RU2716933C1 - Энергетический комплекс - Google Patents
Энергетический комплекс Download PDFInfo
- Publication number
- RU2716933C1 RU2716933C1 RU2019125051A RU2019125051A RU2716933C1 RU 2716933 C1 RU2716933 C1 RU 2716933C1 RU 2019125051 A RU2019125051 A RU 2019125051A RU 2019125051 A RU2019125051 A RU 2019125051A RU 2716933 C1 RU2716933 C1 RU 2716933C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fuel
- energy
- complex
- rotor
- heat
- Prior art date
Links
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 27
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 23
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 claims description 15
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 230000000712 assembly Effects 0.000 claims description 8
- 238000000429 assembly Methods 0.000 claims description 8
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims description 8
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 claims description 7
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 claims description 5
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 claims description 5
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000001294 propane Substances 0.000 claims description 2
- XUKUURHRXDUEBC-KAYWLYCHSA-N Atorvastatin Chemical compound C=1C=CC=CC=1C1=C(C=2C=CC(F)=CC=2)N(CC[C@@H](O)C[C@@H](O)CC(O)=O)C(C(C)C)=C1C(=O)NC1=CC=CC=C1 XUKUURHRXDUEBC-KAYWLYCHSA-N 0.000 claims 1
- 238000005338 heat storage Methods 0.000 claims 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000002828 fuel tank Substances 0.000 description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002775 capsule Substances 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 230000009189 diving Effects 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 1
- 239000003351 stiffener Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D15/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of engines with devices driven thereby
- F01D15/10—Adaptations for driving, or combinations with, electric generators
-
- 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
- F02C6/14—Gas-turbine plants having means for storing energy, e.g. for meeting peak loads
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
Изобретением представлена новая надежная простая экономичная высокоэффективная компактная схема «Энергетический комплекс» для выработки электрической, механической и тепловой энергии, что может найти свое применение в различных сферах человеческой деятельности, в том числе в военной промышленности, на транспорте, в авиации, в атомной энергетике и других отраслях народного хозяйства, с высокой экономичностью и экологичностью, с расширенными функциональными возможностями, с высоким КПД и мощностью, что предполагает дальнейшее развитие и большие изменения на нашей планете Земля. 5 ил.
Description
Изобретение относится к области энергетики и может найти свое применение в различных сферах человеческой деятельности, в т.ч. в военной промышленности, на транспорте, на судах надводного и подводного плавания, в авиации, в атомной энергетике и в других отраслях народного хозяйства, предназначен для получения электрической механической и тепловой энергии.
Известен энергетический комплекс, выбранный в качестве аналога, содержащий корпус, размещенные в нем шаровые роторно-турбинные силовые агрегаты, установленные между обоймами центральный вал, ротор и связанный с ними планетарный редуктор (RU патент №2005903 с 1, МПК 02 к 11/00, опубликован 15.01.1994 г.).
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа является энергетический комплекс, который содержит турбореактивный силовой агрегат, имеет форму двух реактивных двигателей, установленных соплами встречной направленности тепловых потоков, и размещен в корпусе такой же формы с теплообменником, расположенным в полости выхода реактивных тепловых потоков, на центральном валу, жестко соединенном с корпусом и по которому подается топливо, газ пропан с кислородом или другие виды, установлена камера сгорания овальной формы, по центру которой размещен теплонакопитель, металлический шар в керамической оболочке, турбина имеет форму корпуса с венцом лопаток, соединяющим сопла реактивных двигателей, установлена турбина на подшипниках на центральном валу со шкивами отбора мощности, которые соединены ременной передачей с электродвигателем, КПП и генератором. (RU патент №2679582 с 1, МПК).
Недостатками данного энергетического комплекса являются ограниченные функциональные возможности за счет невозможности установления всех узлов и агрегатов в корпусе энергетического комплекса, обеспечивающих работу и не использование электрического разогрева теплонакопителя.
Технической проблемой изобретения является создание энергетического комплекса с расширенными функциональными возможностями с установлением в корпусе энергетического комплекса всех узлов и агрегатов, обеспечивающих работу и использование электрического разогрева теплонакопителя.
Указанная техническая проблема решается тем, что согласно изобретению, в корпусе энергетического комплекса установлены все узлы и агрегаты, обеспечивающие встречное горение различных видов топлива, в том числе природный газ и мазут и электрический разогрев теплонакопителя, получаемая энергия от которых преобразовывается в электрическую, механическую и тепловую, а режим работы циклический сменный, встречного горения топлива с электрическим разогревом теплонакопителя. Установленные все узлы и агрегаты в корпусе энергетического комплекса обеспечивающие циклический сменный режим работы, а также изменение мощности без изменений габаритов, устанавливая в корпус от трех и более роторно-турбинных силовых агрегатов. Электрический разогрев теплонакопителя обеспечит значительную экономию сгораемого топлива, высокую экологичность и надежность в работе. Расширяются функциональные возможности.
На фиг. 1 представлена схема энергетического комплекса, в котором установлены роторно-турбинные силовые агрегаты, связанные между собой и центральным валом, ротором комплекса, планетарным редуктором, крутящие моменты турбины и ротора роторно-турбинного силового агрегата могут передаваться на центральный вал или ротор комплекса. На фиг. 2 - поперечная схема рабочей полости роторно-турбинного силового агрегата с возможной винтовой конфигурацией лопастей ротора роторно-турбинного силового агрегата и лопаток турбины. На фиг. 3 представлена продольная схема роторно-турбинного силового агрегата, количество установленных в комплексе силовых агрегатов может быть от трех и более. На фиг. 4 представлена схема движения встречных реактивных тепловых потоков в роторно-турбинном силовом агрегате. На фиг. 5 представлен теплонакопитель с электрическим разогревом.
Энергетический комплекс содержит корпус 1, выполненный в виде формы двух реактивных двигателей, установленных соплами встречной направленности тепловых потоков, генераторы 2 установлены по обе стороны корпуса, теплообменник 3 размещен в полости выхода отработанных газов и имеет форму трубы согнутой кольцами. Внутри корпуса 1 установлен ротор комплекса 4, повторяющий форму корпуса. Ротор комплекса 4 связан жестко со статорами генераторов 2. С внутренней стороны ротора комплекса 4 установлены роторно-турбинные силовые агрегаты 6, повторяющие форму корпуса 1, количество устанавливаемых силовых агрегатов от трех и более. Рабочая полость 7 овальной формы, турбина 8 повторяет форму корпуса 1, венец лопаток турбины 15 соединяющий сопла реактивных двигателей установленных соплами встречной направленности тепловых потоков. Ротор 9 роторно-турбинного силового агрегата включает в себя камеру сгорания 13 с отводными валами камеры сгорания 24, на камере сгорания ротора 9 роторно-турбинного силового агрегата установлены винтовые лопасти 10 с направлением встречных реактивных тепловых потоков 5 на венец лопаток турбины 15. Турбокомпрессоры 16, лопасти турбокомпрессоров установлены на турбине 8 и отводных валах камеры сгорания 24 ротора 9 роторно-турбинного силового агрегата, турбина 8 и ротор 9 роторно-турбинного силового агрегата вращаются в противоположных направлениях, что с большой эффективностью дает возможность нагнетания встречных потоков воздуха в рабочую полость 7 роторно-турбинных силовых агрегатов 6. Вентиляторы 22 подают воздух на турбокомпрессоры 16, а также обеспечивают продув полости между роторно-турбинными силовыми агрегатами 6 ротором комплекса 4 и топливным баком 18, лопасти вентиляторов установлены на роторе комплекса 4 и центральном валу 17. Топливный бак 18, топливо из топливного бака 18 под давлением по центральному валу 17 через трубопровод, соединяющий центральный вал с отводными валами камеры сгорания 24 поступает в камеру сгорания 13, смешиваясь с воздухом, сгорает во встречном горении, управляет подачей топлива электронная система с аккумуляторными батареями 19, заправляется топливный бак через пустотелый центральный вал 17. Планетарный редуктор 20, через который передаются крутящие моменты с турбины 8 и ротора 9 роторно-турбинного силового агрегата на центральный вал 17 или на ротор комплекса 4. Тормоза 21 с электронным управлением, особенностью которых является то, что если в заторможенном состоянии находится центральный вал 17, то автоматически в расторможенном ротор комплекса 4 и наоборот. Встречное реактивное движения тепловых потоков 5 проходят рабочую полость 7, через винтовые лопасти 10 ротора 9 роторно-турбинного силового агрегата и венец лопаток турбины 15, отдавая свою кинетическую энергию, вращает турбину 8 и ротор 9 роторно-турбинного силового агрегата в противоположных направлениях, дополнительно обеспечивая горение топлива в камере сгорания. Камера сгорания 13 овальной формы, с окнами выхода тепловых потоков 12, свечей зажигания 11 с винтовыми лопастями 10 выполняющими дополнительную функцию ребер жесткости, с отводными валами камеры сгорания 24, по которым подается топливо в камеру сгорания. Графитовые стержни 23 под посредством аккумуляторных батарей 19 через графитовые стержни происходит зажигание топливной смеси в камере сгорания и электрический разогрев теплонакопителя в контакте с соединительными стержнями спирали. Теплонакопитель 14, с шаровой оболочкой 25, спиралью нагрева 27, контактные стержни 28, наполнитель 26, решетчатая металлическая капсула 29.
Энергетический комплекс может работать в различных экстремальных условиях, при низких и высоких температурах, в космосе, под водой и над водой. В условиях ведения военных действий, в случае повреждения электросистем и выхода из строя генераторов, комплекс может продолжать работать, вырабатывая механическую и тепловую энергию. Схема энергетического комплекса и роторно-турбинные силовые агрегаты обеспечивают использование и преобразование встречного горения различных видов топлива, в том числе природный газ и мазут, в условиях небольшого давления и невысокой температуры получаемое встречное реактивное движение тепловых потоков преобразовывается в электрическую, механическую и тепловую энергию, что также значительно расширяет функциональные возможности энергетического комплекса. Тормоза обеспечивают надежную и бесперебойную работу генераторов. Установленные все узлы и агрегаты в корпусе энергетического комплекса и электрический разогрев теплонакопителя обеспечивают циклический сменный режим работы, с экономией сгораемого топлива, высокой экологичностью, надежностью в работе, с изменением мощности без изменения габаритов.
Энергический комплекс работает следующим образом: режим работы цикилически сменный, встречное горение различных видов топлива с электрическим разогревом теплонакопителя, из топливного бака 18 топливо через отводные валы камеры сгорания 24 поступает в камеру сгорания 13, под посредством аккумуляторных батарей 19 и графитовых стержней 23 через свечу зажигания 11 происходит зажигание топливной смеси в камере сгорания начинается режим работы цикла встречного горения топлива. Резко увеличивается температура в рабочей полости 7, через окна выхода тепловых потоков 12 происходит нагревание рабочей полости 7 винтовых лопастей 10, а также разогрев теплонакопителя 14 до высокой температуры, при достижении высокой температуры автоматически прекращается подача топлива в камеру сгорания, работу энергетического комплекса обеспечивают теплонакопители, начинается режим работы цикла внутреннего электрического разогрева теплонакопителя, под посредством аккумуляторных батарей до определенного уровня разряда, отдавая тепловую энергию накачиваемому воздуху турбокомпрессорами, в рабочую полость роторно-турбинных силовых агрегатов. Вентиляторы 22 подают воздух на турбокомпрессоры 16, которые нагнетают встречные потоки воздуха в рабочую полость 7 роторно-турбинных силовых агрегатов 6. Получаемое встречное реактивное движения тепловых потоков 5, проходя через винтовые лопасти 10 и венец лопаток турбины 15, отдавая свою кинетическую энергию, вращают турбину 7 и ротор 9 роторно-турбинного силового агрегата в противоположных направлениях, крутящие моменты которых через планетарный редуктор 20 передаются на центральный вал 17 или на ротор комплекса 4, а так как центральный вал 17 связан с роторами генераторов и ротор комплекса 4 жестко соединен со статорами генераторов, а в постоянном вращении находится или центральный вал или ротор комплекса, что обеспечивает постоянную надежную работу генераторов. Встречное реактивное движения тепловых потоков отдав свою кинетическую энергию поступает в полость выхода отработанных газов в атмосферу, проходя через теплообменник 3 отдает тепловую энергию, тем самым увеличивая КПД энергетического комплекса, обеспечивая потребителя тепловой энергией. При вращении центрального вала 17 дополнительно с электрической энергией может использоваться и механическая энергия.
Таким образом, установлены все узлы и агрегаты в корпусе энергетического комплекса, обеспечивающие встречное горение различных видов топлива, в том числе природный газ и мазут, и электрический разогрев теплонакопителя, получаемая энергия от которых преобразовывается в электрическую, механическую и тепловую, а режим работы циклический сменный, встречного горения топлива с электрическим разогревом теплонакопителя. Установлены все узлы и агрегаты в корпусе энергетического комплекса позволяют без особых изменений габаритов менять мощность комплекса. Электрический разогрев теплонакопителя обеспечивает значительную экономию сгораемого топлива, высокую экологичность, надежность в работе, расширяет функциональные возможности. Энергетический комплекс с циклическим сменным режимом работы обеспечивающий преобразование встречного горения различных видов топлива, в том числе природный газ и мазут и электрический разогрев теплоносителя, получаемая энергия от которых преобразовывается в электрическую, механическую и тепловую.
Claims (1)
- Энергетический комплекс для выработки электрической, механической и тепловой энергии, содержащий турбореактивный силовой агрегат, имеющий форму двух реактивных двигателей, установленных соплами встречной направленности тепловых потоков, и размещенный в корпусе такой же формы с теплообменником, расположенным в полости выхода реактивных тепловых потоков, на центральном валу, жестко соединенном с корпусом и по которому подается топливо, газ пропан с кислородом или другие виды, установлена камера сгорания овальной формы, по центру которой размещен теплонакопитель, металлический шар в керамической оболочке, турбина имеет форму корпуса с венцом лопаток, соединяющим сопла реактивных двигателей, установлена турбина на подшипниках на центральном валу со шкивами отбора мощности, которые соединены ременной передачей с электродвигателем, КПП и генератором, отличающийся тем, что в корпусе энергетического комплекса установлены все узлы и агрегаты, обеспечивающие встречное горение различных видов топлива, в том числе природный газ и мазут, и электрический разогрев теплонакопителя, получаемая энергия от которых преобразовывается в электрическую, механическую и тепловую, а режим работы циклический сменный, встречного горения топлива с электрическим разогревом теплонакопителя.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019125051A RU2716933C1 (ru) | 2019-08-06 | 2019-08-06 | Энергетический комплекс |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019125051A RU2716933C1 (ru) | 2019-08-06 | 2019-08-06 | Энергетический комплекс |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2716933C1 true RU2716933C1 (ru) | 2020-03-17 |
Family
ID=69898313
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019125051A RU2716933C1 (ru) | 2019-08-06 | 2019-08-06 | Энергетический комплекс |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2716933C1 (ru) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1787200A3 (ru) * | 1990-02-08 | 1993-01-07 | Dmitrotsa Ivan | Гaзotуpбиhhый дbигateль дmиtpoцы |
RU2435050C2 (ru) * | 2009-03-13 | 2011-11-27 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Центр Кортэс" | Энергоаккумулирующая установка |
US20150207382A1 (en) * | 2012-08-14 | 2015-07-23 | Siemens Aktiengesellschaft | Power station arrangement with high-temperature storage unit |
GB2525686A (en) * | 2014-04-30 | 2015-11-04 | Stephen Desmond Lewis | Thermal energy storage |
RU2014138781A (ru) * | 2014-09-24 | 2016-04-10 | Алексей Васильевич Корнеенко | Энергетический комплекс |
-
2019
- 2019-08-06 RU RU2019125051A patent/RU2716933C1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1787200A3 (ru) * | 1990-02-08 | 1993-01-07 | Dmitrotsa Ivan | Гaзotуpбиhhый дbигateль дmиtpoцы |
RU2435050C2 (ru) * | 2009-03-13 | 2011-11-27 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Центр Кортэс" | Энергоаккумулирующая установка |
US20150207382A1 (en) * | 2012-08-14 | 2015-07-23 | Siemens Aktiengesellschaft | Power station arrangement with high-temperature storage unit |
GB2525686A (en) * | 2014-04-30 | 2015-11-04 | Stephen Desmond Lewis | Thermal energy storage |
RU2014138781A (ru) * | 2014-09-24 | 2016-04-10 | Алексей Васильевич Корнеенко | Энергетический комплекс |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6295803B1 (en) | Gas turbine cooling system | |
WO2011058832A1 (ja) | エンジン廃熱回収発電ターボシステムおよびこれを備えた往復動エンジンシステム | |
JPWO2006064719A1 (ja) | 電気エネルギー発生システム | |
RU2716933C1 (ru) | Энергетический комплекс | |
RU2720368C1 (ru) | Энергетический комплекс | |
RU2696721C1 (ru) | Энергетический комплекс | |
RU2199020C2 (ru) | Способ работы комбинированной газотурбинной установки системы газораспределения и комбинированная газотурбинная установка для его осуществления | |
CN104929777B (zh) | 轴流式热电装置 | |
RU2711905C1 (ru) | Способ преобразования тепловой энергии | |
RU2441998C1 (ru) | Газотурбинный струйный двигатель | |
RU2726443C1 (ru) | Энергетический комплекс | |
RU2679582C1 (ru) | Энергетический комплекс | |
RU2777154C1 (ru) | Энергетический комплекс | |
JP5004373B1 (ja) | 回転型内燃機関 | |
Han et al. | Design and simulation of 500W ultra-micro gas turbine generator | |
RU2716633C2 (ru) | Винтовая турбина | |
CN101372915B (zh) | 单组元微型透平发电系统 | |
RU2794396C1 (ru) | Детонационная энергетическая установка криштопа (дэук) и способ функционирования дэук (варианты) | |
US20210293181A1 (en) | A system and a method for power generation | |
Matviienko et al. | Closed-cycle micro gas-turbine system with overexpansion turbines and heat regeneration for underwater application | |
CN204851441U (zh) | 轴流式热电装置 | |
RU114484U1 (ru) | Установка для получения электроэнергии в газовом тракте парогазовых и паросиловых установок тепловых электростанций | |
RU2784789C1 (ru) | Конструкция газотурбинного двигателя с поперечным потоком и цифровым управлением | |
RU2065978C1 (ru) | Паросиловая двигательная установка | |
ES2678594B1 (es) | Sistema de generacion de energia electrica mediante turbomaquinaria hibrida |