RU2699914C1 - Steam generator - Google Patents

Steam generator Download PDF

Info

Publication number
RU2699914C1
RU2699914C1 RU2018143122A RU2018143122A RU2699914C1 RU 2699914 C1 RU2699914 C1 RU 2699914C1 RU 2018143122 A RU2018143122 A RU 2018143122A RU 2018143122 A RU2018143122 A RU 2018143122A RU 2699914 C1 RU2699914 C1 RU 2699914C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cavities
components
channels
supply
fuel
Prior art date
Application number
RU2018143122A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Викторович Черниченко
Original Assignee
Владимир Викторович Черниченко
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Владимир Викторович Черниченко filed Critical Владимир Викторович Черниченко
Priority to RU2018143122A priority Critical patent/RU2699914C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2699914C1 publication Critical patent/RU2699914C1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22STEAM GENERATION
    • F22BMETHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B1/00Methods of steam generation characterised by form of heating method
    • F22B1/22Methods of steam generation characterised by form of heating method using combustion under pressure substantially exceeding atmospheric pressure
    • F22B1/26Steam boilers of submerged-flame type, i.e. the flame being surrounded by, or impinging on, the water to be vaporised, e.g. water in sprays

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)

Abstract

FIELD: steam generators.
SUBSTANCE: use: for steam production. Summary of invention consists in the fact that nauger generator comprises a housing with a combustion chamber, a mixing head with fuel fuel supply cavities, fuel components supply belts connected to corresponding fuel components by means of channels, wherein fuel supply zones are made in the form of several coaxially installed shells located each relative to each other with annular gaps, and forming closed annular cavities opening into combustion chamber, wherein annular cavities of fuel components are uniformly alternating between each other, wherein in the central part of the head, between the components supply belts, there is a belt for supply of the steam generating liquid, the cavity of which opens into the cavity of the combustion chamber, at that on the shells ends on the side of the inlet there are end profiled bottoms fixed to each other and to the housing, and forming successively located end annular cavities, wherein in bottoms and bottoms there are insulated channels connecting said end cavities of supply of fuel components through one to each other, wherein angular and radial position of channels in previous cavity is different from angular and radial position of similar channels in subsequent cavity, and diameter of said channels decreases from periphery to center of mixing head, wherein said annular cavities of fuel components are connected to corresponding cavities of supply of components through said end cavities formed with profiled bottoms.
EFFECT: technical result is possibility of steam generating liquid flow rate in wide range.
1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к энергетическим установкам, производящим пар высоких параметров, получаемый за счет энергии, выделяемой при сгорании водорода или природного газа (ПГ) в кислороде.The invention relates to power plants producing high-quality steam, obtained due to the energy released during the combustion of hydrogen or natural gas (GHG) in oxygen.

Известен парогенератор, содержащий запальное устройство с электросвечой, смесительную головку с магистралями подвода окислителя и горючего, камеру смешения с отверстиями, при этом камера сгорания с каналами тракта охлаждения выполнена выпуклой формы с центром вращения образующей вокруг оси камеры сгорания и состоит из двух частей, жестко и герметично соединенных между собой, с уступом, выполненным на внутренней стенке первой части, в котором имеются отверстия под углом к продольной оси камеры сгорания, соединенные с трактом охлаждения, (патент РФ на изобретение №2263017, Заявка: 2016119848 от 23.05.2016, MПК:F22B 1/00, F22B 37/00 - прототип).A steam generator is known that contains an ignition device with an electric candle, a mixing head with oxidizer and fuel supply lines, a mixing chamber with holes, while the combustion chamber with cooling duct channels is convex in shape with a rotation center forming around the axis of the combustion chamber and consists of two parts, rigidly and hermetically connected to each other, with a ledge made on the inner wall of the first part, in which there are holes at an angle to the longitudinal axis of the combustion chamber, connected to the cooling path , (RF patent for the invention No. 2263017, Application: 2016119848 dated 05/23/2016, IPC: F22B 1/00, F22B 37/00 - prototype).

Парогенератор работает следующим образом. Основной расход компонентов топлива поступает в смесительную головку по магистралям окислителя и горючего, и затем из форсунок в камеру сгорания, где происходит их воспламенение от запального факела. Одновременно с подачей основного расхода компонентов топлива, начинает поступать вода по магистрали в каналы тракта охлаждения первой части камеры сгорания. При этом компоненты топлива, вытекая из форсунок, образуют линии тока продуктов сгорания, которые плавно касаются внутренней стенки первой части камеры сгорания в районе смесительной головки. В наиболее напряженной, в тепловом отношении, зоне вода поступает из отверстий колец завесы, соединенных с трактом охлаждения первой части камеры сгорания, и надежно прижимается продуктами сгорания к внутренней стенке второй части камеры сгорания, осуществляя ее защиту.The steam generator operates as follows. The main consumption of the fuel components enters the mixing head along the lines of the oxidizer and fuel, and then from the nozzles into the combustion chamber, where they ignite from the pilot flame. Simultaneously with the supply of the main flow rate of the fuel components, water begins to flow through the highway into the channels of the cooling path of the first part of the combustion chamber. In this case, the fuel components, emerging from the nozzles, form the streamlines of the combustion products, which smoothly touch the inner wall of the first part of the combustion chamber in the region of the mixing head. In the most heat-stressed zone, water enters from the openings of the curtain rings connected to the cooling path of the first part of the combustion chamber, and is reliably pressed by the combustion products to the inner wall of the second part of the combustion chamber, protecting it.

Основными недостатками является сложность конструкции, обусловленная необходимостью выполнения отверстий подачи воды в районе сварного шва, трудности с охлаждением второй части камеры, вызванные тем, что в тракт охлаждения будет поступать вода, уже нагретая до предельных температур в первой части, что может привести к ее закипанию в тракте охлаждения с последующим образованием несплошностей потока воды в каналах тракта охлаждения из-за наличия пара и значительного ухудшения к условий второй части камеры, невозможность регулирования расхода пара из-за строго определенного расхода воды для охлаждения камеры, изменение которого в любую сторону может привести к ухудшению условий охлаждения камеры с последующим прогаром ее стенок.The main disadvantages are the design complexity due to the need to make water supply openings in the weld area, difficulties with cooling the second part of the chamber, due to the fact that water will already enter the cooling path, which has already been heated to extreme temperatures in the first part, which can lead to its boiling in the cooling path with the subsequent formation of water flow discontinuities in the channels of the cooling path due to the presence of steam and a significant deterioration in the conditions of the second part of the chamber, the inability to control steam flow due to a strictly defined water flow rate for cooling the chamber, changing it in any direction can lead to deterioration of the cooling conditions of the chamber with subsequent burnout of its walls.

Задачей изобретения является устранение указанных недостатков и создание парогенератора с возможностью изменения расхода получаемого пара.The objective of the invention is to remedy these disadvantages and create a steam generator with the ability to change the flow rate of the resulting steam.

Решение указанной задачи достигается тем, что, предложенный парогенератор, согласно изобретению, содержит корпус с камерой сгорания, смесительную головку с полостями подвода компонентов топлива, пояса подачи компонентов топлива, соединенные с соответствующими полостями компонентов топлива при помощи каналов, при этом пояса подачи компонентов топлива выполнены в виде нескольких коаксиально установленных обечаек, расположенных друг по отношению к другу с кольцевыми зазорами, и образующими замкнутые кольцевые полости, открывающиеся в камеру сгорания, причем кольцевые полости компонентов топлива равномерно чередуются между собой, при этом в центральной части головки, между поясами подачи компонентов, установлен пояс подачи парообразующей жидкости, полость которого открывается в полость камеры сгорания, при этом на торцах обечаек со стороны входа установлены торцевые профилированные днища, скрепленные между собой и с корпусом, и образующие последовательно расположенные торцевые кольцевые полости, причем в указанных днищах и полостях выполнены изолированные каналы, соединяющие упомянутые торцевые полости подачи компонентов топлива через одну между собой, причем угловое и радиальное положение каналов в предыдущей полости отлично от углового и радиального положения аналогичных каналов в последующей полости, при этом указанные кольцевые полости компонентов топлива соединены с соответствующими полостями подвода компонентов через упомянутые торцевые полости, образованные профилированными днищами.The solution of this problem is achieved by the fact that the proposed steam generator, according to the invention, comprises a housing with a combustion chamber, a mixing head with cavities for supplying fuel components, a belt for supplying fuel components connected to the corresponding cavities of the fuel components using channels, while the belt for feeding fuel components is made in the form of several coaxially mounted shells located relative to each other with annular gaps and forming closed annular cavities that open in combustion amer, moreover, the annular cavities of the fuel components are evenly alternated with each other, while in the central part of the head, between the supply belts of the components, a steam supply belt is installed, the cavity of which opens into the cavity of the combustion chamber, while the end profiles are installed on the ends of the shells from the input side bottoms bonded to each other and to the body, and forming successively located end annular cavities, and isolated channels are made in said bottoms and cavities, connecting said end cavities of the supply of fuel components through one with each other, moreover, the angular and radial position of the channels in the previous cavity is different from the angular and radial position of the similar channels in the subsequent cavity, while these annular cavities of the fuel components are connected to the corresponding cavities of the components through the said end cavities formed by profiled bottoms.

Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 показан продольный разрез парогенератора, на фиг. 2 - показан продольный разрез смесительной головки предложенного парогенератора.The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a longitudinal section through a steam generator; FIG. 2 - shows a longitudinal section of the mixing head of the proposed steam generator.

Парогенератор содержит корпус 1 с камерой сгорания 2, смесительную головку 3 с полостями подвода компонентов. Пояса подачи компонентов топлива 4 и 5 выполнены в виде нескольких коаксиально установленных обечаек 6, расположенных друг по отношению к другу с кольцевыми зазорами 7. Кольцевые полости компонентов топлива 4 и 5 равномерно чередуются между собой. В центральной части смесительной головки 3, между поясами подачи компонентов топлива 4 и 5, установлен пояс подачи парообразующей жидкости 8, полость которого открывается в полость камеры сгорания 2. На торцах обечаек 6, со стороны входа установлены торцевые профилированные днища 9, скрепленные между собой и с корпусом, и образующие последовательно расположенные торцевые кольцевые полости. В указанных днищах и полостях выполнены изолированные каналы 10 и 11, соединяющие упомянутые торцевые полости подачи компонентов топлива через одну между собой. Указанные кольцевые полости компонентов топлива соединены с соответствующими полостями подвода компонентов через упомянутые торцевые полости, образованные профилированными днищами.The steam generator comprises a housing 1 with a combustion chamber 2, a mixing head 3 with cavities for supplying components. The belt for supplying the fuel components 4 and 5 is made in the form of several coaxially mounted shells 6 located relative to each other with annular gaps 7. The annular cavities of the fuel components 4 and 5 are evenly alternated. In the central part of the mixing head 3, between the supply belts of the fuel components 4 and 5, a vapor supply fluid supply belt 8 is installed, the cavity of which opens into the cavity of the combustion chamber 2. At the ends of the shells 6, end profiled bottoms 9 are fixed to each other on the input side and fastened to each other and with a housing, and forming successively located end annular cavities. In the indicated bottoms and cavities, isolated channels 10 and 11 are made, connecting the said end cavities of the supply of fuel components through one to another. Said annular cavities of the fuel components are connected to the respective cavities for supplying the components through said end cavities formed by profiled bottoms.

Предложенный парогенератор работает следующим образом.The proposed steam generator operates as follows.

Компоненты топлива подаются в соответствующие полости смесительной головки 3, и далее, через кольцевые зазоры 7, образованные поясами 4 и 5, в камеру сгорания 2. В камере сгорания компоненты топлива воспламеняются и образуют высокотемпературную газовую смесь. Через пояс подачи парообразующей жидкости 8 в высокотемпературную газовую смесь подается парообразующая жидкость. Под действием высоких температур газовой смеси, парообразующая жидкость испаряется с образованием пара. Образовавшаяся парогазовая смесь поступает к выходу из корпуса 1 и направляется дальше для дальнейшего использования. За счет того, что парообразующая жидкость подается в смесительную головку 3, ее расход не влияет на охлаждение камеры сгорания, что позволяет изменять расход парообразующей жидкости в широких пределах.The fuel components are fed into the corresponding cavities of the mixing head 3, and then, through the annular gaps 7 formed by the belts 4 and 5, into the combustion chamber 2. In the combustion chamber, the fuel components ignite and form a high-temperature gas mixture. Through the feed belt of the vaporizing liquid 8, a vaporizing liquid is supplied to the high-temperature gas mixture. Under the influence of high temperatures of the gas mixture, the vaporizing liquid evaporates to form steam. The resulting vapor-gas mixture enters the outlet of the housing 1 and goes on for further use. Due to the fact that the vaporizing liquid is supplied to the mixing head 3, its flow rate does not affect the cooling of the combustion chamber, which allows changing the flow rate of the vaporizing liquid over a wide range.

Использование предложенного технического решения позволит создать парогенератор с надежным охлаждением и возможностью изменения расхода пара.Using the proposed technical solution will allow you to create a steam generator with reliable cooling and the ability to change the flow rate of steam.

Claims (1)

Парогенератор, характеризующийся тем, что содержит корпус с камерой сгорания, смесительную головку с полостями подвода компонентов топлива, пояса подачи компонентов топлива, соединенные с соответствующими полостями компонентов топлива при помощи каналов, при этом пояса подачи компонентов топлива выполнены в виде нескольких коаксиально установленных обечаек, расположенных друг по отношению к другу с кольцевыми зазорами, и образующими замкнутые кольцевые полости, открывающиеся в камеру сгорания, причем кольцевые полости компонентов топлива равномерно чередуются между собой, при этом в центральной части головки, между поясами подачи компонентов, установлен пояс подачи парообразующей жидкости, полость которого открывается в полость камеры сгорания, при этом на торцах обечаек со стороны входа установлены торцевые профилированные днища, скрепленные между собой и с корпусом, и образующие последовательно расположенные торцевые кольцевые полости, причем в указанных днищах и полостях выполнены изолированные каналы, соединяющие упомянутые торцевые полости подачи компонентов топлива через одну между собой, причем угловое и радиальное положение каналов в предыдущей полости отлично от углового и радиального положения аналогичных каналов в последующей полости, а диаметр упомянутых каналов уменьшается от периферии к центру смесительной головки, при этом указанные кольцевые полости компонентов топлива соединены с соответствующими полостями подвода компонентов через упомянутые торцевые полости, образованные профилированными днищами.A steam generator, characterized in that it comprises a housing with a combustion chamber, a mixing head with cavities for supplying fuel components, a belt for supplying fuel components connected to the corresponding cavities of the fuel components via channels, while the belt for supplying fuel components is made in the form of several coaxially mounted shells located with respect to each other with annular gaps and forming closed annular cavities opening into the combustion chamber, and the annular cavities of the components the fuel flows evenly alternate with each other, while in the central part of the head, between the supply belts of the components, a vapor supply fluid supply belt is installed, the cavity of which opens into the cavity of the combustion chamber, while at the ends of the shells from the input side there are installed shaped end bottoms, bonded to each other and with the housing, and forming successively located end annular cavities, moreover, in said bottoms and cavities there are insulated channels connecting the said end cavities of the component supply fuel through one between each other, and the angular and radial position of the channels in the previous cavity is different from the angular and radial position of similar channels in the subsequent cavity, and the diameter of the said channels decreases from the periphery to the center of the mixing head, while these annular cavities of the fuel components are connected to the corresponding cavities for supplying components through said end cavities formed by profiled bottoms.
RU2018143122A 2018-12-06 2018-12-06 Steam generator RU2699914C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018143122A RU2699914C1 (en) 2018-12-06 2018-12-06 Steam generator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018143122A RU2699914C1 (en) 2018-12-06 2018-12-06 Steam generator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2699914C1 true RU2699914C1 (en) 2019-09-11

Family

ID=67989739

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018143122A RU2699914C1 (en) 2018-12-06 2018-12-06 Steam generator

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2699914C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2309325C1 (en) * 2005-12-19 2007-10-27 Александр Никифорович Грязнов Steam generator
RU2358190C1 (en) * 2007-08-29 2009-06-10 Объединенный Институт Высоких Температур Российской Академии Наук Hydrogen high-temperature steam generator with combined evaporation cooling of mixing chamber
RU2431079C1 (en) * 2010-06-08 2011-10-10 Государственный научный центр Российской Федерации - федеральное государственное унитарное предприятие "Исследовательский Центр имени М.В. Келдыша" Steam generator (versions)
RU2614311C1 (en) * 2016-03-31 2017-03-24 Акционерное общество "Конструкторское бюро химавтоматики" Steam generator
RU2623017C1 (en) * 2016-05-23 2017-06-21 Акционерное общество "Конструкторское бюро химавтоматики" Steam generator

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2309325C1 (en) * 2005-12-19 2007-10-27 Александр Никифорович Грязнов Steam generator
RU2358190C1 (en) * 2007-08-29 2009-06-10 Объединенный Институт Высоких Температур Российской Академии Наук Hydrogen high-temperature steam generator with combined evaporation cooling of mixing chamber
RU2431079C1 (en) * 2010-06-08 2011-10-10 Государственный научный центр Российской Федерации - федеральное государственное унитарное предприятие "Исследовательский Центр имени М.В. Келдыша" Steam generator (versions)
RU2614311C1 (en) * 2016-03-31 2017-03-24 Акционерное общество "Конструкторское бюро химавтоматики" Steam generator
RU2623017C1 (en) * 2016-05-23 2017-06-21 Акционерное общество "Конструкторское бюро химавтоматики" Steam generator

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2623017C1 (en) Steam generator
RU2644668C1 (en) Gas-steam generator
RU2633741C1 (en) Steam and gas generator
RU2635012C1 (en) Steam-gas generator
RU2613011C1 (en) Steam-gas generator
KR20180128932A (en) Non-Premixed Swirl Burner Tip and Combustion Strategy
JP6516996B2 (en) Combustor and gas turbine engine
RU2705925C1 (en) Steam generator
RU2700706C1 (en) Steam generator
RU2548245C1 (en) Mixing head of steam and gas generator
RU2699914C1 (en) Steam generator
RU2699895C1 (en) Steam generator
RU2699896C1 (en) Steam generator
RU2699897C1 (en) Steam generator
RU2557140C1 (en) Steam-gas generator
RU2700702C1 (en) Steam generator
RU2725908C2 (en) Steam generator
RU2715344C1 (en) Steam generator
RU2684763C1 (en) Counterflow vortex burner device for combustion of solid dust-like fuel
RU2712336C1 (en) Steam generator
US2438858A (en) Liquid-fuel combustion chamber
RU2361146C1 (en) Vortex hydrogen-oxygen vapour superheater
RU2523824C2 (en) Apparatus of producing synthesis gas
US4156421A (en) Method and apparatus for producing thermal vapor stream
RU2548703C1 (en) Nozzle of steam-gas generator mixing head