снабжена байпасной линией с регулирующим клапаном, отходящей от магистрали для отвода отработанных газов после теплообменника-испарителя и соединяющейся через эжектор с магистралью отработанных газов перед теплообменником-испарителем, теплообменник-рекуператор установлен между паровой турбиной и конденсатором, а магистраль забортной воды проходит через конденсатор парового контура.
Введение в состав энергетической установки для подводного технического средства, парового контура, в котором вместо воды используется органическая жидкость, а также включение в паровой контур теплообменника-рекуператора и теплообменника испарителя, через который проходит магистраль для отвода отработанных газов из камеры сгорания и магистрали для отвода отработанных газов с байпасной линией и регулирующим клапаном, соединенных через эжектор перед теплообменником-испарителем, позволяет получить новое свойство, заключающееся в возможности повышения эффективности работы энергетической установки небольшой мощности за счет более низкой частоты вращения турбины, что позволяет подключать электрический генератор прямым приводом без редуктора, снижения стоимость и массогабаритных характеристик энергетической установки за счет того, что использование органической жидкости приводит к низким механическим напряжениям турбины из-за низкой скорости периферии и отсутствию сложной системы химводоподготовки, также к повышению надежности и долговременности работы энергетической установки за счет за счет свойств органической жидкости, которая в отличие от водяного пара, не подрывает и не разъедает труб и лопаток турбины.
На фиг. 1 изображена энергетическая установка для подводного технического средства.
Энергетическая установка для подводного технического средства расположена в корпусе 1 подводного технического средства. Энергетическая установка включает в себя систему хранения и подачи горючего 2 и окислителя 3, камеру сгорания высокого давления 4, паровой контур 5 с паровой турбиной 6, электрогенератором 7 и конденсатором пара 8, теплообменником-рекуператором 9, теплообменником испарителем 10 и насосом 11. Также в энергетическую установку входит магистраль забортной охлаждающей воды 12 с насосом 13, магистраль для отвода отработанных газов 14 из камеры сгорания 4, байпасная линия 15 с регулирующим клапаном 16.
Байпасная линия 15 соединяется через эжектор 17 с магистралью отработанных газов 14 перед теплообменником-испарителем 10. Теплообменник-рекуператор 9 установлен между паровой турбиной 6 и конденсатором 7, а магистраль забортной воды 12 проходит через конденсатор 8 парового контура 5.
Энергетическая установка для подводного технического средства работает следующим образом.
По системе подачи топлива из хранилища горючего 2 (например, дизельное топливо, сжиженный природный газ и т.д.) и хранилища окислителя 3 (например, жидкий кислород и т.д.) горючее и окислитель поступают в камеру сгорания высокого давления 4, где происходит их сгорание. Из камеры сгорания 4 отработанные газы по магистрали 14 через эжектор 17 поступают в теплообменник-испаритель 10 парового контура 5, где отдают свое тепло рабочему телу (органической жидкости) парового контура 5. Далее отработанные газы по магистрали 14 удаляются из корпуса 1 подводного технического средства (например, подводной лодки, подводного робота, торпеды и т.д.). При этом после теплообменника-испарителя 10 часть отработанных газов по байпасной линии 15 засасываются эжектором 17 обратно в магистраль отработанных газов 12 перед теплообменником-испарителем 10, что позволяет поддерживать постоянную температуру в теплообменнике-испарителе 10 при изменении нагрузки энергетической установки. Для регулирования количества возвращаемого отработанного газа предназначен регулирующий клапан 16.
Нагретое до высокой температуры рабочее тело парового контура 5 в теплообменнике-испарителе 10 испаряется с повышением давления и поступает в турбину 6, где пар расширяясь, вращает турбину 6 и электрогенератор 7.
Вместо воды (водяного пара) в паровом контуре 5 используются органическая жидкость (например, силиконовое масло, фреоны, изобутан и т.д.), которая характеризуется более высокой, чем вода, молекулярной массой, что приводит к замедлению вращения турбины низкого давления и отсутствию разрушения металлических деталей и лопаток, что присуще паровым турбинам. Более низкая частота вращения турбины 6 позволяет подключать электрогенератор 7 прямым приводом без редуктора, что увеличивает эффективность и снижает массогабаритные характеристики энергетической установки.
После турбины 6 пар органической жидкости поступает в теплообменник-рекуператор 9, где частично охлаждается, передавая часть теплоты встречному потоку органической жидкости, идущей в теплообменник-испаритель 10. Затем пар поступает в конденсатор 8, где конденсируется за счет охлаждения забортной водой. Забортная вода поступает и удаляется из корпуса 1 подводного технического средства за счет работы насоса 13 магистрали подачи воды 12.
Из конденсатора 8 насосом 11 органическая жидкость через теплообменник-рекуператор 9 подается в теплообменник-испаритель 10, что обеспечивает непрерывную работу энергетической установки.
Все элементы энергетической установки расположены внутри корпуса 1 подводного технического средства.
Источники информации
1. А.с. №1778447, Бюл. №44 от 30.11.92.
2. Соболь В.А. Мини-ТЭЦ в Речице передовые технологии в области использования местных видов топлива // Журнал «Энергетическая Стратегия», №2(20), 2011. стр.57-59.
3. Патент РФ №2435699, опубл. 10.12.2011, Бюл. №34 - прототип.
Claims (1)
- Энергетическая установка для подводного технического средства, содержащая систему хранения и подачи горючего и окислителя, соединенную с камерой сгорания высокого давления, паровой контур с паровой турбиной, электрогенератором и конденсатором пара, эжектор, магистраль для отвода отработанных газов из камеры сгорания и магистраль забортной охлаждающей воды с насосом, проходящей через конденсатор пара парового контура, отличающаяся тем, что в качестве рабочего тела для парового контура использована органическая жидкость, паровой контур снабжен установленным между паровой турбиной и конденсатором пара теплообменником-рекуператором и теплообменником-испарителем, через который проходит магистраль для отвода отработанных газов из камеры сгорания, при этом магистраль для отвода отработанных газов снабжена байпасной линией с регулирующим клапаном, соединенной через эжектор с магистралью отработанных газов перед теплообменником-испарителем и отходящей от магистрали для отвода отработанных газов после теплообменника-испарителя.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014126809/02A RU2564193C1 (ru) | 2014-07-02 | 2014-07-02 | Энергетическая установка для подводного технического средства |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014126809/02A RU2564193C1 (ru) | 2014-07-02 | 2014-07-02 | Энергетическая установка для подводного технического средства |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2564193C1 true RU2564193C1 (ru) | 2015-09-27 |
Family
ID=54250994
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014126809/02A RU2564193C1 (ru) | 2014-07-02 | 2014-07-02 | Энергетическая установка для подводного технического средства |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2564193C1 (ru) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1148511A (en) * | 1965-06-23 | 1969-04-16 | Asea Ab | Improved propulsion machinery for a submarine |
US7178339B2 (en) * | 2004-04-07 | 2007-02-20 | Lockheed Martin Corporation | Closed-loop cooling system for a hydrogen/oxygen based combustor |
RU2435699C1 (ru) * | 2010-06-07 | 2011-12-10 | Открытое Акционерное Общество "Санкт-Петербургское Морское Бюро Машиностроения "Малахит" | Энергетическая установка подводной лодки |
-
2014
- 2014-07-02 RU RU2014126809/02A patent/RU2564193C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1148511A (en) * | 1965-06-23 | 1969-04-16 | Asea Ab | Improved propulsion machinery for a submarine |
US7178339B2 (en) * | 2004-04-07 | 2007-02-20 | Lockheed Martin Corporation | Closed-loop cooling system for a hydrogen/oxygen based combustor |
RU2435699C1 (ru) * | 2010-06-07 | 2011-12-10 | Открытое Акционерное Общество "Санкт-Петербургское Морское Бюро Машиностроения "Малахит" | Энергетическая установка подводной лодки |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103547786B (zh) | 复合发电系统 | |
WO2016079485A1 (en) | A waste heat recovery system combined with compressed air energy storage | |
JP2012149541A (ja) | 排熱回収発電装置および船舶 | |
US20200332681A1 (en) | Gas turbine plant and operation method therefor | |
KR102220071B1 (ko) | 보일러 시스템 | |
JP2013160132A (ja) | 排熱回収利用システム | |
EP3354869A1 (en) | Waste heat recovery equipment, internal combustion engine system, ship, and waste heat recovery method | |
KR102011859B1 (ko) | 선박의 폐열을 이용한 에너지 절감시스템 | |
Bellolio Domke et al. | Organic Rankine cycles systems for waste heat recovery in marine applications | |
RU2573540C1 (ru) | Паровая энергетическая установка для подводного технического средства | |
JPH02271080A (ja) | 海洋・廃熱温度差発電システム | |
KR101613201B1 (ko) | 가스복합발전플랜트의 담수화 시스템 | |
KR101614605B1 (ko) | 초임계 이산화탄소 발전시스템 및 이를 포함하는 선박 | |
RU2613756C1 (ru) | Судовая газотурбинная установка с утилизацией тепла уходящих газов | |
RU2564193C1 (ru) | Энергетическая установка для подводного технического средства | |
KR20160073349A (ko) | 초임계 이산화탄소 발전시스템 및 이를 포함하는 선박 | |
RU2435699C1 (ru) | Энергетическая установка подводной лодки | |
KR20160017740A (ko) | 초임계 이산화탄소 발전시스템 및 이를 포함하는 선박 | |
JP2015017771A (ja) | ボイラシステム | |
RU2561780C2 (ru) | Парогазовая установка | |
KR20160017741A (ko) | 초임계 이산화탄소 발전시스템 및 이를 포함하는 선박 | |
KR20160066540A (ko) | 초임계 이산화탄소 발전시스템 및 이를 포함하는 선박 | |
RU2573541C1 (ru) | Энергетическая система на основе органического цикла ренкина для сжигания попутного нефтяного газа | |
KR101575512B1 (ko) | 초임계 이산화탄소 발전시스템 및 이를 포함하는 선박 | |
KR20160073354A (ko) | 초임계 이산화탄소 발전시스템 및 이를 포함하는 선박 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160703 |