RU2766948C1 - Energy-cooling system for special fortification, functioning without connection to atmosphere - Google Patents
Energy-cooling system for special fortification, functioning without connection to atmosphere Download PDFInfo
- Publication number
- RU2766948C1 RU2766948C1 RU2020111866A RU2020111866A RU2766948C1 RU 2766948 C1 RU2766948 C1 RU 2766948C1 RU 2020111866 A RU2020111866 A RU 2020111866A RU 2020111866 A RU2020111866 A RU 2020111866A RU 2766948 C1 RU2766948 C1 RU 2766948C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- engine
- power plant
- autonomous power
- water
- heat exchanger
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02G—HOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F02G1/00—Hot gas positive-displacement engine plants
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B1/00—Compression machines, plants or systems with non-reversible cycle
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F41—WEAPONS
- F41H—ARMOUR; ARMOURED TURRETS; ARMOURED OR ARMED VEHICLES; MEANS OF ATTACK OR DEFENCE, e.g. CAMOUFLAGE, IN GENERAL
- F41H11/00—Defence installations; Defence devices
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано в качестве энергохолодильной системы для объектов, функционирующих без связи с атмосферой, например для специальных фортификационных сооружений.The invention relates to the field of thermal power engineering and can be used as an energy-refrigeration system for objects operating without communication with the atmosphere, for example, for special fortifications.
Известны автономные стационарные энергохолодильные системы для объектов, функционирующих без связи с атмосферой, представляющие собой структурно-функциональное объединение преобразователя прямого цикла (двигателя) и преобразователя обратного цикла (холодильной машины), предназначенных для совместного производства электрической энергии и холода за счет энергии высокотемпературного источника теплоты. Энергохолодильные системы могут создаваться на основе различных типов преобразователей, причем двигатель служит для получения электрической энергии, а холодильная машина - для получения холода. Для нормального функционирования двигателя и холодильной машины от них необходимо отводить тепло (1 и 2 законы термодинамики), и ввиду отсутствия связи с атмосферой, это низкопотенциальное тепло должно аккумулироваться и складироваться внутри объекта. Поэтому охлаждение преобразователей осуществляется за счет теплоаккумулирующего вещества (TAB), в качестве которого выступает вода, при температуре около +4°С, что обуславливает необходимость создания хранилищ с большими объемами для хранения холодной воды и воды аккумулировавшей тепло от двигателя и холодильной машины. Недостатком является то, что хотя структурно-функциональное объединение двигателя и холодильной машины позволяет сократить потребление TAB, за счет переключения схем подачи холодной воды в холодильники двигателя и холодильной машины, однако и в этом случае запасы TAB составляют значительный процент от объема объекта в целом (Гришутин М.М., Севастьянов А.П. Теория и методы расчетов автономных энергохолодильных установок. М.: Изд. МЭИ, 1992. - 240 с).Autonomous stationary energy-refrigeration systems are known for objects operating without communication with the atmosphere, which are a structural and functional combination of a direct cycle converter (engine) and a reverse cycle converter (refrigeration machine) designed for the joint production of electrical energy and cold due to the energy of a high-temperature heat source. Energy-refrigeration systems can be created on the basis of various types of converters, and the engine is used to produce electrical energy, and the refrigeration machine is used to produce cold. For the normal functioning of the engine and the refrigeration machine, it is necessary to remove heat from them (the laws of thermodynamics 1 and 2), and due to the lack of connection with the atmosphere, this low-potential heat must be accumulated and stored inside the object. Therefore, the converters are cooled by means of a heat-accumulating substance (TAB), which is water, at a temperature of about +4°C, which necessitates the creation of storage facilities with large volumes for storing cold water and water that has accumulated heat from the engine and refrigeration machine. The disadvantage is that although the structural and functional combination of the engine and the refrigeration machine makes it possible to reduce the consumption of TAB by switching the schemes for supplying cold water to the refrigerators of the engine and the refrigeration machine, however, in this case, the TAB reserves make up a significant percentage of the volume of the facility as a whole (Grishutin M.M., Sevastyanov A.P. Theory and methods of calculation of autonomous energy-refrigeration installations, M.: MPEI Publishing House, 1992. - 240 p.).
Известны структурные решения теплоотведения от энергосистемы с автономной электростанцией на основе газовой турбины, с целью обеспечения минимального удельного расхода охлаждающей жидкости. Это требование имеет решающее значение как для установок, размещенных в районах с острым дефицитом охлаждающей жидкости, так и для автономных систем, не допускающих использование внешних источников для отвода остаточного тепла (Солдатов В.А. Термодинамический анализ параметров изолированной энергосистемы с минимальным потреблением хладоагента на основе газотурбинной схемы преобразования энергии. М., 1988 - С. 25-37.).Structural solutions for heat removal from a power system with an autonomous power plant based on a gas turbine are known in order to ensure a minimum specific flow rate of the coolant. This requirement is of decisive importance both for installations located in areas with an acute shortage of coolant, and for autonomous systems that do not allow the use of external sources to remove residual heat (Soldatov V.A. Thermodynamic analysis of the parameters of an isolated power system with a minimum consumption of refrigerant based on gas turbine scheme for energy conversion. M., 1988 - S. 25-37.).
Однако из данного источника не ясно как решается вопрос снятия тепловой нагрузки с потребителей, используется ли пассивная или активная система теплоотведения внутри объекта.However, from this source it is not clear how the issue of removing the heat load from consumers is being solved, whether a passive or active heat removal system is used inside the facility.
Известна принципиальная схема энергохолодильной системы для специального фортификационного сооружения, содержащая автономную электростанцию на основе дизеля замкнутого цикла на синтез-газе и холодильной машины (машину Вюлемье-Такониса), работа которой осуществляется за счет отработавших газов дизеля, а также емкость с окислителем (жидким кислородом) (Патент РФ №2088864, опубл. от 27.08.97, Бюл. №24). Однако, работа дизеля на синтез-газе с внешним смесеобразованием приводит к снижению КПД.A schematic diagram of an energy-refrigeration system for a special fortification is known, containing an autonomous power plant based on a closed-cycle diesel engine running on synthesis gas and a refrigeration machine (Vulemier-Taconis machine), which is operated by diesel exhaust gases, as well as a container with an oxidizer (liquid oxygen) (Patent of the Russian Federation No. 2088864, published on 27.08.97, Bull. No. 24). However, the operation of a diesel engine on synthesis gas with external mixture formation leads to a decrease in efficiency.
Известна автономная (работающая без потребления атмосферного воздуха) энергетическая установка, включающая в себя двигатель (двигатель Стерлинга), емкости для хранения горючего (дизельного топлива) и окислителя (жидкого кислорода), причем емкость с окислителем выполнена в виде теплоизолированного бака, обеспечивающим минимальный уровень поглощения тепла от окружающей среды (Батырев А.Н., Кошеверов В.Д., Лейкин О.Ю. Корабельные ядерные энергетические установки зарубежных стран. С-Пб., "Судостроение", 1994. - стр. 216-217).A self-contained (operating without consumption of atmospheric air) power plant is known, which includes an engine (Sterling engine), storage tanks for fuel (diesel fuel) and an oxidizer (liquid oxygen), and the tank with the oxidizer is made in the form of a heat-insulated tank, providing a minimum level of absorption heat from the environment (Batyrev A.N., Kosheverov V.D., Leikin O.Yu. Ship nuclear power plants of foreign countries. St. Petersburg, "Shipbuilding", 1994. - pp. 216-217).
Недостатком данного технического решения является то, что в процессе работы установки образуются отработанные газы, состоящие в основном из различных окислов, которые необходимо удалять из объекта, что приводит к демаскирующему эффекту.The disadvantage of this technical solution is that during the operation of the installation, exhaust gases are formed, consisting mainly of various oxides, which must be removed from the object, which leads to an unmasking effect.
Известны способы мокрой очистки отходящих газов горения (СНиП2.01.28-85. Полигоны по обезвреживанию и захоронению токсичных промышленных отходов. Пособие по проектированию. - М.: ЦИТП Госстроя СССР №1990, дата введения 1984.07.15, дата актуализации теста документа 2008-10-01).Known methods for wet cleaning of combustion exhaust gases (SNiP2.01.28-85. Landfills for the neutralization and disposal of toxic industrial waste. Design guide. - M .: CITP Gosstroy of the USSR No. 1990, date of introduction 1984.07.15, date of updating the test document 2008-10 -01).
Основной недостаток всех методов мокрой очистки газов от аэрозолей - это образование больших объемов жидких химически грязных отходов. Поэтому если не предусмотрена система хранения жидких отходов, то мокрые способы газоочистки по существу только переносят загрязнители из газовых выбросов в сточные воды, т.е. из атмосферы в водоемы.The main disadvantage of all methods of wet purification of gases from aerosols is the formation of large volumes of liquid chemically dirty waste. Therefore, unless a liquid waste storage system is provided, wet scrubbing processes essentially only transfer contaminants from the gaseous emissions to the wastewater, i.e. from the atmosphere to water bodies.
Известны способы мокрой очистки отходящих газов горения, в которых вода используется для отделения дисперсной или газообразной примеси от отработанных газа, при этом улавливаются аэрозоли и хорошо растворимые в воде газы. Простейшими аппаратами для мокрой очистки являются контактные теплообменники (например, скрубберы) - полые вертикальные колонны круглого или прямоугольного сечения. Колонна орошается водой, которая разбрызгивается через форсунки, обеспечивая хороший массообмен между очищаемым газом и жидкостью (Патент РФ №2475295, опубл. от 20.02.2013, Бюл. №5).Known methods of wet cleaning of combustion exhaust gases, in which water is used to separate dispersed or gaseous impurities from the exhaust gas, while aerosols and gases that are readily soluble in water are captured. The simplest devices for wet cleaning are contact heat exchangers (for example, scrubbers) - hollow vertical columns of round or rectangular cross section. The column is irrigated with water, which is sprayed through the nozzles, providing a good mass transfer between the purified gas and liquid (RF Patent No. 2475295, publ. from 20.02.2013, Bull. No. 5).
Известна автономная энергохолодильная система специального фортификационного сооружения, предназначенная для работы в режиме полной изоляции, содержащая автономную электростанцию, включающую в себя двигатель и электрогенератор, холодильную машину, систему кондиционирования воздуха специального фортификационного сооружения, связанную с холодильной машиной контуром теплоносителя с насосом, емкость с горючим и линию подачи горючего в двигатель автономной электростанции, емкость с окислителем (кислородом) и линию подачи окислителя в двигатель автономной электростанции, хранилище технической воды, из которого техническая вода подается по трубопроводам для охлаждения двигателя автономной электростанции и холодильной машины, при этом хранилище технической воды расположено в нижней части специального фортификационного сооружения (Патент РФ №2620698, опубл. от 29.05.2017, Бюл. №16).Known autonomous energy-refrigeration system of a special fortification, designed to operate in full isolation, containing an autonomous power plant, including an engine and a generator, a refrigeration machine, an air conditioning system of a special fortification, connected to the refrigeration machine by a coolant circuit with a pump, a container with fuel and a line for supplying fuel to the engine of an autonomous power plant, a container with an oxidizer (oxygen) and a line for supplying an oxidizer to the engine of an autonomous power plant, an industrial water storage from which industrial water is supplied through pipelines to cool the engine of an autonomous power plant and a refrigerating machine, while the industrial water storage is located in the lower part of a special fortification (RF Patent No. 2620698, published on May 29, 2017, Bull. No. 16).
Однако в данном техническом решении не решена проблема сбора и утилизации внутри специального фортификационного сооружения отработанных газов двигателя автономной электростанции в режиме полной изоляции, исключающей выброс отработанных газов за пределы СФС, а также недостатком является низкая эффективность использования холодильного потенциала технической воды в виду отсутствия возможности регулирования и перенаправления потоков воды, идущих на охлаждения холодильной машины и двигателя автономной электростанции.However, this technical solution does not solve the problem of collecting and utilizing exhaust gases from the engine of an autonomous power plant inside a special fortification in full isolation mode, which excludes the emission of exhaust gases outside the SPS, and the disadvantage is the low efficiency of using the refrigeration potential of process water due to the lack of control and redirection of water flows going to cool the refrigeration machine and the engine of an autonomous power plant.
Известно устройство каталитического очистителя выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания от токсичных веществ, содержащий корпус с патрубками для входа и выхода выхлопных газов, внутри которого размещен пакет каталитических элементов, при этом последние выполнены из пористых металлов со сквозными порами и каталитически активным покрытием, а каталитические элементы выполнены из металлов: никеля, кобальта, меди, железа, хрома или их сплавов. Использование пористого металла в качестве носителя катализатора позволяет улучшить эксплуатационные свойства очистителя, в частности обеспечить эффективную очистку выхлопных газов в широком диапазоне рабочих режимов ЛВС (Патент РФ №2107171, опубл. от 20.03.1998 г.).A device for a catalytic exhaust gas purifier of internal combustion engines from toxic substances is known, containing a housing with nozzles for inlet and outlet of exhaust gases, inside which a package of catalytic elements is placed, while the latter are made of porous metals with through pores and a catalytically active coating, and the catalytic elements are made from metals: nickel, cobalt, copper, iron, chromium or their alloys. The use of a porous metal as a catalyst carrier makes it possible to improve the performance properties of the purifier, in particular, to ensure effective exhaust gas purification in a wide range of operating modes of the LVS (RF Patent No. 2107171, publ. from 20.03.1998).
Известна энергохолодильная система для специального фортификационного сооружения, функционирующего без связи с атмосферой, содержащая автономную электростанцию, включающую в себя двигатель, в виде дизеля замкнутого цикла, и электрогенератор, холодильную машину, емкость с горючим и линию подачи горючего в двигатель автономной электростанции, емкость с окислителем (кислородом) и линию подачи окислителя в двигатель автономной электростанции, хранилище холодной технической воды, хранилище нагретой технической воды, при этом техническая вода из хранилища холодной технической воды подается по трубопроводам последовательно для охлаждения холодильной машины и двигателя автономной электростанции, а после охлаждения двигателя автономной электростанции по трубопроводу сливается в хранилище нагретой технической воды (Патент РФ №2176055, опубл. от 20.11.2001 Бюл. №32).Known energy-refrigeration system for a special fortification, functioning without communication with the atmosphere, containing an autonomous power plant, including an engine in the form of a closed-cycle diesel engine, and an electric generator, a refrigeration machine, a fuel tank and a fuel supply line to the engine of an autonomous power plant, a tank with an oxidizer (oxygen) and the line for supplying the oxidizer to the engine of the autonomous power plant, the storage of cold technical water, the storage of heated technical water, while the process water from the storage of cold technical water is supplied through pipelines in series to cool the refrigeration machine and the engine of the autonomous power plant, and after cooling the engine of the autonomous power plant it is drained through the pipeline into the storage of heated technical water (RF Patent No. 2176055, published on November 20, 2001 Bull. No. 32).
Однако, данное техническое решение имеет сложное технологическое и взрывоопасное оборудование с применением щелочноземельного металла для использования отработанных газов двигателя в качестве искусственной газовой среды для дизеля замкнутого цикла, а также неэффективное регулирование расхода технической воды для охлаждения двигателя автономной электростанции при изменении его мощности вследствие жесткой связи трубопровода технической воды между системами охлаждения холодильной машины и двигателя автономной электростанции.However, this technical solution has complex technological and explosive equipment using alkaline earth metal for using engine exhaust gases as an artificial gas medium for a closed-cycle diesel engine, as well as inefficient regulation of the flow of technical water for cooling the engine of an autonomous power plant when its power changes due to the rigid connection of the pipeline technical water between the cooling systems of the refrigeration machine and the engine of an autonomous power plant.
Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, заключается в повышении эффективности регулирования расхода технической воды для охлаждения двигателя автономной электростанции, а также повышения качества очистки отработанных газов двигателя автономной электростанции для их повторного использования в качестве дополнительного компонента к окислителю.The technical result that can be obtained by implementing the invention is to increase the efficiency of regulating the flow of technical water for cooling the engine of an autonomous power plant, as well as improving the quality of cleaning exhaust gases from the engine of an autonomous power plant for their reuse as an additional component to the oxidizer.
Для достижения данного технического результата энергохолодильная система для специального фортификационного сооружения, функционирующего без связи с атмосферой, содержащая автономную электростанцию, включающую в себя двигатель, в виде дизеля замкнутого цикла, и электрогенератор, холодильную машину, емкость с горючим и линию подачи горючего в двигатель автономной электростанции, емкость с окислителем и линию подачи окислителя в двигатель автономной электростанции, хранилище чистой холодной технической воды, хранилище нагретой технической воды, при этом техническая вода из хранилища холодной технической воды подается по трубопроводам последовательно для охлаждения холодильной машины и двигателя автономной электростанции, а после охлаждения двигателя автономной электростанции по трубопроводу сливается в хранилище нагретой технической воды, согласно изобретения, хранилища чистой холодной технической воды и нагретой технической воды выполнены в виде отдельных теплоизолированных железобетонных резервуаров, и снабжена линией подачи воды с циркуляционным насосом из хранилища чистой холодной технической воды, разделяющейся после циркуляционного насоса на два трубопровода, один из которых, трубопровод, идущий на охлаждение холодильной машины, другой, трубопровод, идущий в промежуточную емкость, на каждом из этих трубопроводов установлены регулируемые вентили, при этом трубопровод, идущий на охлаждение холодильной машины, после выхода из холодильной машины соединен с промежуточной емкостью, линией подачи технической воды с циркуляционным насосом из промежуточной емкости в двигатель автономной электростанции для его охлаждения, контактным теплообменником для очистки отработанных газов двигателя автономной электростанции технической водой, линией подачи отработанных газов от двигателя автономной электростанции в контактный теплообменник с расположенным на ней каталитическим очистителем отработанных газов, линией подачи нагретой технической воды от двигателя автономной электростанции в контактный теплообменник, линией слива нагретой грязной технической воды с циркуляционным насосом из контактного теплообменника в хранилище нагретой технической воды, а также линией подачи очищенных отработанных газов из контактного теплообменника в линию подачи окислителя в двигатель автономной электростанции, при этом линия подачи очищенных отработанных газов из контактного теплообменника снабжена фильтром осушителем и компрессором.To achieve this technical result, an energy-refrigeration system for a special fortification that operates without communication with the atmosphere, containing an autonomous power plant, including an engine in the form of a closed-cycle diesel engine, and an electric generator, a refrigeration machine, a fuel tank and a fuel supply line to the engine of an autonomous power plant , a container with an oxidizer and a line for supplying an oxidizer to the engine of an autonomous power plant, a storage of clean cold industrial water, a storage of heated industrial water, while the industrial water from the storage of cold technical water is supplied through pipelines in series to cool the refrigeration machine and the engine of an autonomous power plant, and after cooling the engine autonomous power plant through a pipeline merges into the storage of heated process water, according to the invention, the storage of clean cold process water and heated process water is made in the form of separate heat-insulated reinforced concrete th tanks, and is equipped with a water supply line with a circulation pump from a storage of clean cold technical water, which is divided after the circulation pump into two pipelines, one of which is a pipeline going to cool the refrigeration machine, the other is a pipeline going to an intermediate tank, on each of these pipelines, adjustable valves are installed, while the pipeline going to cool the refrigeration machine, after leaving the refrigeration machine, is connected to an intermediate tank, a service water supply line with a circulation pump from the intermediate tank to the engine of an autonomous power plant for cooling it, a contact heat exchanger for cleaning exhaust gases engine of an autonomous power plant with technical water, a line for supplying exhaust gases from an engine of an autonomous power plant to a contact heat exchanger with a catalytic exhaust gas purifier located on it, a line for supplying heated technical water from an engine of an autonomous power plant units to a contact heat exchanger, a line for draining heated dirty process water with a circulation pump from a contact heat exchanger to a storage of heated process water, as well as a line for supplying purified exhaust gases from a contact heat exchanger to an oxidizer supply line to an autonomous power plant engine, while a line for supplying purified exhaust gases from contact heat exchanger is equipped with a filter drier and a compressor.
Введение в состав энергохолодильной системы для специального фортификационного сооружения, функционирующего без связи с атмосферой, хранилищ чистой холодной технической воды и нагретой технической воды, выполненных в виде отдельных теплоизолированных железобетонных резервуаров, линии подачи воды с циркуляционным насосом из хранилища холодной технической воды, разделяющейся после циркуляционного насоса на два трубопровода, один из которых, трубопровод, идущий на охлаждение холодильной машины, другой, трубопровод, идущий в промежуточную емкость, на каждом из этих трубопроводов установлены регулируемые вентили, при этом трубопровод, идущий на охлаждение холодильной машины, после выхода из холодильной машины соединен с промежуточной емкостью, линии подачи технической воды с циркуляционным насосом из промежуточной емкости в двигатель автономной электростанции для его охлаждения, контактного теплообменника для очистки отработанных газов двигателя автономной электростанции технической водой, линии подачи отработанных газов от двигателя автономной электростанции в контактный теплообменник с расположенным на ней каталитическим очистителем отработанных газов, линии подачи нагретой технической воды от двигателя автономной электростанции в контактный теплообменник, линии слива нагретой грязной технической воды из контактного теплообменника в хранилище нагретой технической воды с циркуляционным насосом, а также линии подачи очищенных отработанных газов из контактного теплообменника в линию подачи окислителя в двигатель автономной электростанции, при этом линия подачи очищенных отработанных газов из контактного теплообменника снабжена фильтром осушителем и компрессором, позволяет получить новое свойство, заключающееся в возможности подачи части холодной воды для охлаждения холодильной машины, а затем, ее сброс в промежуточную емкость из которой осуществляется подача воды на охлаждение двигателя автономной электростанции дополнительно к технической воде, подаваемой непосредственно из хранилища холодной воды через промежуточную емкость, что обеспечивает повышение эффективности регулирования расхода технической воды для охлаждения двигателя автономной электростанции, а применение комбинированной очистки отработанных газов двигателя автономной электростанции, состоящей из каталитической очистки в каталитическом очистителе отработанных газов и последующей очистки газов за счет контакта с нагретой технической водой в контактном теплообменнике, что обеспечивает возможность повышения качества очистки отработанных газов двигателя автономной электростанции от вредных компонентов, окислов, сажи, золы и других несгоревших частиц топлива для повторного использования очищенных отработанных газов в качестве дополнительного компонента к окислителю.Introduction into the composition of the energy-refrigeration system for a special fortification that operates without communication with the atmosphere, storage facilities for clean cold industrial water and heated industrial water, made in the form of separate heat-insulated reinforced concrete tanks, a water supply line with a circulation pump from a cold industrial water storage, separated after the circulation pump on two pipelines, one of which is the pipeline going to the cooling of the refrigerating machine, the other is the pipeline going to the intermediate tank, adjustable valves are installed on each of these pipelines, while the pipeline going to the cooling of the refrigerating machine is connected after leaving the refrigerating machine with an intermediate tank, service water supply lines with a circulation pump from the intermediate tank to the engine of an autonomous power plant for its cooling, a contact heat exchanger for cleaning exhaust gases from the engine of an autonomous power plant with technical water, lines for supplying exhaust gases from the engine of an autonomous power plant to a contact heat exchanger with a catalytic exhaust gas purifier located on it, lines for supplying heated process water from an engine of an autonomous power plant to a contact heat exchanger, lines for draining heated dirty process water from a contact heat exchanger to a storage of heated process water with a circulation pump , as well as the lines for supplying purified exhaust gases from the contact heat exchanger to the line for supplying the oxidizer to the engine of an autonomous power plant, while the supply line for purified exhaust gases from the contact heat exchanger is equipped with a filter drier and a compressor, which makes it possible to obtain a new property, which consists in the possibility of supplying part of the cold water for cooling refrigerating machine, and then, its discharge into an intermediate tank from which water is supplied for cooling the engine of an autonomous power plant in addition to technical water supplied directly from the storage of cold water through an intermediate tank, which ensures an increase in the efficiency of regulating the flow of technical water for cooling the engine of an autonomous power plant, and the use of combined purification of exhaust gases from the engine of an autonomous power plant, consisting of catalytic purification in a catalytic exhaust gas purifier and subsequent gas purification due to contact with a heated technical water in a contact heat exchanger, which makes it possible to improve the quality of cleaning exhaust gases from the engine of an autonomous power plant from harmful components, oxides, soot, ash and other unburned fuel particles for reuse of purified exhaust gases as an additional component to the oxidizer.
На фиг. 1 изображена энергохолодильная система для специального фортификационного сооружения, функционирующего без связи с атмосферой. Энергохолодильная система для специального фортификационного сооружения, функционирующего без связи с атмосферой, размещена в подземном специальном фортификационном сооружении 1 и содержит автономную электростанцию, включающую двигатель 2 и электрогенератор (на рис. не показан), холодильную машину 3, емкость с горючим 4 и емкость с окислителем 5, хранилище чистой холодной технической воды 6, выполненное в виде теплоизолированного железобетонного резервуара, и хранилище нагретой технической воды 7, выполненное в виде теплоизолированного железобетонного резервуара.In FIG. 1 shows an energy-refrigeration system for a special fortification that operates without communication with the atmosphere. The energy-refrigeration system for a special fortification that operates without contact with the atmosphere is located in an underground special fortification 1 and contains an autonomous power plant, including an
Хранилище чистой холодной технической воды 6 и хранилище нагретой технической воды 7 расположены внутри специального фортификационного сооружения 1.Storage of clean cold
В состав автономной энергохолодильной системы также входит линия подачи воды 8 с циркуляционным насосом 9 из хранилища чистой холодной технической воды 6, разделяющаяся после циркуляционного насоса 9 на два трубопровода, один из которых, трубопровод 10 идет на охлаждение холодильной машины 3, другой, трубопровод 11 идет в промежуточную емкость 12, при этом трубопровод 10 после выхода из холодильной машины 3 соединяется с промежуточной емкостью 12, а также линии подачи технической воды 13 с циркуляционным насосом 14 из промежуточной емкости 12 в двигатель 2 автономной электростанции для его охлаждения. На трубопроводах 10 и 11 установлены регулируемые вентили, соответственно, 15 и 16.The autonomous energy-refrigeration system also includes a
В состав автономной энергохолодильной системы также входит контактный теплообменник 17, предназначенный для очистки отработанных газов двигателя 2 автономной электростанции технической водой. В контактный теплообменник 17 входит линия подачи отработанных газов 18 от двигателя 2 автономной электростанции с расположенным на ней каталитическим очистителем отработанных газов 19, а также линия подачи нагретой технической воды 20 от двигателя 2 автономной электростанции. Из контактного теплообменника 17 выходит линия слива нагретой грязной технической воды 21 с циркуляционным насосом 22, по которой производят сброс грязной воды из контактного теплообменника 17 в хранилище нагретой технической воды 7, а также линия подачи очищенных отработанных газов 23, которая присоединяется к линии подачи окислителя 24 через фильтр осушитель 25 и компрессор 26.The composition of the autonomous energy-refrigeration system also includes a
Горючее поступает из емкости с горючим 4 в двигателе 2 автономной электростанции по линии подачи горючего 27.The fuel comes from the
Автономная энергохолодильная система для специального фортификационного сооружения, функционирующего без связи с атмосферой, функционирует следующим образом.Autonomous energy-refrigeration system for a special fortification, functioning without communication with the atmosphere, operates as follows.
В повседневном режиме эксплуатации специального фортификационного сооружения 1 все системы жизнеобеспечения и технологическое оборудование работают за счет электроснабжения от внешней централизованной сети.In the daily mode of operation of the special fortification 1, all life support systems and technological equipment operate due to power supply from an external centralized network.
При применении вероятным противником высокоточного оружия, внешнее электроснабжение и подача атмосферного воздуха в специальное фортификационное сооружение 1 может быть прекращено из-за разрушений вокруг сооружения 1. В этом случае специальное фортификационное сооружение 1 начинает работать без связи с атмосферным воздухом за счет энергохолодильной системы (то есть в режиме полной изоляции), и запасов материальных сред (горючего, окислителя и технической воды), заблаговременно запасенных внутри специального фортификационного сооружения 1.When a potential enemy uses high-precision weapons, the external power supply and the supply of atmospheric air to the special fortification 1 can be stopped due to destruction around the structure 1. In this case, the special fortification 1 starts to work without communication with the atmospheric air due to the energy-refrigeration system (i.e. in the mode of complete isolation), and stocks of material media (fuel, oxidizer and technical water) stored in advance inside a special fortification 1.
В режиме полной изоляции энергоснабжение специального фортификационного сооружения 1 обеспечивается работой двигателя 2 автономной электростанции.In the full isolation mode, the power supply of the special fortification 1 is provided by the operation of the
Для обеспечения работы двигателя 2 автономной электростанции 2 в режиме полной изоляции, в двигатель 2 по линиям 24 и 27 подаются, соответственно, окислитель и горючие из емкостей 5 и 4, соответственно.To ensure the operation of the
В режиме полной изоляции термостатирование специального фортификационного сооружения 1 обеспечивается работой холодильной машины 3, связанной с системой кондиционирования воздуха СФС (на рис. не показана).In the full isolation mode, the temperature control of the special fortification 1 is provided by the operation of the
Для нормального функционирования двигателя 2 и холодильной машины 3 по линии подачи воды 8 циркуляционным насосом 9 обеспечивается подача технической воды из хранилища чистой холодной технической воды 6. При этом линии подачи воды 8 после циркуляционного насоса 9 разделяется на два трубопровода, один из которых, трубопровод 10 идет на охлаждение холодильной машины 3, другой, трубопровод 11 идет в промежуточную емкость 12, при этом трубопровод 10 после выхода из холодильной машины 3 соединяется с промежуточной емкостью 12. На трубопроводах 10 и 11 установлены регулируемые вентили, соответственно, 15 и 16.For the normal operation of the
Такое разделение линии подачи воды 8 дает возможность использования воды, идущей на охлаждения холодильной машины 3, в дальнейшем для охлаждения двигателя 2 автономной электростанции, которое осуществляется за счет линии подачи технической воды 13 с циркуляционным насосом 14 из промежуточной емкости 12 в двигатель 2 автономной электростанции.Such a separation of the
Данное обстоятельство обусловлено тем, что в конденсаторе холодильной машины 3, согласно второго закона термодинамики, охлаждающая техническая вода нагревается до температуры не более 30°С, а в двигатель 2 автономной электростанции (например, дизель) охлаждающая вода может подаваться с температурой до 80°С, то есть имеется возможность использования холодильного потенциала воды после охлаждения холодильной машины 3. Такая схема подачи воды, а также использование регулируемых вентилей 15 и 16, позволяет регулировать потоки воды через трубопроводы 10 и 11 через промежуточную емкость 12, что обеспечивает повышение эффективности регулирования расхода технической воды для охлаждения двигателя 2 автономной электростанции из хранилища холодной технической воды 6.This circumstance is due to the fact that in the condenser of the
Контактный теплообменник 17 предназначен для очистки отработанных газов двигателя 2 автономной электростанции технической водой. Для этого в контактный теплообменник 17 входит линия подачи отработанных газов 18 от двигателя 2 автономной электростанции и линия подачи нагретой технической воды 20 от двигателя 2 автономной электростанции.The
Перед поступлением в контактный теплообменник 17 отработанные газы из двигателя 2 поступают в каталитический очиститель отработанных газов 19. Отработанные газы с температурой от 500-800°С поступают в каталитический очиститель отработанных газов 19 и проходят через каталитические элементы (на рис. не показаны), которые нагреваются до той же температуры, что обеспечивает протекание на их поверхности окислительно-восстановительных процессов в отработанных газах, приводящих к их очистке от части токсичных компонентов, после этого отработанные газы поступают в контактный теплообменник 17.Before entering the
В контактном теплообменнике 17 происходит контакт уже частично очищенных отработанных газов двигателя 2 автономной электростанции с теплой технической водой, поступающей из двигателя 2 автономной электростанции по линии 20.In the
Применение комбинированной очистки отработанных газов двигателя 2 автономной электростанции, состоящей из каталитической очистки в каталитическом очистителе отработанных газов 19 и последующей очистки газов за счет контакта с нагретой технической водой в контактном теплообменнике 17, что обеспечивает возможность повышения качества очистки отработанных газов двигателя 2 автономной электростанции от вредных компонентов, окислов, сажи, золы и других несгоревших частиц топлива для повторного использования очищенных отработанных газов в качестве дополнительного компонента к окислителю.The use of combined purification of exhaust gases from the
Из контактного теплообменника 17 выходит линия слива теплой химически грязной технической воды 21, по которой насосом 22 производят сброс грязной воды из контактного теплообменника 17 в хранилище нагретой (и грязной) технической воды 7.From the
Очистка отработанных газов позволяет использовать очищенные отработанные газы в качестве добавки к окислителю, для этого по линии подачи очищенных отработанных газов 23 очищенные отработанные газы подаются в линии подачи окислителя 24 через фильтр осушитель 25 и компрессор 26. Применение компрессора 26 обеспечивает надежную подачу очищенных газов из контактного теплообменника 17 и фильтр осушитель 25 в линии подачи окислителя 24.Exhaust gas purification allows the use of purified exhaust gases as an additive to the oxidizer, for this, through the supply line of purified
Горючее поступает из емкости с горючим 4 в двигатель 2 автономной электростанции по линии подачи горючего 27.The fuel comes from the
Включение в состав энергохолодильной системы каталитического очистителя отработанных газов 19 и контактного теплообменника 17 позволяет использовать очищенные отработанные газы в качестве добавки к окислителю и приводит к сбору и утилизации внутри специального фортификационного сооружения 1 отработанных газов двигателя 2 автономной электростанции, исключающих выброс отработанных газов за пределы специального фортификационного сооружения при работе СФС без связи с атмосферой (в режиме полной изоляции).The inclusion of a catalytic
Источники информации, принятые во внимание при составлении заявкиSources of information taken into account when drawing up the application
1. Гришутин М.М., Севастьянов А.П. Теория и методы расчетов автономных энергохолодильных установок. М.: Изд. МЭИ, 1992. - 240 с.1. Grishutin M.M., Sevastyanov A.P. Theory and methods of calculation of autonomous energy-refrigeration installations. M.: Ed. MPEI, 1992. - 240 p.
2. Солдатов В.А. Термодинамический анализ параметров изолированной энергосистемы с минимальным потреблением хладоагента на основе газотурбинной схемы преобразования энергии. М., 1988 - С. 25-37.2. Soldatov V.A. Thermodynamic analysis of the parameters of an isolated power system with minimal refrigerant consumption based on a gas turbine energy conversion scheme. M., 1988 - S. 25-37.
3. Патент РФ №2088864, опубл. от 27.08.97, Бюл. №24.3. RF patent No. 2088864, publ. dated 27.08.97, Bull. No. 24.
4. Батырев А.Н., Кошеверов В.Д., Лейкин О.Ю. Корабельные ядерные энергетические установки зарубежных стран. С-Пб., "Судостроение", 1994. - стр. 216-217.4. Batyrev A.N., Kosheverov V.D., Leikin O.Yu. Ship nuclear power plants of foreign countries. St. Petersburg, "Shipbuilding", 1994. - pp. 216-217.
5. СНиП2.01.28-85. Полигоны по обезвреживанию и захоронению токсичных промышленных отходов. Пособие по проектированию. - М.: ЦИТП Госстроя СССР №1990, дата введения 1984.07.15, дата актуализации теста документа 2008-10-01.5. SNiP2.01.28-85. Landfills for the neutralization and disposal of toxic industrial waste. Design guide. - M .: CITP Gosstroy of the USSR No. 1990, date of introduction 1984.07.15, date of updating the test document 2008-10-01.
6. Патент РФ №2475295, опубл. от 20.02.2013, Бюл. №5.6. RF patent No. 2475295, publ. dated 20.02.2013, Bull. No. 5.
7. Патент РФ №2620698, опубл. от 29.05.2017, Бюл. №16.7. RF patent No. 2620698, publ. dated May 29, 2017, Bull. No. 16.
8. Патент РФ №2107171, опубл. от 20.03.1998 г. 8. RF patent No. 2107171, publ. dated 03/20/1998
9. Патент РФ №2176055, опубл. от 20.11.2001 Бюл. №32 - прототип.9. RF patent No. 2176055, publ. dated 20.11.2001 Bull. No. 32 - prototype.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020111866A RU2766948C1 (en) | 2020-03-23 | 2020-03-23 | Energy-cooling system for special fortification, functioning without connection to atmosphere |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020111866A RU2766948C1 (en) | 2020-03-23 | 2020-03-23 | Energy-cooling system for special fortification, functioning without connection to atmosphere |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2766948C1 true RU2766948C1 (en) | 2022-03-16 |
Family
ID=80736894
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020111866A RU2766948C1 (en) | 2020-03-23 | 2020-03-23 | Energy-cooling system for special fortification, functioning without connection to atmosphere |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2766948C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2809567C1 (en) * | 2023-08-25 | 2023-12-13 | Федеральное государственное казённое военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия материально-технического обеспечения имени генерала армии А.В. Хрулева" Министерства обороны Российской Федерации | Construction with an automated control system for monitoring flow and temperature of process water |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0340545A2 (en) * | 1988-05-04 | 1989-11-08 | Giunio Guido Santi | Closed circuit system for a combustion engine recycling the exhaust gases |
RU2176055C1 (en) * | 2000-08-08 | 2001-11-20 | Военный инженерно-космический университет им. А.Ф. Можайского | Power-and-refrigeration supply system for objects functioning without communication with atmosphere |
RU2214569C1 (en) * | 2002-04-01 | 2003-10-20 | Военный инженерно-космический университет | Diesel cooling plant |
RU2620698C1 (en) * | 2016-05-31 | 2017-05-29 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "ВОЕННАЯ АКАДЕМИЯ МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ имени генерала армии А.В. Хрулева" | Special fortification structure |
RU2647520C2 (en) * | 2016-07-25 | 2018-03-16 | Николай Геннадьевич Кириллов | Special fortification structure |
-
2020
- 2020-03-23 RU RU2020111866A patent/RU2766948C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0340545A2 (en) * | 1988-05-04 | 1989-11-08 | Giunio Guido Santi | Closed circuit system for a combustion engine recycling the exhaust gases |
RU2176055C1 (en) * | 2000-08-08 | 2001-11-20 | Военный инженерно-космический университет им. А.Ф. Можайского | Power-and-refrigeration supply system for objects functioning without communication with atmosphere |
RU2214569C1 (en) * | 2002-04-01 | 2003-10-20 | Военный инженерно-космический университет | Diesel cooling plant |
RU2620698C1 (en) * | 2016-05-31 | 2017-05-29 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "ВОЕННАЯ АКАДЕМИЯ МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ имени генерала армии А.В. Хрулева" | Special fortification structure |
RU2647520C2 (en) * | 2016-07-25 | 2018-03-16 | Николай Геннадьевич Кириллов | Special fortification structure |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2809567C1 (en) * | 2023-08-25 | 2023-12-13 | Федеральное государственное казённое военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия материально-технического обеспечения имени генерала армии А.В. Хрулева" Министерства обороны Российской Федерации | Construction with an automated control system for monitoring flow and temperature of process water |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102022746A (en) | Power plant emissions control using integrated organic rankine cycle | |
Al-Rabghi et al. | Recovery and utilization of waste heat | |
JP2014129812A (en) | Exhaust gas recirculation system with condensate removal | |
A˚ gren et al. | First experiments on an evaporative gas turbine pilot power plant: Water circuit chemistry and humidification evaluation | |
CN101381630A (en) | Cold gas production technique for phenol-containing water self treatment | |
RU2766948C1 (en) | Energy-cooling system for special fortification, functioning without connection to atmosphere | |
Shulga et al. | Safe and waste-free technologies using hydrogen electric power generation | |
CN102588989A (en) | Smoke spraying and purifying heat recovery system of gas boiler as well as gas and fuel oil burning device | |
RU2766659C2 (en) | Energy-cooling system for the mode of complete isolation of a special fortification structure | |
RU2745704C1 (en) | Autonomous energy-freezing system of special fortification structure intended for operation in complete isolation mode | |
CN109595095B (en) | Marine diesel engine waste heat utilization and tail gas purification device | |
CN111228978A (en) | Boiler cryogenic cooling carbon capture system and setting method thereof | |
JPH1157396A (en) | Waste gas desulfurizing method and device therefor | |
CN202511310U (en) | Flue gas spraying purification and heat recovery system for gas-fired boilers and gas and oil burning devices | |
RU2623726C1 (en) | Self-contained block-modular automated gas distribution station | |
CN109665080A (en) | Underwater boat device air cleaning system | |
RU2493483C1 (en) | Recycling plant with steam boiler | |
RU2795635C1 (en) | Energy refrigeration system for an underground structure functioning without communication with the ground environment | |
CN212511237U (en) | System for reducing temperature of smoke at outlet of wet desulphurization absorption tower | |
RU2194870C2 (en) | Method of operation and design of gas turbine plant with complex system of deep recovery of heat and production of harmful effluents | |
CA3107479A1 (en) | Condensate system for recuperating energy from a nuclear power plant | |
CN105399170A (en) | Method and device for synergistically purifying sewage and polluted air | |
RU2381413C2 (en) | Storage and feeding method of gaseous hydrogen | |
RU2162569C2 (en) | Chimney stack | |
JPH08260909A (en) | Fresh water generator |