RU2631845C1 - Steam gas generator - Google Patents
Steam gas generator Download PDFInfo
- Publication number
- RU2631845C1 RU2631845C1 RU2016145883A RU2016145883A RU2631845C1 RU 2631845 C1 RU2631845 C1 RU 2631845C1 RU 2016145883 A RU2016145883 A RU 2016145883A RU 2016145883 A RU2016145883 A RU 2016145883A RU 2631845 C1 RU2631845 C1 RU 2631845C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cavity
- mixing head
- chamber
- fuel
- tip
- Prior art date
Links
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 26
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 abstract description 9
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 abstract description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 9
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 101150115489 MPK7 gene Proteins 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 1
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C6/00—Plural gas-turbine plants; Combinations of gas-turbine plants with other apparatus; Adaptations of gas-turbine plants for special use
- F02C6/18—Plural gas-turbine plants; Combinations of gas-turbine plants with other apparatus; Adaptations of gas-turbine plants for special use using the waste heat of gas-turbine plants outside the plants themselves, e.g. gas-turbine power heat plants
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F22—STEAM GENERATION
- F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
- F22B1/00—Methods of steam generation characterised by form of heating method
- F22B1/22—Methods of steam generation characterised by form of heating method using combustion under pressure substantially exceeding atmospheric pressure
Landscapes
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к энергомашиностроению, а именно к способам работы и конструированию парогазогенераторов.The invention relates to power engineering, and in particular to methods of operation and design of steam and gas generators.
Одной из проблем, стоящих в настоящее время в данной области техники, является проблема эффективности энергоустановок, повышение их КПД и надежности работы.One of the problems currently facing the field of technology is the problem of the efficiency of power plants, increasing their efficiency and reliability.
Известен способ работы парогазогенератора, в котором рабочий процесс осуществляется в двух газовых трактах с разнотемпературными выхлопными потоками, выводимыми в общую утилизационную систему, в которой генерируется водяной пар (заявка РФ на изобретение №93009679/06/008853).A known method of operation of a steam and gas generator, in which the working process is carried out in two gas paths with different temperature exhaust streams output to a common utilization system in which water vapor is generated (RF application for invention No. 93009679/06/008853).
Известен способ работы парогазовой установки (парогазогенератора), включающий сжигание топлива, подогрев рабочего тела, генерацию водяного пара (патент РФ №2174615, кл. МПК7 F02C 6/18, от 12.09.1996 г.).A known method of operation of a combined cycle plant (steam generator), including burning fuel, heating the working fluid, generating water vapor (RF patent No. 2174615, class MPK7 F02C 6/18, dated 12.09.1996).
Известно устройство для получения высокотемпературного пара (а.с. СССР №168962), содержащее корпус с выходными патрубками для парогазовой смеси и размещенным внутри горелочным устройством.A device is known for producing high-temperature steam (AS USSR No. 168962), comprising a housing with outlet pipes for a gas-vapor mixture and a burner device located inside.
Известен парогазогенератор, содержащий корпус с выходным патрубком для парогазовой смеси, цилиндрическую камеру сгорания с горелочным устройством, камеру смешения, форсунки, завихрители потока (патент РФ 2283456 от 12.20.2004 г., кл. МПК F22B 1/22).Known steam and gas generator, comprising a housing with an outlet pipe for a gas mixture, a cylindrical combustion chamber with a burner, a mixing chamber, nozzles, flow swirls (RF patent 2283456 from 12.20.2004,
Общим недостатком известных технических устройств является их недостаточная эффективность работы, сложность конструкции и низкая надежность при высоких тепловых нагрузках конструкционных элементов.A common disadvantage of the known technical devices is their insufficient work efficiency, design complexity and low reliability at high thermal loads of structural elements.
Известен парогазогенератор, содержащий камеру сгорания с форсунками, подвод воды, запальное устройство, камеру испарения, при этом подвод воды расположен в верхней части камеры сгорания и выполнен в виде втулки с тангенциальными каналами для закручивания водяного потока и образования вихреобразной оболочки, а в камере испарения установлена диафрагма (Патент РФ №2371594, МПК: F02C 6/00 - прототип).Known gas generator containing a combustion chamber with nozzles, a water supply, an ignition device, an evaporation chamber, while the water supply is located in the upper part of the combustion chamber and is made in the form of a sleeve with tangential channels for swirling the water flow and the formation of a vortex shell, and installed in the evaporation chamber diaphragm (RF Patent No. 2371594, IPC:
Указанный парогазогенератор работает следующим образом.The specified steam and gas generator operates as follows.
Вода по магистрали подается в камеру сгорания, проходя по втулке с тангенциальными каналами, закручивается и образует в полости камеры сгорания вихреобразную оболочку с разрежением внутри ее центральной области.Water is supplied through the mains to the combustion chamber, passing through a sleeve with tangential channels, swirls and forms a vortex-like shell with a vacuum inside its central region in the cavity of the combustion chamber.
Затем по магистралям окислителя и горючего подают компоненты в смесительную головку. Запальное устройство с помощью свечи воспламеняет их. Компоненты сгорают внутри водяной вихреобразной оболочки, которая существенным образом снижает температурные нагрузки на стенки камеры сгорания, что позволяет поднять до максимальной температуру сгорания компонентов (достигается их стехиометрическим соотношением) и повысить, тем самым, эффективность работы установки.Then, the components are fed into the mixing head along the lines of the oxidizer and fuel. The igniter uses a candle to ignite them. The components burn inside the water vortex shell, which significantly reduces the temperature load on the walls of the combustion chamber, which allows to raise the maximum combustion temperature of the components (achieved by their stoichiometric ratio) and thereby increase the efficiency of the installation.
Наличие диафрагмы, выполненной в виде сопла, широким срезом направленного в камеру испарения, не позволяет разрушиться образовавшейся водяной вихревой оболочке раньше времени, поэтому интенсивное испарение воды и разогрев пара происходят при более щадящих температурных нагрузках на конструкционные элементы парогазогенератора после свертывания вихреобразной водяной оболочки. Кроме того, при расширении газа в сопле его статическая температура падает.The presence of a diaphragm made in the form of a nozzle, with a wide slice directed to the evaporation chamber, does not allow the water vortex shell to break up ahead of time, therefore, intense evaporation of water and heating of steam occur at more gentle temperature loads on the structural elements of the steam and gas generator after coagulation of the vortex-like water shell. In addition, as the gas expands in the nozzle, its static temperature drops.
Разогретый в камере испарения высокотемпературный пар через выходное устройство выходит наружу для дальнейшего потребления.The high-temperature steam heated in the evaporation chamber through the outlet device comes out for further consumption.
Основными недостатками данной конструкции парогазогенератора являются значительные габариты, особенно в осевом направлении, что вызвано необходимостью размещения камеры смешения после узла подачи балластирующего компонента.The main disadvantages of this design of the steam and gas generator are significant dimensions, especially in the axial direction, which is caused by the need to place the mixing chamber after the supply unit of the ballasting component.
Задачей изобретения является устранение указанных недостатков и повышение однородности температурного поля парогазовой смеси на выходе в широком диапазоне температур и давлений за счет интенсификации процесса испарения балластирующего компонента.The objective of the invention is to remedy these disadvantages and increase the uniformity of the temperature field of the vapor-gas mixture at the outlet in a wide range of temperatures and pressures due to the intensification of the evaporation process of the ballasting component.
Решение указанной задачи достигается тем, что предложенный парогазогенератор согласно изобретению содержит охлаждаемую балластирующим компонентом камеру, смесительную головку, включающую в себя корпус, на торцах которого закреплены верхнее и нижнее днище, коллектор горючего, установленный на корпусе, центробежную форсунку окислителя, расположенную на оси смесительной головки, струйно-центробежные форсунки горючего, расположенные равномерно по окружности и включающие в себя полый наконечник и втулку, охватывающую с кольцевым зазором наконечник, при этом осевой канал наконечника соединен с полостью балластирующего компонента, а полость горючего соединена с полостью камеры через тангенциальные отверстия, выполненные на цилиндрической поверхности втулки, причем полость тракта охлаждения камеры сообщается через каналы, выполненные в корпусе смесительной головки, с полостью балластирующего компонента.The solution to this problem is achieved by the fact that the proposed steam and gas generator according to the invention contains a chamber cooled by a ballasting component, a mixing head including a housing, at the ends of which a upper and lower bottom are fixed, a fuel manifold mounted on the housing, a centrifugal oxidizer nozzle located on the axis of the mixing head , jet-centrifugal fuel nozzles arranged uniformly around the circumference and including a hollow tip and a sleeve covering with an annular gap m tip, while the axial channel of the tip is connected to the cavity of the ballasting component, and the cavity of the fuel is connected to the cavity of the chamber through tangential holes made on the cylindrical surface of the sleeve, and the cavity of the cooling channel of the chamber communicates through channels made in the housing of the mixing head with the cavity of the ballasting component .
Предлагаемая конструкция парогазогенератора за счет своих отличительных признаков обеспечивает решение поставленной технической задачи - снижение габаритов, массы устройства, а также повышение однородности температурного поля парогазовой смеси на выходе в широком диапазоне температур и давлений за счет интенсификации процесса испарения балластирующего компонента.The proposed design of a steam and gas generator, due to its distinctive features, provides a solution to the technical problem - reducing the dimensions and weight of the device, as well as increasing the uniformity of the temperature field of the gas-vapor mixture at the outlet in a wide range of temperatures and pressures due to the intensification of the evaporation of the ballasting component.
Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 показан продольный разрез парогазогенератора, на фиг. 2 - выносной элемент А - продольный разрез струйно-центробежной форсунки горючего смесительной головки парогазогенератора, на фиг. 3 - разрез Б-Б - поперечный разрез струйно-центробежной форсунки горючего смесительной головки парогазогенератора, на фиг. 4 - выносной элемент В - продольный разрез центробежной форсунки окислителя смесительной головки парогазогенератора, на фиг. 5 - разрез Г-Г - поперечный разрез центробежной форсунки окислителя смесительной головки парогазогенератора.The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a longitudinal section through a steam and gas generator; FIG. 2 - remote element A is a longitudinal section of a jet-centrifugal nozzle of a fuel mixing head of a steam and gas generator, FIG. 3 - section BB - cross section of a jet-centrifugal nozzle of a fuel mixing head of a steam and gas generator, FIG. 4 - remote element B is a longitudinal section of the centrifugal nozzle of the oxidizer of the mixing head of the steam and gas generator, in FIG. 5 - section GG - transverse section of the centrifugal nozzle of the oxidizer of the mixing head of the steam generator.
Парогазогенератор содержит камеру 1 и смесительную головку 2. Охлаждение камеры 1 осуществляется протоком балластирующего компонента по охлаждающему тракту 3.The steam and gas generator contains a
Смесительная головка 2 состоит из корпуса 4, на торцах которого закреплены верхнее днище 5 и нижнее днище 6, коллектора горючего 7, закрепленного на корпусе 4, центробежной форсунки окислителя 8, расположенной на оси смесительной головки 2, и струйно-центробежных форсунок горючего 9, расположенных равномерно по окружности. Корпус 4, верхнее днище 5 и нижнее днище 6 образуют полость балластирующего компонента 10 и полость горючего 11 соответственно. В корпусе 4 смесительной головки 2 выполнены отверстия 12, через которые полость балластирующего компонента 10 сообщается с охлаждающим трактом 3 камеры 1.The
Струйно-центробежная форсунка горючего 9 состоит из полого наконечника 13 и втулки 14, охватывающей с кольцевым зазором наконечник 13. Осевой канал 15 наконечника 13 соединен с полостью балластирующего компонента 10, а полость горючего 11 соединена с полостью камеры 16 через тангенциальные отверстия 17, выполненные на цилиндрической поверхности втулки 14.The jet-
Предложенный парогазогенератор работает следующим образом.The proposed steam and gas generator operates as follows.
Горючее поступает в коллектор горючего 7 и далее в полость горючего 11, где оно равномерно распределяется по струйно-центробежным форсункам горючего 9. Через тангенциальные отверстия 17, выполненные во втулке 14, горючее поступает из полости горючего 11 смесительной головки 2 в полость камеры 16.The fuel enters the
Окислитель поступает в полость камеры 16 через центробежную форсунку окислителя 8 смесительной головки 2.The oxidizing agent enters the cavity of the
В полости камеры 16 происходит смешение и сгорание компонентов топлива.In the cavity of the
Балластирующий компонент подается в охлаждающий тракт 3 камеры 1. После охлаждающего тракта 3 балластирующий компонент поступает через отверстия 12 в полость балластирующего компонента 10 и далее через осевые каналы 15 наконечников 13 - в полость камеры 16.The ballasting component is fed into the
В полости камеры 16 высокотемпературные продукты сгорания компонентов топлива разбавляются и охлаждаются балластирующим компонентом.In the cavity of the
Использование предложенного технического решения позволит снизить габариты и массу парогазогенератора, а также повысить однородность температурного поля парогазовой смеси на выходе в широком диапазоне температур и давлений за счет интенсификации процесса испарения балластирующего компонента.Using the proposed technical solution will reduce the size and weight of the gas generator, as well as increase the uniformity of the temperature field of the gas mixture at the outlet in a wide range of temperatures and pressures due to the intensification of the evaporation of the ballasting component.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016145883A RU2631845C1 (en) | 2016-11-22 | 2016-11-22 | Steam gas generator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016145883A RU2631845C1 (en) | 2016-11-22 | 2016-11-22 | Steam gas generator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2631845C1 true RU2631845C1 (en) | 2017-09-26 |
Family
ID=59931298
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016145883A RU2631845C1 (en) | 2016-11-22 | 2016-11-22 | Steam gas generator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2631845C1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3563212A (en) * | 1969-08-27 | 1971-02-16 | Steam Engines Systems Corp | Vapor generator |
RU119812U1 (en) * | 2009-09-11 | 2012-08-27 | Пригожин Антон Александрович | STEAM GAS GENERATOR |
RU136496U1 (en) * | 2013-03-20 | 2014-01-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" (ФГБОУ ВПО ВГТУ) | STEAM GAS GENERATOR |
RU2557140C1 (en) * | 2014-04-23 | 2015-07-20 | Владислав Юрьевич Климов | Steam-gas generator |
-
2016
- 2016-11-22 RU RU2016145883A patent/RU2631845C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3563212A (en) * | 1969-08-27 | 1971-02-16 | Steam Engines Systems Corp | Vapor generator |
RU119812U1 (en) * | 2009-09-11 | 2012-08-27 | Пригожин Антон Александрович | STEAM GAS GENERATOR |
RU136496U1 (en) * | 2013-03-20 | 2014-01-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" (ФГБОУ ВПО ВГТУ) | STEAM GAS GENERATOR |
RU2557140C1 (en) * | 2014-04-23 | 2015-07-20 | Владислав Юрьевич Климов | Steam-gas generator |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2644668C1 (en) | Gas-steam generator | |
RU2633741C1 (en) | Steam and gas generator | |
RU2635012C1 (en) | Steam-gas generator | |
RU2613011C1 (en) | Steam-gas generator | |
RU2371594C1 (en) | Method for steam generation in steam-gas-generator and device for its realisation | |
RU2431079C1 (en) | Steam generator (versions) | |
RU2488903C1 (en) | Combustion system of hydrogen in nuclear power plant cycle with temperature control of hydrogen-oxygen steam | |
RU2548245C1 (en) | Mixing head of steam and gas generator | |
RU2557140C1 (en) | Steam-gas generator | |
RU2612491C1 (en) | Steam-gas generator | |
RU2548703C1 (en) | Nozzle of steam-gas generator mixing head | |
RU2361146C1 (en) | Vortex hydrogen-oxygen vapour superheater | |
RU185454U1 (en) | HYDROGEN OXYGEN STEAM HEATER | |
RU119812U1 (en) | STEAM GAS GENERATOR | |
RU2631845C1 (en) | Steam gas generator | |
RU2708011C1 (en) | Fuel combustion device | |
RU2664637C1 (en) | Steam-gas generator | |
RU2709237C1 (en) | Hydrogen burning system for hydrogen vapor overheating of fresh steam in a cycle of a nuclear power plant with swirled flow of components and using ultrahigh-temperature ceramic materials | |
RU2812382C1 (en) | Steam gas generator | |
RU2635723C1 (en) | Steam-gas generator | |
RU2664635C1 (en) | Gas-steam generator | |
RU2557144C1 (en) | System for steam production | |
RU2812526C1 (en) | Steam gas generator | |
RU2546372C1 (en) | Method to produce steam in steam gas generator | |
RU2630625C1 (en) | Method of gas production in a gas generator and gas generator (versions) |