RU2633741C1 - Steam and gas generator - Google Patents
Steam and gas generator Download PDFInfo
- Publication number
- RU2633741C1 RU2633741C1 RU2016147293A RU2016147293A RU2633741C1 RU 2633741 C1 RU2633741 C1 RU 2633741C1 RU 2016147293 A RU2016147293 A RU 2016147293A RU 2016147293 A RU2016147293 A RU 2016147293A RU 2633741 C1 RU2633741 C1 RU 2633741C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cavity
- tubular body
- fuel
- pylons
- chamber
- Prior art date
Links
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 7
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 abstract 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 8
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 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
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 steam (RF patent No. 2174615, class IPC 7 F02C 6/18 from 09/12/1996).
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 are burnt 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 down 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 горючим камеру, смесительную головку, включающую в себя корпус, на торцах которого закреплены верхнее и нижнее днище, промежуточное днище, расположенное между корпусом и нижнем днищем, коллектор балластирующего компонента, установленный на корпусе, форсунки, расположенные равномерно по окружности и включающие в себя трубчатый корпус с наконечником для подачи балластирующего компонента в полость камеры, при этом наконечник форсунки установлен внутри трубчатого корпуса на пилонах, а его осевой канал соединен с полостью балластирующего компонента при помощи отверстий, выполненных в пилонах, втулку, установленную с кольцевым зазором на трубчатом корпусе и образующую кольцевой канал для подачи окислителя, соединенный с полостью окислителя при помощи каналов, выполненных в трубчатом корпусе между его стенкой и пилонами для подачи балластирующего компонента, при этом осевой канал наконечника выполнен закрытым со стороны его входной части, в выходной части втулки выполнено ступенчатое расширение, полость которого соединена с полостью горючего при помощи тангенциальных каналов, выполненных в стенке втулки, причем полость тракта охлаждения камеры сообщается с полостью горючего смесительной головки.The solution to this problem is achieved by the fact that the proposed steam and gas generator, according to the invention, contains a cooled combustible chamber, a mixing head including a housing, at the ends of which are fixed an upper and lower bottom, an intermediate bottom located between the housing and the lower bottom, a collector of the ballasting component installed on the housing, nozzles arranged uniformly around the circumference and including a tubular housing with a tip for supplying the ballasting component to the chamber cavity, while the tip of the nozzle is mounted inside the tubular body on the pylons, and its axial channel is connected to the cavity of the ballasting component using holes made in the pylons, a sleeve mounted with an annular gap on the tubular body and forming an annular channel for supplying oxidizer, connected to the cavity of the oxidizer using channels made in a tubular body between its wall and pylons for supplying a ballasting component, while the axial channel of the tip is made closed from the input side, in the output Asti performed stepwise extension sleeve, the cavity of which is connected to the cavity by means of tangential fuel channels formed in the sleeve wall, the cavity chamber cooling path communicates with the fuel cavity of the mixing head.
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 distinguishing features, provides a solution to the technical problem - reducing the dimensions, weight of the device, as well as increasing 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.
Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 показан продольный разрез парогазогенератора, на фиг. 2 - выносной элемент А - продольный разрез форсунки смесительной головки парогазогенератора, на фиг. 4 - разрез Б-Б - поперечный разрез форсунки смесительной головки парогазогенератора, на фиг. 5 - разрез В-В - поперечный разрез форсунки 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 the nozzle of the mixing head of the steam and gas generator, in FIG. 4 - section BB - cross section of the nozzle of the mixing head of a steam and gas generator, in FIG. 5 - section B-B - cross section of the nozzle of the mixing head of a steam and gas generator.
Парогазогенератор содержит камеру 1 и смесительную головку 2. Охлаждение камеры 1 осуществляется протоком горючего 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, промежуточного днища 7, расположенного между корпусом 4 и нижнем днищем 6, коллектора балластирующего компонента 8, закрепленного на корпусе 4, форсунок 9, расположенных равномерно по окружности. Корпус 4, верхнее днище 5, нижнее днище 6 и промежуточное днище 7 образуют полость балластирующего компонента 10, полость окислителя 11 и полость горючего 12, сообщающуюся с охлаждающим трактом 3.The
Форсунка 9 состоит из трубчатого корпуса 13 с наконечником 14 для подачи балластирующего компонента в полость камеры 15 и втулки 16.The
Наконечник 14 форсунки 9 установлен внутри трубчатого корпуса 13 на пилонах 17, а его закрытый со стороны входа осевой канал 18 соединен с полостью балластирующего компонента 10 при помощи отверстий 19, выполненных в пилонах 17.The
Втулка 16 установлена с кольцевым зазором на трубчатом корпусе 13, образует кольцевой канал 20 для подачи окислителя, соединенный с полостью окислителя 11 при помощи каналов 21, выполненных в трубчатом корпусе 13 между его стенкой и пилонами 17 для подачи балластирующего компонента. В выходной части втулки 16 выполнено ступенчатое расширение, полость которого соединена с полостью горючего 12 при помощи тангенциальных каналов 22, выполненных в стенке втулки 16.The
Предложенный парогазогенератор работает следующим образом.The proposed steam and gas generator operates as follows.
Горючее подается в охлаждающий тракт 3 камеры 1 и далее в полость горючего 12 смесительной головки 2. Из полости горючего 12 горючее через тангенциальные отверстия 22, выполненные во втулке 16, поступает в полость камеры 15.The fuel is fed into the
Окислитель поступает в полость окислителя 11 смесительной головки 2 и далее через каналы 21 и кольцевые каналы 20 форсунок 9 в полость камеры 15.The oxidizing agent enters the cavity of the oxidizing
Балластирующий компонент поступает в коллектор балластирующего компонента 8 и далее в полость балластирующего компонента 12 смесительной головки 2, где он равномерно распределяется по форсункам 9. Проходя через отверстия 19, балластирующий компонент поступает в осевой канал 18 наконечника 14 и далее в полость камеры 15.The ballasting component enters the manifold of the
В полости камеры 15 происходит сгорание компонентов топлива. Полученные 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 однородности 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 |
---|---|---|---|
RU2016147293A RU2633741C1 (en) | 2016-12-01 | 2016-12-01 | Steam and gas generator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016147293A RU2633741C1 (en) | 2016-12-01 | 2016-12-01 | Steam and gas generator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2633741C1 true RU2633741C1 (en) | 2017-10-17 |
Family
ID=60129372
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016147293A RU2633741C1 (en) | 2016-12-01 | 2016-12-01 | Steam and gas generator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2633741C1 (en) |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2698951C1 (en) * | 2018-12-06 | 2019-09-02 | Владимир Викторович Черниченко | Mixing head of slot-type steam and gas generator |
RU2698948C1 (en) * | 2018-12-06 | 2019-09-02 | Владимир Викторович Черниченко | Mixing head of slot-type steam and gas generator |
RU2698952C1 (en) * | 2018-12-06 | 2019-09-02 | Владимир Викторович Черниченко | Mixing head of slot-type steam and gas generator |
RU2698949C1 (en) * | 2018-12-06 | 2019-09-02 | Владимир Викторович Черниченко | Mixing head of slot-type steam and gas generator |
RU2698950C1 (en) * | 2018-12-06 | 2019-09-02 | Владимир Викторович Черниченко | Mixing head of slot-type steam and gas generator |
RU2705170C1 (en) * | 2018-12-06 | 2019-11-05 | Валерий Александрович Чернышов | Mixing head of slot-type steam-gas generator |
RU2705171C1 (en) * | 2018-12-06 | 2019-11-05 | Валерий Александрович Чернышов | Mixing head of slot-type steam-gas generator |
RU2705922C1 (en) * | 2018-12-06 | 2019-11-12 | Валерий Александрович Чернышов | Mixing head of slot-type steam-gas generator |
RU2710884C1 (en) * | 2018-12-06 | 2020-01-14 | Валерий Александрович Чернышов | Mixing head of slot-type steam-gas generator |
RU2710848C1 (en) * | 2018-12-06 | 2020-01-14 | Валерий Александрович Чернышов | Mixing head of slot-type steam-gas generator |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2309325C1 (en) * | 2005-12-19 | 2007-10-27 | Александр Никифорович Грязнов | Steam generator |
US20110232545A1 (en) * | 2008-12-10 | 2011-09-29 | Her Majesty The Queen In Right Of Canada As Represented By The Minister Of Natural Resources | High Pressure Direct Contact Oxy-Fired Steam Generator |
RU119812U1 (en) * | 2009-09-11 | 2012-08-27 | Пригожин Антон Александрович | STEAM GAS GENERATOR |
RU2557140C1 (en) * | 2014-04-23 | 2015-07-20 | Владислав Юрьевич Климов | Steam-gas generator |
-
2016
- 2016-12-01 RU RU2016147293A patent/RU2633741C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2309325C1 (en) * | 2005-12-19 | 2007-10-27 | Александр Никифорович Грязнов | Steam generator |
US20110232545A1 (en) * | 2008-12-10 | 2011-09-29 | Her Majesty The Queen In Right Of Canada As Represented By The Minister Of Natural Resources | High Pressure Direct Contact Oxy-Fired Steam Generator |
RU119812U1 (en) * | 2009-09-11 | 2012-08-27 | Пригожин Антон Александрович | STEAM GAS GENERATOR |
RU2557140C1 (en) * | 2014-04-23 | 2015-07-20 | Владислав Юрьевич Климов | Steam-gas generator |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2698951C1 (en) * | 2018-12-06 | 2019-09-02 | Владимир Викторович Черниченко | Mixing head of slot-type steam and gas generator |
RU2698948C1 (en) * | 2018-12-06 | 2019-09-02 | Владимир Викторович Черниченко | Mixing head of slot-type steam and gas generator |
RU2698952C1 (en) * | 2018-12-06 | 2019-09-02 | Владимир Викторович Черниченко | Mixing head of slot-type steam and gas generator |
RU2698949C1 (en) * | 2018-12-06 | 2019-09-02 | Владимир Викторович Черниченко | Mixing head of slot-type steam and gas generator |
RU2698950C1 (en) * | 2018-12-06 | 2019-09-02 | Владимир Викторович Черниченко | Mixing head of slot-type steam and gas generator |
RU2705170C1 (en) * | 2018-12-06 | 2019-11-05 | Валерий Александрович Чернышов | Mixing head of slot-type steam-gas generator |
RU2705171C1 (en) * | 2018-12-06 | 2019-11-05 | Валерий Александрович Чернышов | Mixing head of slot-type steam-gas generator |
RU2705922C1 (en) * | 2018-12-06 | 2019-11-12 | Валерий Александрович Чернышов | Mixing head of slot-type steam-gas generator |
RU2710884C1 (en) * | 2018-12-06 | 2020-01-14 | Валерий Александрович Чернышов | Mixing head of slot-type steam-gas generator |
RU2710848C1 (en) * | 2018-12-06 | 2020-01-14 | Валерий Александрович Чернышов | Mixing head of slot-type steam-gas generator |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2633741C1 (en) | Steam and gas generator | |
RU2644668C1 (en) | Gas-steam generator | |
RU2613011C1 (en) | Steam-gas generator | |
RU2635012C1 (en) | Steam-gas generator | |
RU2371594C1 (en) | Method for steam generation in steam-gas-generator and device for its realisation | |
RU2309325C1 (en) | Steam generator | |
RU2488903C1 (en) | Combustion system of hydrogen in nuclear power plant cycle with temperature control of hydrogen-oxygen steam | |
RU2557140C1 (en) | Steam-gas generator | |
RU2548245C1 (en) | Mixing head of steam and gas generator | |
RU2612491C1 (en) | Steam-gas generator | |
RU2548703C1 (en) | Nozzle of steam-gas generator mixing head | |
RU2361146C1 (en) | Vortex hydrogen-oxygen vapour superheater | |
RU2661231C1 (en) | Method of hydrogen steam overheating at npp | |
RU119812U1 (en) | STEAM GAS GENERATOR | |
RU2300049C1 (en) | Mini steam 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 | |
RU2664637C1 (en) | Steam-gas generator | |
RU2812526C1 (en) | Steam gas generator | |
RU2631845C1 (en) | Steam gas generator | |
RU2708011C1 (en) | Fuel combustion device | |
RU2664635C1 (en) | Gas-steam generator | |
RU2557144C1 (en) | System for steam production | |
RU2635723C1 (en) | Steam-gas generator | |
RU2630625C1 (en) | Method of gas production in a gas generator and gas generator (versions) |