RU26834U1 - HEAT AND STEAM GENERATOR - Google Patents
HEAT AND STEAM GENERATOR Download PDFInfo
- Publication number
- RU26834U1 RU26834U1 RU2002106608/20U RU2002106608U RU26834U1 RU 26834 U1 RU26834 U1 RU 26834U1 RU 2002106608/20 U RU2002106608/20 U RU 2002106608/20U RU 2002106608 U RU2002106608 U RU 2002106608U RU 26834 U1 RU26834 U1 RU 26834U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- steam
- water
- heat
- combustion chamber
- chamber
- Prior art date
Links
Description
: Теплопарогенератор: Heat and steam generator
Полезная модель относится к области теплоэнергетики и может быть использована при создании теплопарогенераторов, а также в производстве теплоносителей в различных областях народного хозяйства.The utility model relates to the field of heat energy and can be used to create heat and steam generators, as well as in the production of coolants in various areas of the national economy.
Известен парогенератор, содержащий цилиндрический корпус, коаксиально расположенную в нем цилиндрическую обечайку с размещенным в ней электронагревателем, которая делит внутреннюю полость корпуса на сообщающиеся между собой камеру испарения, расположенную внутри обечайки, и камеру перегрева, расположенную в кольцевом пространстве между корпусом и обечайкой. В камеру испарения заведен парубок для разбрызгивания воды, а цилиндрическая обечайка снабжена днищем и крышкой, в которой вьшолнены отверстия для сообщения камеры испарения и камеры перегрева между собой (см. авторское свидетельство СССР 1590829, МПК5 F22B1/26, опубл. 07.09.90., Парогенератор) 1 .A steam generator is known comprising a cylindrical body, a cylindrical shell coaxially located therein with an electric heater disposed therein, which divides the internal cavity of the body into an evaporation chamber communicating with each other, located inside the shell, and an overheating chamber located in the annular space between the body and the shell. A pair for spraying water is introduced into the evaporation chamber, and the cylindrical shell is equipped with a bottom and a cover, in which holes are made for the evaporation chamber and the overheating chamber to communicate with each other (see USSR author's certificate 1590829, IPC5 F22B1 / 26, published 07.09.90., Steam generator) 1.
Педостатком известного парогенератора является больщая металлоемкость и низкая производительность за счет небольших объемов получаемого пара, что делает его инерционным и неэкономичным. Кроме того, он позволяет получить только один вид теплоносителя, а именно, перегретый пар.The pedagogue of the known steam generator is its large metal consumption and low productivity due to the small volumes of steam produced, which makes it inertial and uneconomical. In addition, it allows you to get only one type of coolant, namely, superheated steam.
Паиболее близким по технической сущности является парогенератор, содержащий камеру пульсирующего горения с резонансной (пламенной) трубой, пароводяной котел в виде кожуха, образованного трубами, расположенньми по периметру камеры пульсирующего горения и резонансной трубы и являющихся одновременно поверхностями нагрева питательной воды, сепаратор и впрыскивающие устройства, причем сепаратор подключен на входе к поверхностям нагрева, а паровая и жидкостная линии сепаратора соединены с впрыскивающими устройствами, установленными соответственно в конце и в начале резонансной трубы (см. авторское свидетельство СССР № 1613795, МПК5 F22B 1/26, опубл. 15.12.90., Парогенератор) 2.The closest in technical essence is a steam generator containing a pulsating combustion chamber with a resonant (flame) pipe, a steam-water boiler in the form of a casing formed by pipes located along the perimeter of the pulsating combustion chamber and a resonant pipe and which are simultaneously heating surfaces of feed water, a separator and injection devices, moreover, the separator is connected at the inlet to the heating surfaces, and the steam and liquid lines of the separator are connected to the injection devices installed by respectively at the end and the beginning of the resonance tube (see. USSR Inventor's Certificate 1613795 №, MPK5 F22B 1/26, publ. 12.15.90., steam generator) 2.
Недостатком известного парогенератора является низкая производительность, которая ограничена пропускной способностью впрыскивающих устройств и большим сопротивлением потоку воды, проходящей через поверхности нагрева камеры горения, что не позволяет увеличить ее давление и скорость подачи.A disadvantage of the known steam generator is low productivity, which is limited by the capacity of the injection devices and the high resistance to the flow of water passing through the heating surfaces of the combustion chamber, which does not allow to increase its pressure and feed rate.
20flf21U6 p820flf21U6 p8
7МПК F 22B 1/26 7MPK F 22B 1/26
кроме того, наличие сепаратора увеличивает габариты и массу парогенератора, повьпиает его инерционность, требует теплоизоляции сепаратора и трубопроводов.in addition, the presence of a separator increases the dimensions and weight of the steam generator, increases its inertia, requires thermal insulation of the separator and pipelines.
Известное устройство предназначено для получения только одного теплоносителя пара, при этом требует постоянства температур, давлений и расходов воды, что в свою очередь снижает эффективность его работы.The known device is designed to receive only one coolant vapor, while requiring a constant temperature, pressure and flow rate of water, which in turn reduces its efficiency.
Еще одним недостатком является чувствительность к параметрам воды (т.е. ее качеству) и возможность работы только с системами обескислораживания и умягчения воды, так как наличие растворенного кислорода в воде приводит к коррозии труб и других рабочих поверхностей парогенератора, а повьппенная жесткость воды при малых скоростях - к образованию накипи.Another disadvantage is the sensitivity to water parameters (i.e. its quality) and the ability to work only with de-oxygenation and water softening systems, since the presence of dissolved oxygen in water leads to corrosion of pipes and other working surfaces of the steam generator, and the increased water hardness at low speeds - to the formation of scale.
Технический результат полезной модели предусматривает повышение производительности за счет обеспечения высоких температур и скоростей истечения продуктов сгорания и прокачки воды, повышающих процессы теплообмена, расширение функциональных возможностей за счет двух видов теплоносителя (горячей воды и газовоздушной паровой смеси), возможность работы без дополнительной водоподготовки за счет малых поверхностей, контактирующих с водой, и больших скоростей ее прокачки.The technical result of the utility model provides for an increase in productivity by ensuring high temperatures and expiration rates of combustion products and water pumping that increase heat transfer processes, expanding functionality due to two types of coolant (hot water and gas-air vapor mixture), the ability to work without additional water treatment due to small surfaces in contact with water, and high pumping speeds.
Технический результат достигается тем, что теплопарогенератор, включающий камеру сгорания, пламенную трубу с устройствами для впрыскивания воды или пара, пароводяной котел, согласно полезной модели, содержит корпус, в котором соосно и последовательно заключены камера сгорания и пламенная труба, при этом последняя снабжена соплом Лаваля, переходящим в цилиндрическую насадку, а в расширяющейся части сопла Лаваля расположена камера разбавления, пароводяной котел выполнен в виде кольцевого пространства, образованного между корпусом и камерой сгорания с пламенной трубой, камера сгорания и камера разбавления снабжены патрубками подачи вторичного воздуха, а устройства для впрыскивания воды или пара вьшолнены в виде отверстий, равномерно расположенных по периметру пламенной трубы, камеры разбавления и цилиндрической насадки.The technical result is achieved in that a heat generator including a combustion chamber, a flame tube with devices for injecting water or steam, a steam boiler, according to a utility model, comprises a housing in which the combustion chamber and flame tube are coaxially and sequentially provided, the latter having a Laval nozzle passing into a cylindrical nozzle, and in the expanding part of the Laval nozzle there is a dilution chamber, the steam-water boiler is made in the form of an annular space formed between the body and the chamber The combustion chamber with the flame tube, the combustion chamber and the dilution chamber are equipped with secondary air supply pipes, and the devices for injecting water or steam are made in the form of holes uniformly located around the flame tube, the dilution chamber and the cylindrical nozzle.
С наружной стороны корпуса установлены воздушные коллекторы для подачи вторичного воздуха в камеры сгорания и разбавления.On the outside of the housing, air manifolds are installed to supply secondary air to the combustion and dilution chambers.
Наличие корпуса и выполнение пароводяного котла в виде кольцевого пространства между корпусом и камерой сгорания с пламенной трубой позволило увеличить скорость прокачки воды, а наличие сопла Лаваля позволило увеличить скорость истечения продуктов сгорания и их температуру за счет торможения высокоскоростных потоков в цилиндрической насадке. Это позволяет увеличить пропускную способность пароводяного котла и объемы получаемой газовоздушной паровой смеси.The presence of the casing and the design of the steam-water boiler in the form of an annular space between the casing and the combustion chamber with a flame tube made it possible to increase the speed of pumping water, and the presence of a Laval nozzle made it possible to increase the rate of expiration of the combustion products and their temperature due to the inhibition of high-speed flows in the cylindrical nozzle. This allows you to increase the throughput of the steam-water boiler and the volume of the resulting gas-air vapor mixture.
i {оь si {o s
Выполнение устройства для впрыскивания воды или пара в виде отверстий, равномерно расположенных по периметру пламенной трубы, камеры разбавления и цилиндрической насадки, позволяет увеличить объемы газовоздушной паровой смеси, а также предохранить поверхности пламенной трубы, камеры разбавления и цилиндрической насадки от перегрева.The implementation of the device for injecting water or steam in the form of holes evenly spaced around the perimeter of the flame tube, the dilution chamber and the cylindrical nozzle, allows you to increase the volume of the gas-air vapor mixture, and also protect the surface of the flame tube, dilution chamber and the cylindrical nozzle from overheating.
Подача вторичного воздуха через патрубки камеры сгорания позволяет повысить эффективность сгорания газовоздушной смеси и температуру пламени.The supply of secondary air through the nozzles of the combustion chamber allows to increase the combustion efficiency of the gas-air mixture and the flame temperature.
Соосное расположение камеры сгорания и пламенной трубы, а также коаксиальное расположение их в корпусе позволяет уменьшить габариты теплопарогенератора и поверхность нагрева пароводяного котла, что позволяет при больших скоростях прокачки воды обеспечить работу теплопарогенератора без дополнительной водоподготовки за счет исключения образования накипи и отложения солей. На фигуре изображен теплопарогенератор в разрезе.The coaxial arrangement of the combustion chamber and the flame tube, as well as their coaxial arrangement in the housing, makes it possible to reduce the dimensions of the heat generator and the heating surface of the steam-water boiler, which makes it possible to ensure the operation of the heat generator at high pumping speeds without additional water treatment by eliminating scale formation and salt deposition. The figure shows a heat and steam generator in section.
Теплопарогенератор содержит корпус 1, в который соосно и последовательно заключены камера сгорания 2, пламенная труба 3, содержащая сопло Лаваля 4, переходяшее в цилиндрическую насадку 5.The heat and steam generator comprises a housing 1, in which a combustion chamber 2, a flame tube 3, comprising a Laval nozzle 4, passing into a cylindrical nozzle 5, are coaxially and sequentially enclosed.
В расширяющейся части сопла Лаваля 4 расположена камера разбавления 6. Пароводяной котел 7 выполнен в виде замкнутого кольцевого пространства, расположенного между корпусом 1 и камерой сгорания 2 с пламенной трубой 3.In the expanding part of the Laval nozzle 4 there is a dilution chamber 6. The steam-boiler 7 is made in the form of a closed annular space located between the housing 1 and the combustion chamber 2 with a flame tube 3.
Камера сгорания 2 содержит горелочное устройство 8 и снабжена патрубками 9 и 10 для подвода воздуха и газа соответственно.The combustion chamber 2 contains a burner device 8 and is equipped with nozzles 9 and 10 for supplying air and gas, respectively.
Пламенная труба 3, камера разбавления 6 и цилиндрическая насадка 5 содержат отверстия для впрыскивания воды или пара 11,12,13 соответственно.The flame tube 3, the dilution chamber 6 and the cylindrical nozzle 5 contain holes for injecting water or steam 11,12,13, respectively.
Камера сгорания 2 и камера разбавления 6 содержат отверстия для подачи вторичного воздуха соответственно 14 и 15, которые соединены с коллекторами 16 для подачи воздуха при помоши патрубков 17.The combustion chamber 2 and the dilution chamber 6 contain openings for supplying secondary air, respectively 14 and 15, which are connected to the manifolds 16 for supplying air using the nozzles 17.
Пароводяной котел 7 снабжен патрубком подвода питательной воды 18, снабженным устройством для регулирования скорости подачи и расхода воды 19.Steam boiler 7 is equipped with a pipe for supplying feed water 18, equipped with a device for controlling the feed rate and flow rate of water 19.
Горелочное устройство 8 снабжено газоструйным излучателем 20. Для обеспечения надежности воспламенения газовой смеси имеется запальное устройство (на чертеже не показано).The burner device 8 is equipped with a gas-jet emitter 20. To ensure the reliability of ignition of the gas mixture there is an ignition device (not shown in the drawing).
Камера сгорания 2 и цилиндрическая насадка 5 имеют направляюшие опоры 21 для их центрирования в корпусе 1.The combustion chamber 2 and the cylindrical nozzle 5 have guide bearings 21 for centering them in the housing 1.
в камеру сгорания 2 через патрубки 9 и 10 подают воздух и газ соответственно. Часть воздуха под давлением 3-6 атм. поступает через газоструйпый излучатель 20 и нагревается до температуры 600-900°С. При контакте нагретого воздуха с газом происходит самовоспламенение смеси. Для надежности воспламенения одновременно включают запальное устройство (на чертеже не показано).in the combustion chamber 2 through the nozzles 9 and 10 serves air and gas, respectively. Part of the air under a pressure of 3-6 atm. enters through a gas-jet emitter 20 and heats up to a temperature of 600-900 ° C. Upon contact of heated air with gas, the mixture spontaneously ignites. For reliability of ignition, the ignition device is simultaneously turned on (not shown in the drawing).
Из воздушного коллектора 16 через патрубки 17 и отверстия 14 подают вторичный воздух в камеру сгорания 2 для обеспечения надежного сгорания при стехиометрическом соотношении и достижения максимальной температуры в ядре потока 2000°С.Secondary air is supplied from the air manifold 16 through the nozzles 17 and the openings 14 to the combustion chamber 2 to ensure reliable combustion at a stoichiometric ratio and to achieve a maximum temperature in the flow core of 2000 ° C.
Одновременно с подачей газа и воздуха в камеру сгорания 2 в пароводяной котел 7 через патрубок 18 подают воду со скоростью не менее 20 м/сек, регулируя ее расход и скорость устройством 19.Simultaneously with the supply of gas and air to the combustion chamber 2 in the steam boiler 7 through the pipe 18 serves water at a speed of at least 20 m / s, adjusting its flow rate and speed of the device 19.
Проходя по кольцевому пространству пароводяного котла 7, вода нагревается, охлаждая при этом стенки камеры сгорания 2 и пламенной трубы 3. Образуюш;иеся на стенках пузырьки пара срываются потоком холодной воды с последующей их конденсацией, что наряду с большими скоростями прокачки воды увеличивает коэффициент теплообмена.Passing through the annular space of the steam-water boiler 7, the water is heated, while cooling the walls of the combustion chamber 2 and the flame tube 3. Formed; vapor bubbles on the walls are disrupted by a stream of cold water with their subsequent condensation, which, along with high water pumping rates, increases the heat transfer coefficient.
Кроме того, благодаря большим скоростям прокачки воды и малым поверхностям контакта, окисление материала корпуса 1, камеры сгорания 2 и пламенной трубы 3 не происходит. По этой же причине не происходит отложение солей и образование накипи на этих поверхностях.In addition, due to the high pumping speeds of water and small contact surfaces, the oxidation of the material of the housing 1, the combustion chamber 2 and the flame tube 3 does not occur. For the same reason, salt deposition and scale formation on these surfaces do not occur.
Вода или пар, подаваемые в зависимости от установленного теплового режима из пароводяного котла 7 через отверстия 11, 12, 13, обеспечивают эжектирование газа и образующихся продуктов сгорания с одновременным охлаждением стенок камеры сгорания 2, пламенной трубы 3 и сопла Лаваля 4, а также интенсивным парообразованием при непосредственном контакте струй воды с высокотемпературными парами, образз ощимися при реакции горения газа и воздуха.Water or steam supplied depending on the established thermal regime from the steam-water boiler 7 through the openings 11, 12, 13, provide ejection of gas and the resulting combustion products while cooling the walls of the combustion chamber 2, the flame tube 3 and the Laval nozzle 4, as well as intense vaporization with direct contact of water jets with high-temperature vapors, they are perceptible during the combustion of gas and air.
Полезный фактический объем газа увеличивается за счет присоединения паров, образующихся при сгорании топлива. При сгорании 1 куб. м природного газа образуется 2 куб. м пара.Useful actual gas volume increases due to the addition of vapors generated during fuel combustion. When burning 1 cube m of natural gas produces 2 cubic meters. m couple.
Образовавшаяся в камере сгорания 2 газовоздушная паровая смесь, проходя через сопло Лаваля 4, ускоряется и в камере разбавления 6 разбавляется паром или водой, а также вторичным воздухом, подаваемыми через отверстия 12 и 15 соответственно, до требуемых экологическими стандартами норм, а затем тормозится в цилиндрической насадке 5 с преобразованием кинетической энергии в тепловую, значительно повышая при этом температуру потока.The gas-air vapor mixture formed in the combustion chamber 2, passing through the Laval nozzle 4, is accelerated and diluted in the dilution chamber 6 with steam or water, as well as secondary air supplied through openings 12 and 15, respectively, to the norms required by environmental standards, and then inhibited in a cylindrical nozzle 5 with the conversion of kinetic energy into heat, significantly increasing the flow temperature.
Регулируя расходы газа, воздуха и воды, можно получить на выходе теплопарогенератора тот вид теплоносителя, который необходим потребителю в данный момент времени без переналадки теплопарогенератора, а именно: горячую воду с температурой до 100°С или газовоздушную паровую смесь с необходимым составом, давлением и температурой до 1000°С.By adjusting the flow rates of gas, air and water, it is possible to obtain at the outlet of the heat-generator the type of heat carrier that the consumer needs at the given moment of time without readjusting the heat-generator, namely: hot water with a temperature of up to 100 ° C or a gas-air vapor mixture with the necessary composition, pressure and temperature up to 1000 ° C.
Наличие критического сечения в сопле Лаваля 4 обеспечивает постоянство условий горения и парообразования в камере сгорания 2, не зависящих от изменения и колебания параметров в присоединенной к цилиндрической насадке 5 системе потребителя.The presence of a critical section in the Laval nozzle 4 ensures constant combustion and vaporization conditions in the combustion chamber 2, independent of changes and fluctuations in the consumer system connected to the cylindrical nozzle 5.
Малые габариты и масса теплопарогенератора, высокая температура и скорость истечения продуктов сгорания позволяют уменьшить время запуска и останова до 5-10 секунд с момента поступления рабочих тел в теплопарогенератор.The small size and mass of the heat generator, the high temperature and the rate of expiration of the combustion products can reduce the start and stop times to 5-10 seconds from the moment of receipt of the working fluid in the heat generator.
Заявляемый теплопарогенератор позволяет получить следующие преимущества: высокую производительность и многофункциональность, малые габаритно-массовые характеристики, возможность работы без водоподготовки (обескислораживания, умягчения и подогрева воды), высокую динамичность и независимость работы теплопарогенератора от входных параметров воды и изменений и колебаний параметров (давление, расход) в системе потребителя.The inventive heat generator allows you to get the following advantages: high performance and versatility, small overall mass characteristics, the ability to work without water treatment (de-freezing, softening and heating water), high dynamism and independence of the heat generator from the input water parameters and changes and fluctuations in parameters (pressure, flow rate ) in the consumer system.
Источники известности: 1.Авторское свидетельство СССР № 2.Авторское свидетельство СССР № 1590829, МКИ5 F22B1 /28, опубл. 07.09.90. 1613795, МКИ5 F22B1/26, опубл. 15.12.90.Sources of fame: 1. USSR Certificate of Authorship No. 2. USSR Certificate of Authorship No. 1590829, MKI5 F22B1 / 28, publ. 09/07/90. 1613795, MKI5 F22B1 / 26, publ. 12/15/90.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002106608/20U RU26834U1 (en) | 2002-03-19 | 2002-03-19 | HEAT AND STEAM GENERATOR |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002106608/20U RU26834U1 (en) | 2002-03-19 | 2002-03-19 | HEAT AND STEAM GENERATOR |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU26834U1 true RU26834U1 (en) | 2002-12-20 |
Family
ID=38108071
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2002106608/20U RU26834U1 (en) | 2002-03-19 | 2002-03-19 | HEAT AND STEAM GENERATOR |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU26834U1 (en) |
-
2002
- 2002-03-19 RU RU2002106608/20U patent/RU26834U1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8111072B2 (en) | Steam cooker and related superheater | |
RU2378569C2 (en) | Straight flow boiler | |
CA2718811A1 (en) | Vitiated steam generator | |
WO2017214758A1 (en) | Fuel gas, fuel oil and fused salt integrated steam boiler | |
AU2014340858B2 (en) | Apparatus for generating reheat steam | |
RU2013150959A (en) | COMBUSTION CHAMBER, COMBUSTION METHOD, ELECTRICITY PRODUCTION DEVICE AND METHOD OF ELECTRICITY PRODUCTION ON SUCH DEVICE | |
WO2017214759A1 (en) | Substance thermal separation device for fuel gas, fuel oil and fused salt integrated boiler | |
CN112628704A (en) | Steam generator and hydrogen production method | |
CN205859986U (en) | Gas fuel, fused salt integration steam boiler | |
RU26834U1 (en) | HEAT AND STEAM GENERATOR | |
RU176778U1 (en) | Steam generating furnace with aerodynamic heat exchanger | |
KR100910594B1 (en) | Apparatus for increasing temperature of boiler | |
RU2206818C1 (en) | Heat-and-steam generator | |
RU2686138C1 (en) | Method for obtaining highly overheated steam and detonation steam generator device (options) | |
RU197402U1 (en) | Compact boiler superheater | |
CN211770294U (en) | Catalytic hydrogen production system and system for reducing nitrogen oxide by burning hydrogen | |
CN213237467U (en) | Gas steam boiler capable of recycling waste heat of flue gas | |
JPS55139599A (en) | Liquefied gas evaporator | |
US4691666A (en) | Liquid heater with closed loop heat transfer system | |
RU2539243C2 (en) | Vortex hydrogen-oxygen combustion chamber | |
CN209013167U (en) | High-temperature steam generator | |
RU2472016C2 (en) | Power plant | |
RU139615U1 (en) | STEAM GAS GENERATOR | |
RU2353861C1 (en) | Method of heating liquid heat carrier and device to this end | |
RU2692596C1 (en) | Gas heat generator |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
ND1K | Extending utility model patent duration | ||
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20100320 |