RU2573540C1 - Steam power plant for underwater technical facility - Google Patents
Steam power plant for underwater technical facility Download PDFInfo
- Publication number
- RU2573540C1 RU2573540C1 RU2014126815/02A RU2014126815A RU2573540C1 RU 2573540 C1 RU2573540 C1 RU 2573540C1 RU 2014126815/02 A RU2014126815/02 A RU 2014126815/02A RU 2014126815 A RU2014126815 A RU 2014126815A RU 2573540 C1 RU2573540 C1 RU 2573540C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- steam
- circuit
- power plant
- oil
- oil boiler
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к энергетическим установкам, функционирующим без связи с атмосферой и предназначенным для глубоководных аппаратов и подводных лодок.The invention relates to power plants that operate without communication with the atmosphere and intended for deep-sea vehicles and submarines.
Известно устройство энергетической системы на основе органического цикла Ренкина, включающее в себя масляный котел со встроенным контуром промежуточного теплоносителя, соединяющим 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.A device of the energy system based on the organic Rankine cycle, comprising an oil boiler with a built-in intermediate coolant circuit connecting the boiler and a plant based on the organic Rankine cycle, which is a closed circuit with an organic working fluid containing a turbine on a shaft with an electric generator, an evaporator, a condenser , heat exchanger-recuperator and pump, cooling system based on the organic Rankine cycle (Sobol V.A. Mini-CHP in Rechitsa: advanced technologies in asti use of local fuels // Magazine "Energy Strategy», №2 (20), 2011, pp. 57-59). However, this power plant is designed to work on solid biomass and cannot be used to work on underwater technical equipment.
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, опубл. 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 большому количеству вспомогательного оборудования.A device of a power plant for underwater technical means is known, comprising a fuel and oxidizer storage and supply system in a body of an underwater technical means, a high pressure combustion chamber, a steam circuit with a steam turbine, an electric generator and a steam condenser, an overboard cooling water line with a pump passing through the steam condenser circuit (RF Patent No. 2435699, publ. 10.12.2011, Bull. No. 34). However, water is used as the working fluid of the steam turbine, which makes it necessary to maintain high pressure in the steam turbine circuit, corrosion of the turbine, and a large number of auxiliary equipment.
Известно устройство паровой 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 отвода отработанных газов, магистраль забортной охлаждающей воды с насосом и емкость для растворения отработанных газов в забортной воде (Патент РФ №2443597, опубл. 27.02.2012, Бюл. №6). Однако в качестве рабочего тела паровой турбины используется вода, что приводит к необходимости поддержания высокого давления в контуре паровой турбины, коррозии турбины и большому количеству вспомогательного оборудования.A device is known for a steam power plant for an underwater technical device, comprising a fuel and oxidizer storage and supply system in the underwater technical device case, a high pressure combustion chamber, a steam circuit with a steam turbine, an electric generator and a steam condenser, an exhaust gas pipe, an overboard cooling water pipe with a pump and a container for dissolving exhaust gases in sea water (RF Patent No. 2443597, publ. 02.27.2012, Bull. No. 6). However, water is used as the working fluid of the steam turbine, which makes it necessary to maintain high pressure in the steam turbine circuit, corrosion of the turbine, and a large number of auxiliary equipment.
Технический результат, который может быть получен при применении данного изобретения, заключается в повышении эффективности работы энергетической установки при небольшой мощности паровой турбины, повышению надежности и долговременности работы энергетической установки в целом, а также снижении видимости следа при движении подводного технического средства.The technical result that can be obtained by applying this invention is to increase the efficiency of the power plant with a small steam turbine power, increase the reliability and durability of the power plant as a whole, as well as reduce the visibility of the track when moving underwater technical means.
Для достижения данного технического результата паровая 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 отвода отработанных газов, магистраль забортной охлаждающей воды с насосом и емкость для растворения отработанных газов в забортной воде, снабжена в качестве рабочего тела для парового контура органической жидкостью, камера сгорания выполнена в виде масляного котла, в паровой контур включены теплообменник-рекуператор и теплообменник-испаритель, при этом между масляным котлом и теплообменником-испарителем расположен промежуточный контур с диатермическим маслом, магистраль для отвода отработанных газов от масляного котла снабжена байпасной линией с регулирующим клапаном, соединяющей магистраль отвода отработанных газов с топочным пространством масляного котла, магистраль забортной воды последовательно проходит через конденсатор парового контура и емкость для растворения отработанных газов в забортной воде, а магистраль отвода отработанных газов снабжена дожимным компрессором для подачи отработанных газов непосредственно в емкость для растворения отработанных газов в забортной воде.To achieve this technical result, a steam power plant for an underwater technical facility, comprising a fuel and oxidizer storage and supply system in the underwater technical facility body, a high pressure combustion chamber, a steam circuit with a steam turbine, an electric generator and a steam condenser, an exhaust gas pipe, an overboard pipe cooling water with a pump and a tank for dissolving exhaust gases in seawater, equipped as a working fluid for the steam circuit organic liquid, the combustion chamber is made in the form of an oil boiler, a heat exchanger-recuperator and a heat exchanger-evaporator are included in the steam circuit, while an intermediate circuit with diathermic oil is located between the oil boiler and the heat exchanger-evaporator, the exhaust gas duct from the oil boiler is equipped with a bypass line with a control valve connecting the exhaust gas line to the combustion space of the oil boiler, the seawater line sequentially passes through a steam circuit compensator and a tank for dissolving the exhaust gases in the seawater, and the exhaust gas line is equipped with a booster compressor for supplying the exhaust gases directly to the tank for dissolving the exhaust gases in the seawater.
Введение в состав паровой энергетической установки для подводного технического средства камеры сгорания в виде масляного котла, теплообменника-рекуператора и теплообменника-испарителя в паровом контуре и использование в нем в качестве рабочего тела органической жидкости, промежуточного контура с диатермическим маслом, расположенного между масляным котлом и теплообменником-испарителем, дожимного компрессора в магистрали отвода отработанных газов, магистрали забортной воды, последовательно проходящей через конденсатор парового контура и емкость для растворения отработанных газов, а также байпасной линии с регулирующим клапаном, соединяющей магистраль отвода отработанных газов с топочным пространством масляного котла, позволяет получить новое свойство, заключающееся в возможности повышения эффективности работы энергетической установки небольшой мощности за счет более низкой частоты вращения турбины при использовании органической жидкости в качестве рабочего тела и отсутствии сложной системы химводоподготовки, также к повышению надежности и долговременности работы энергетической установки за счет свойств органической жидкости, которая в отличие от водяного пара не подрывает и не разъедает трубы и лопатки турбины.Introduction to the composition of a steam power plant for an underwater technical means of a combustion chamber in the form of an oil boiler, a heat exchanger-recuperator and a heat exchanger-evaporator in a steam circuit and the use of an organic liquid, an intermediate circuit with a diathermic oil located between the oil boiler and a heat exchanger in it -evaporator, booster compressor in the exhaust gas pipe, overboard water pipe passing through the steam condenser The round and capacity for dissolving the exhaust gases, as well as a bypass line with a control valve connecting the exhaust gas line to the combustion space of the oil boiler, allows us to obtain a new property, which consists in the possibility of increasing the efficiency of a small power plant due to the lower turbine speed at the use of organic fluid as a working fluid and the absence of a complex chemical water treatment system, also to increase reliability and long-term and operation of the power plant due to the properties of the organic liquid which, in contrast to water vapor does not undermine or corroded tubes and turbine blades.
На фиг. 1 изображена паровая энергетическая установка для подводного технического средства.In FIG. 1 shows a steam power plant for an underwater technical facility.
Паровая 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, масляный котел 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 воды 12 с насосом 13, магистраль отвода отработанных газов 14 из масляного котла 4, байпасная линия 15 с регулирующим клапаном 16. Байпасная линия 15 соединяет магистраль отработанных газов 14 с топочным пространством масляного котла 4.The steam power plant for the underwater technical means is located in the
Магистраль забортной воды 12 последовательно проходит через конденсатор 8 парового контура 5 и емкость 18 для растворения отработанных газов в забортной воде.The seawater main 12 passes sequentially through the
Магистраль отвода отработанных газов 14 снабжена дожимным компрессором 17 для подачи отработанных газов непосредственно в емкость 18 для растворения отработанных газов в забортной воде.The exhaust
Между масляным котлом 4 и паровым контуром 5 расположен промежуточный контур с диатермическим маслом 19, который проходит через топочное пространство (на фиг. не показано) масляного котла 4 и теплообменник-испаритель 10 парового контура 5. Циркуляция диатермического масла по промежуточному контуру 19 обеспечивается с помощью насоса 20.Between the
Паровая энергетическая установка для подводного технического средства работает следующим образом.Steam power plant for underwater technical means works as follows.
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 масляный котел 4, где происходит их сгорание. Из масляного котла 4 отработанные газы по магистрали 14 дожимным компрессором 17 подаются в емкость 18 для растворения отработанных газов в забортной воде. Далее растворенные в забортной воде отработанные газы удаляются из корпуса 1 подводного технического средства (например, подводной лодки, подводного робота, торпеды и т.д.). При этом часть отработанных газов по байпасной линии 15 подается обратно в топочное пространство масляного котла 4, что позволяет поддерживать постоянную температуру в масляном котле 4 при изменении нагрузки энергетической установки для передачи теплоты от сгорания топлива в промежуточный контур 19. Для регулирования количества возвращаемого отработанного газа предназначен регулирующий клапан 16.According to the fuel supply system from the fuel storage 2 (for example, diesel fuel, liquefied natural gas, etc.) and the oxidizer storage 3 (for example, liquid oxygen, etc.), the fuel and oxidizer enter the
Теплота от сгорания топлива из поточного пространства масляного котла 4 через промежуточный контур с диатермическим маслом 19 с помощью насоса 20 передается в теплообменник-испаритель 10 парового контура 5, где диатермическое масло отдает полученную теплоту от сгорания топлива рабочему телу (органической жидкости) парового контура 5.The heat from the combustion of fuel from the flow space of the
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.Heated to a high temperature, the working fluid of the
Вместо воды (водяного пара) в паровом контуре 5 используется 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.Instead of water (water vapor), the
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 забортной воды 12. При этом магистраль забортной воды 12 последовательно проходит через конденсатор 8 парового контура 5 и емкость 18 для растворения отработанных газов в забортной воде.After the
Из конденсатора 8 насосом 11 органическая жидкость через теплообменник-рекуператор 9 подается в теплообменник-испаритель 10, что обеспечивает непрерывную работу энергетической установки.From the
Все элементы энергетической установки расположены внутри корпуса 1 подводного технического средства.All elements of the power plant are located inside the
Источники информации, принятые во внимание при составлении заявкиSources of information taken into account when preparing the application
1. Соболь В.А. Мини-ТЭЦ в Речице: передовые технологии в области использования местных видов топлива // Журнал «Энергетическая Стратегия», №2(20), 2011. стр. 57-59.1. Sable V.A. Mini-CHP in Rechitsa: advanced technologies in the use of local fuels // Journal of Energy Strategy, No. 2 (20), 2011. p. 57-59.
2. Патент РФ №2435699, опубл. 10.12.2011, Бюл. №34.2. RF patent No. 2435699, publ. 12/10/2011, Bull. Number 34.
3. Патент РФ №2443597, опубл. 27.02.2012, Бюл. №6 - прототип.3. RF patent No. 2443597, publ. 02/27/2012, Bull. No. 6 is a prototype.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014126815/02A RU2573540C1 (en) | 2014-07-02 | 2014-07-02 | Steam power plant for underwater technical facility |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014126815/02A RU2573540C1 (en) | 2014-07-02 | 2014-07-02 | Steam power plant for underwater technical facility |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2573540C1 true RU2573540C1 (en) | 2016-01-20 |
Family
ID=55087225
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014126815/02A RU2573540C1 (en) | 2014-07-02 | 2014-07-02 | Steam power plant for underwater technical facility |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2573540C1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2745182C1 (en) * | 2020-08-27 | 2021-03-22 | Общество с ограниченной ответственностью "ТЕРМОКОН" | Liquefied natural gas combined cycle plant |
RU2745470C1 (en) * | 2020-09-03 | 2021-03-25 | Общество с ограниченной ответственностью "ТЕРМОКОН" | Cogeneration combined cycle plant |
RU2745468C1 (en) * | 2020-08-27 | 2021-03-25 | Ооо "Термокон" | Combined-cycle plant with air condenser |
RU2804924C1 (en) * | 2022-11-21 | 2023-10-09 | Николай Геннадьевич Кириллов | Double-circuit nuclear power plant for nuclear-powered ships |
Citations (4)
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 (en) * | 2010-06-07 | 2011-12-10 | Открытое Акционерное Общество "Санкт-Петербургское Морское Бюро Машиностроения "Малахит" | Power unit of submarine |
RU2443597C1 (en) * | 2010-09-01 | 2012-02-27 | Владимир Юрьевич Дорофеев | Submarine power plant |
-
2014
- 2014-07-02 RU RU2014126815/02A patent/RU2573540C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
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 (en) * | 2010-06-07 | 2011-12-10 | Открытое Акционерное Общество "Санкт-Петербургское Морское Бюро Машиностроения "Малахит" | Power unit of submarine |
RU2443597C1 (en) * | 2010-09-01 | 2012-02-27 | Владимир Юрьевич Дорофеев | Submarine power plant |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2745182C1 (en) * | 2020-08-27 | 2021-03-22 | Общество с ограниченной ответственностью "ТЕРМОКОН" | Liquefied natural gas combined cycle plant |
RU2745468C1 (en) * | 2020-08-27 | 2021-03-25 | Ооо "Термокон" | Combined-cycle plant with air condenser |
RU2745470C1 (en) * | 2020-09-03 | 2021-03-25 | Общество с ограниченной ответственностью "ТЕРМОКОН" | Cogeneration combined cycle plant |
RU2804924C1 (en) * | 2022-11-21 | 2023-10-09 | Николай Геннадьевич Кириллов | Double-circuit nuclear power plant for nuclear-powered ships |
RU2823394C1 (en) * | 2024-01-09 | 2024-07-23 | Николай Геннадьевич Кириллов | Power system for non-nuclear submarine with organic rankine cycle unit |
RU2823395C1 (en) * | 2024-01-09 | 2024-07-23 | Николай Геннадьевич Кириллов | Power system for submarine based on steam plant with organic working medium |
RU2823396C1 (en) * | 2024-01-09 | 2024-07-23 | Николай Геннадьевич Кириллов | Power system with organic rankine cycle plant for underwater equipment |
RU2823393C1 (en) * | 2024-01-09 | 2024-07-23 | Николай Геннадьевич Кириллов | Power system based on organic rankine cycle plant for submarine |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101290289B1 (en) | Apparatus for ship's orc power generating system | |
CN103547786B (en) | Compound electricity generation system | |
US20140075942A1 (en) | Method for operating a steam cycle process | |
Mrzljak et al. | Thermodynamical analysis of high-pressure feed water heater in steam propulsion system during exploitation | |
US11300010B2 (en) | Cooling equipment, combined cycle plant comprising same, and cooling method | |
RU2573540C1 (en) | Steam power plant for underwater technical facility | |
JP2016008042A (en) | Binary power generation system for lng ship | |
JP6214252B2 (en) | Boiler system | |
JP2013160132A (en) | Exhaust-heat recovery and utilization system | |
JP2012082750A (en) | Waste heat recovery power generator and vessel equipped with waste heat recovery power generator | |
KR102239301B1 (en) | Floating marine structure with electric power generator | |
KR101359640B1 (en) | Generating system of vessel | |
KR101614605B1 (en) | Supercritical Carbon Dioxide Power Generation System and Ship having the same | |
RU2613756C1 (en) | Ship gas turbine plant with exhaust gases heat utilization | |
KR101940436B1 (en) | Heat exchangers, energy recovery devices and vessels | |
KR101271188B1 (en) | Waste heat recycling system for ship | |
JP2014122578A (en) | Power system | |
JP6214253B2 (en) | Boiler system | |
RU2564193C1 (en) | Propulsion machinery for underwater technical device | |
KR20160017740A (en) | Supercritical Carbon Dioxide Power Generation System and Ship having the same | |
KR20160017741A (en) | Supercritical Carbon Dioxide Power Generation System and Ship having the same | |
RU2823393C1 (en) | Power system based on organic rankine cycle plant for submarine | |
RU2823394C1 (en) | Power system for non-nuclear submarine with organic rankine cycle unit | |
RU2823395C1 (en) | Power system for submarine based on steam plant with organic working medium | |
RU2823396C1 (en) | Power system with organic rankine cycle plant for underwater equipment |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160703 |