RU2613011C1 - Steam-gas generator - Google Patents
Steam-gas generator Download PDFInfo
- Publication number
- RU2613011C1 RU2613011C1 RU2016103372A RU2016103372A RU2613011C1 RU 2613011 C1 RU2613011 C1 RU 2613011C1 RU 2016103372 A RU2016103372 A RU 2016103372A RU 2016103372 A RU2016103372 A RU 2016103372A RU 2613011 C1 RU2613011 C1 RU 2613011C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cavity
- chamber
- steam
- gas generator
- around
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F22—STEAM GENERATION
- F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
- F22B1/00—Methods of steam generation characterised by form of heating method
- F22B1/22—Methods of steam generation characterised by form of heating method using combustion under pressure substantially exceeding atmospheric pressure
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D11/00—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space
- F23D11/36—Details, e.g. burner cooling means, noise reduction means
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к энергомашиностроению, а именно к способам работы и конструированию парогазогенераторов.The invention relates to power engineering, and in particular to methods of operation and design of steam and gas generators.
Одной из проблем, стоящих в настоящее время в данной области техники, является проблема эффективности энергоустановок, повышение их КПД и надежности работы.One of the problems currently facing the field of technology is the problem of the efficiency of power plants, increasing their efficiency and reliability.
Известен способ работы парогазогенератора, в котором рабочий процесс осуществляется в двух газовых трактах с разнотемпературными выхлопными потоками, выводимыми в общую утилизационную систему, в которой генерируется водяной пар (заявка РФ на изобретение №93009679/06/008853).A known method of operation of a steam and gas generator, in which the working process is carried out in two gas paths with different temperature exhaust streams output to a common utilization system in which water vapor is generated (RF application for invention No. 93009679/06/008853).
Известен способ работы парогазовой установки (парогазогенератора), включающий сжигание топлива, подогрев рабочего тела, генерацию водяного пара (патент РФ №2174615, кл. МПК7 F02C 6/18 от 12.09.1996 г.).A known method of operation of a combined cycle plant (steam generator), including burning fuel, heating the working fluid, generating water vapor (RF patent No. 2174615, class IPC F02C 6/18 from 09/12/1996).
Известно устройство для получения высокотемпературного пара (а.с. СССР №168962), содержащее корпус с выходными патрубками для парогазовой смеси и размещенным внутри горелочным устройством.A device is known for producing high-temperature steam (AS USSR No. 168962), comprising a housing with outlet pipes for a gas-vapor mixture and a burner device located inside.
Известен парогазогенератор, содержащий корпус с выходным патрубком для парогазовой смеси, цилиндрическую камеру сгорания с горелочным устройством, камеру смешения, форсунки, завихрители потока (патент РФ 2283456 от 12.20.2004 г., кл. МПК F22B 1/22).Known steam and gas generator, comprising a housing with an outlet pipe for a gas mixture, a cylindrical combustion chamber with a burner, a mixing chamber, nozzles, flow swirls (RF patent 2283456 from 12.20.2004, class IPC F22B 1/22).
Общим недостатком известных технических устройств является их недостаточная эффективность работы, сложность конструкции и низкая надежность при высоких тепловых нагрузках конструкционных элементов.A common disadvantage of the known technical devices is their insufficient work efficiency, design complexity and low reliability at high thermal loads of structural elements.
Известен парогазогенератор, содержащий камеру сгорания с форсунками, подвод воды, запальное устройство, камеру испарения, при этом подвод воды расположен в верхней части камеры сгорания и выполнен в виде втулки с тангенциальными каналами для закручивания водяного потока и образования вихреобразной оболочки, а в камере испарения установлена диафрагма (патент РФ №2371594, МПК F02C 6/00 - прототип).Known gas generator containing a combustion chamber with nozzles, a water supply, an ignition device, an evaporation chamber, while the water supply is located in the upper part of the combustion chamber and is made in the form of a sleeve with tangential channels for swirling the water flow and the formation of a vortex shell, and installed in the evaporation chamber diaphragm (RF patent No. 2371594, IPC
Указанный парогазогенератор работает следующим образом.The specified steam and gas generator operates as follows.
Вода по магистрали подается в камеру сгорания, проходя по втулке с тангенциальными каналами, закручивается и образует в полости камеры сгорания вихреобразную оболочку с разрежением внутри ее центральной области.Water is supplied through the mains to the combustion chamber, passing through a sleeve with tangential channels, swirls and forms a vortex-like shell with a vacuum inside its central region in the cavity of the combustion chamber.
Затем по магистралям окислителя и горючего подают компоненты в смесительную головку. Запальное устройство с помощью свечи воспламеняет их. Компоненты сгорают внутри водяной вихреобразной оболочки, которая существенным образом снижает температурные нагрузки на стенки камеры сгорания, что позволяет поднять до максимальной температуру сгорания компонентов (достигается их стехиометрическим соотношением) и повысить тем самым эффективность работы установки.Then, the components are fed into the mixing head along the lines of the oxidizer and fuel. The igniter uses a candle to ignite them. The components are burnt inside the water vortex shell, which significantly reduces the temperature load on the walls of the combustion chamber, which allows to raise the maximum combustion temperature of the components (achieved by their stoichiometric ratio) and thereby increase the efficiency of the installation.
Наличие диафрагмы, выполненной в виде сопла, широким срезом направленного в камеру испарения, не позволяет разрушиться образовавшейся водяной вихревой оболочке раньше времени, поэтому интенсивное испарение воды и разогрев пара происходят при более щадящих температурных нагрузках на конструкционные элементы парогазогенератора, после свертывания вихреобразной водяной оболочки. Кроме того, при расширении газа в сопле его статическая температура падает.The presence of a diaphragm made in the form of a nozzle, with a wide slice directed to the evaporation chamber, does not allow the water vortex shell to break down ahead of time, therefore, intense evaporation of water and heating of steam occur at more gentle temperature loads on the structural elements of the steam and gas generator, after coagulation of the vortex-like water shell. In addition, as the gas expands in the nozzle, its static temperature drops.
Разогретый в камере испарения высокотемпературный пар через выходное устройство выходит наружу для дальнейшего потребления.The high-temperature steam heated in the evaporation chamber through the outlet device comes out for further consumption.
Основными недостатками данной конструкции парогазогенератора являются значительные габариты, особенно в осевом направлении, что вызвано необходимостью размещения камеры смешения после узла подачи балластирующего компонента.The main disadvantages of this design of the steam and gas generator are significant dimensions, especially in the axial direction, which is caused by the need to place the mixing chamber after the supply unit of the ballasting component.
Задачей изобретения является устранение указанных недостатков и повышение однородности температурного поля парогазовой смеси на выходе в широком диапазоне температур и давлений за счет интенсификации процесса испарения балластирующего компонента.The objective of the invention is to remedy these disadvantages and increase the uniformity of the temperature field of the vapor-gas mixture at the outlet in a wide range of temperatures and pressures due to the intensification of the evaporation process of the ballasting component.
Решение указанной задачи достигается тем, что предложенный парогазогенератор, согласно изобретению содержит охлаждаемую балластирующим компонентом камеру, смесительную головку, включающую в себя корпус, на торцах которого закреплены верхнее и нижнее днище, промежуточное днище, расположенное между корпусом и нижним днищем, коллектор окислителя, установленный на корпусе, и форсунки, равномерно расположенные по окружности и состоящие из осевого канала, выполненного глухим со стороны его входной части, соединенного при помощи тангенциальных отверстий, расположенных равномерно по окружности, с полостью горючего, кольцевого канала с тангенциальными отверстиями, расположенными равномерно по окружности и выходящими в полость окислителя, расположенного коаксиально осевому каналу, форкамеры, являющейся продолжением кольцевого канала, сообщенной с одной стороны с кольцевым каналом и осевым каналом, а с другой стороны - с полостью камеры парогазогенератора, при этом на торце форсунки вокруг форкамеры выполнены отверстия, соединяющие полость балластирующего компонента, преимущественно, воды, с полостью камеры парогазогенератора, причем полость тракта регенеративного охлаждения камеры соединена с полостью балластирующего компонента.The solution to this problem is achieved by the fact that the proposed steam and gas generator, according to the invention, contains a chamber cooled by a ballasting component, a mixing head including a housing, at the ends of which are fixed an upper and lower bottom, an intermediate bottom located between the housing and the lower bottom, an oxidizer collector mounted on the housing, and nozzles, evenly spaced around the circumference and consisting of an axial channel made deaf from the side of its inlet, connected by tangential openings arranged uniformly around the circumference, with a fuel cavity, an annular channel with tangential openings arranged uniformly around the circumference and extending into the cavity of the oxidizer located coaxially to the axial channel, a prechamber, which is a continuation of the annular channel communicated on one side with the annular channel and axial channel and, on the other hand, with the chamber cavity of the steam and gas generator, while at the end of the nozzle around the pre-chamber there are holes connecting the cavity of the ballasting component, pre property, water, with the cavity of the chamber of the steam and gas generator, and the cavity of the regenerative cooling chamber of the chamber is connected to the cavity of the ballasting component.
В варианте исполнения окислитель из полости окислителя подается в форкамеру форсунки через тангенциальные отверстия и отверстия, выполненные под углом к оси форсунки.In an embodiment, the oxidizer from the cavity of the oxidizer is fed into the nozzle chamber through the tangential holes and holes made at an angle to the axis of the nozzle.
Предлагаемая конструкция парогазогенератора за счет своих отличительных признаков обеспечивает решение поставленной технической задачи - снижение габаритов, массы устройства, а также повышение однородности температурного поля парогазовой смеси на выходе в широком диапазоне температур и давлений за счет интенсификации процесса испарения балластирующего компонента.The proposed design of a steam and gas generator, due to its distinctive features, provides a solution to the technical problem - reducing the dimensions and weight of the device, as well as increasing the uniformity of the temperature field of the gas-vapor mixture at the outlet in a wide range of temperatures and pressures due to the intensification of the evaporation of the ballasting component.
Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 показан продольный разрез парогазогенератора, на фиг. 2 - выносной элемент А - продольный разрез форсунки смесительной головки парогазогенератора, на фиг. 3 - вид Б - вид на форсунку смесительной головки парогазогенератора со стороны нижнего днища, на фиг. 4 - разрез В-В - поперечный разрез форсунки смесительной головки парогазогенератора, на фиг. 5 - разрез Г-Г - поперечный разрез форсунки смесительной головки парогазогенератора, на фиг. 6 - продольный разрез форсунки смесительной головки парогазогенератора в варианте исполнения.The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a longitudinal section through a steam and gas generator; FIG. 2 - remote element A is a longitudinal section of the nozzle of the mixing head of the steam and gas generator, in FIG. 3 - view B - view of the nozzle of the mixing head of the steam and gas generator from the bottom side, in FIG. 4 - section B-B is a cross-sectional view of the nozzle of the mixing head of a steam and gas generator; FIG. 5 - section GG - cross section of the nozzle of the mixing head of a steam and gas generator, in FIG. 6 is a longitudinal section of a nozzle of a mixing head of a steam and gas generator in an embodiment.
Парогазогенератор содержит камеру 1 и смесительную головку 2. Охлаждение камеры 1 осуществляется протоком балластирующего компонента по охлаждающему тракту 3.The steam and gas generator contains a chamber 1 and a mixing head 2. The cooling of the chamber 1 is carried out by the flow of the ballasting component along the
Смесительная головка 2 состоит из корпуса 4, на торцах которого закреплены верхнее днище 5 и нижнее днище 6, промежуточного днища 7, расположенного между корпусом 4 и нижним днищем 6, коллектора окислителя 8, закрепленного на корпусе 4, и форсунок 9, расположенных равномерно по окружности. Корпус 4, верхнее днище 5, нижнее днище 6 и промежуточное днище 7 образуют полость горючего 10, полость окислителя 11 и полость балластирующего компонента 12 соответственно.The mixing head 2 consists of a
Форсунка 9 содержит осевой канал 13, выполненный глухим со стороны его входной части, соединенный при помощи тангенциальных отверстий 14, расположенных равномерно по окружности с полостью горючего 10, кольцевой канал 15 с тангенциальными отверстиями 16, расположенными равномерно по окружности и выходящими в полость окислителя 11, расположенный коаксиально осевому каналу 13, форкамеру 17, являющуюся продолжением кольцевого канала 15, сообщенную с одной стороны с кольцевым каналом 15 и осевым каналом 13, а с другой стороны - с полостью камеры парогазогенератора 18, при этом на торце форсунки 9 вокруг форкамеры 17 выполнены отверстия 19, соединяющие полость балластирующего компонента 12, преимущественно, воды, с полостью камеры парогазогенератора 18.The
В варианте исполнения окислитель из полости окислителя 11 подается в форкамеру 17 форсунки 9 через тангенциальные отверстия 20 и отверстия 21, выполненные под утлом к оси форсунки.In an embodiment, the oxidizing agent from the cavity of the oxidizing
Предложенный парогазогенератор работает следующим образом.The proposed steam and gas generator operates as follows.
Горючее из полости горючего 10 через тангенциальные отверстия 14, выполненные в форсунке 9, поступает в осевой канал 13 и далее в форкамеру 17.Fuel from the
Окислитель из полости окислителя 11 через тангенциальные отверстия 16 поступает в кольцевой канал 15 и далее в форкамеру 17.The oxidizing agent from the cavity of the oxidizing
В форкамере 17 происходит смешение и сгорание компонентов топлива. Высокотемпературные продукты сгорания компонентов топлива поступают в полость камеры парогазогенератора 18.In the prechamber 17, the mixing and combustion of the fuel components occurs. High-temperature combustion products of the fuel components enter the chamber cavity of the steam and
Балластирующий компонент подается в охлаждающий тракт 3 камеры 1. После охлаждающего тракта 3 балластирующий компонент поступает в полость балластирующего компонента 12 и далее через отверстия 19, выполненные на торце форсунки 9 вокруг форкамеры 17, в полость камеры парогазогенератора 18.The ballasting component is supplied to the
В полости камеры парогазогенератора 18 высокотемпературные продукты сгорания компонентов топлива разбавляются и охлаждаются балластирующим компонентом.In the chamber cavity of the steam-
В варианте исполнения окислитель, подается в форкамеру 17 через тангенциальные отверстия 20 и отверстия 21, выполненные под углом к оси форсунки 9.In an embodiment, the oxidizing agent is supplied to the pre-chamber 17 through the
Использование предложенного технического решения позволит снизить габариты и массу парогазогенератора, а также повысить однородности температурного поля парогазовой смеси на выходе в широком диапазоне температур и давлений за счет интенсификации процесса испарения балластирующего компонента.Using the proposed technical solution will reduce the size and weight of the gas generator, as well as increase the uniformity of the temperature field of the gas mixture at the outlet in a wide range of temperatures and pressures due to the intensification of the evaporation of the ballasting component.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016103372A RU2613011C1 (en) | 2016-02-02 | 2016-02-02 | Steam-gas generator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016103372A RU2613011C1 (en) | 2016-02-02 | 2016-02-02 | Steam-gas generator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2613011C1 true RU2613011C1 (en) | 2017-03-14 |
Family
ID=58458295
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016103372A RU2613011C1 (en) | 2016-02-02 | 2016-02-02 | Steam-gas generator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2613011C1 (en) |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2644668C1 (en) * | 2017-05-24 | 2018-02-13 | Владислав Юрьевич Климов | Gas-steam generator |
RU2698952C1 (en) * | 2018-12-06 | 2019-09-02 | Владимир Викторович Черниченко | Mixing head of slot-type steam and gas generator |
RU2698948C1 (en) * | 2018-12-06 | 2019-09-02 | Владимир Викторович Черниченко | Mixing head of slot-type steam and gas generator |
RU2698951C1 (en) * | 2018-12-06 | 2019-09-02 | Владимир Викторович Черниченко | Mixing head of slot-type steam and gas generator |
RU2698949C1 (en) * | 2018-12-06 | 2019-09-02 | Владимир Викторович Черниченко | Mixing head of slot-type steam and gas generator |
RU2698950C1 (en) * | 2018-12-06 | 2019-09-02 | Владимир Викторович Черниченко | Mixing head of slot-type steam and gas generator |
RU2705171C1 (en) * | 2018-12-06 | 2019-11-05 | Валерий Александрович Чернышов | Mixing head of slot-type steam-gas generator |
RU2705170C1 (en) * | 2018-12-06 | 2019-11-05 | Валерий Александрович Чернышов | Mixing head of slot-type steam-gas generator |
RU2705922C1 (en) * | 2018-12-06 | 2019-11-12 | Валерий Александрович Чернышов | Mixing head of slot-type steam-gas generator |
RU2710884C1 (en) * | 2018-12-06 | 2020-01-14 | Валерий Александрович Чернышов | Mixing head of slot-type steam-gas generator |
RU2710848C1 (en) * | 2018-12-06 | 2020-01-14 | Валерий Александрович Чернышов | Mixing head of slot-type steam-gas generator |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2108477C1 (en) * | 1994-09-16 | 1998-04-10 | Конструкторское бюро химавтоматики | Method of and device for production of working medium on three-component fuel |
RU2300049C1 (en) * | 2005-12-19 | 2007-05-27 | Александр Никифорович Грязнов | Mini steam generator |
US20110232545A1 (en) * | 2008-12-10 | 2011-09-29 | Her Majesty The Queen In Right Of Canada As Represented By The Minister Of Natural Resources | High Pressure Direct Contact Oxy-Fired Steam Generator |
RU2548245C1 (en) * | 2014-04-23 | 2015-04-20 | Владислав Юрьевич Климов | Mixing head of steam and gas generator |
RU2557140C1 (en) * | 2014-04-23 | 2015-07-20 | Владислав Юрьевич Климов | Steam-gas generator |
-
2016
- 2016-02-02 RU RU2016103372A patent/RU2613011C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2108477C1 (en) * | 1994-09-16 | 1998-04-10 | Конструкторское бюро химавтоматики | Method of and device for production of working medium on three-component fuel |
RU2300049C1 (en) * | 2005-12-19 | 2007-05-27 | Александр Никифорович Грязнов | Mini steam generator |
US20110232545A1 (en) * | 2008-12-10 | 2011-09-29 | Her Majesty The Queen In Right Of Canada As Represented By The Minister Of Natural Resources | High Pressure Direct Contact Oxy-Fired Steam Generator |
RU2548245C1 (en) * | 2014-04-23 | 2015-04-20 | Владислав Юрьевич Климов | Mixing head of steam and gas generator |
RU2557140C1 (en) * | 2014-04-23 | 2015-07-20 | Владислав Юрьевич Климов | Steam-gas generator |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2644668C1 (en) * | 2017-05-24 | 2018-02-13 | Владислав Юрьевич Климов | Gas-steam generator |
RU2698952C1 (en) * | 2018-12-06 | 2019-09-02 | Владимир Викторович Черниченко | Mixing head of slot-type steam and gas generator |
RU2698948C1 (en) * | 2018-12-06 | 2019-09-02 | Владимир Викторович Черниченко | Mixing head of slot-type steam and gas generator |
RU2698951C1 (en) * | 2018-12-06 | 2019-09-02 | Владимир Викторович Черниченко | Mixing head of slot-type steam and gas generator |
RU2698949C1 (en) * | 2018-12-06 | 2019-09-02 | Владимир Викторович Черниченко | Mixing head of slot-type steam and gas generator |
RU2698950C1 (en) * | 2018-12-06 | 2019-09-02 | Владимир Викторович Черниченко | Mixing head of slot-type steam and gas generator |
RU2705171C1 (en) * | 2018-12-06 | 2019-11-05 | Валерий Александрович Чернышов | Mixing head of slot-type steam-gas generator |
RU2705170C1 (en) * | 2018-12-06 | 2019-11-05 | Валерий Александрович Чернышов | Mixing head of slot-type steam-gas generator |
RU2705922C1 (en) * | 2018-12-06 | 2019-11-12 | Валерий Александрович Чернышов | Mixing head of slot-type steam-gas generator |
RU2710884C1 (en) * | 2018-12-06 | 2020-01-14 | Валерий Александрович Чернышов | Mixing head of slot-type steam-gas generator |
RU2710848C1 (en) * | 2018-12-06 | 2020-01-14 | Валерий Александрович Чернышов | Mixing head of slot-type steam-gas generator |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2613011C1 (en) | Steam-gas generator | |
RU2644668C1 (en) | Gas-steam generator | |
RU2633741C1 (en) | Steam and gas generator | |
RU2635012C1 (en) | Steam-gas generator | |
RU2371594C1 (en) | Method for steam generation in steam-gas-generator and device for its realisation | |
RU2431079C1 (en) | Steam generator (versions) | |
RU2488903C1 (en) | Combustion system of hydrogen in nuclear power plant cycle with temperature control of hydrogen-oxygen steam | |
RU2557140C1 (en) | Steam-gas generator | |
RU2548245C1 (en) | Mixing head of steam and gas generator | |
RU188647U1 (en) | HYDROGEN OXYGEN STEAM HEATER | |
RU2548703C1 (en) | Nozzle of steam-gas generator mixing head | |
RU2612491C1 (en) | Steam-gas generator | |
RU119812U1 (en) | STEAM GAS GENERATOR | |
RU185454U1 (en) | HYDROGEN OXYGEN STEAM HEATER | |
EP2321509A1 (en) | Combined cycle energy generation system | |
RU2661231C1 (en) | Method of hydrogen steam overheating at npp | |
RU2361146C1 (en) | Vortex hydrogen-oxygen vapour superheater | |
RU2708011C1 (en) | Fuel combustion device | |
RU2383815C1 (en) | Contact steam generator | |
RU2709237C1 (en) | Hydrogen burning system for hydrogen vapor overheating of fresh steam in a cycle of a nuclear power plant with swirled flow of components and using ultrahigh-temperature ceramic materials | |
RU2812382C1 (en) | Steam gas generator | |
RU2664635C1 (en) | Gas-steam generator | |
RU2812526C1 (en) | Steam gas generator | |
RU2635723C1 (en) | Steam-gas generator | |
RU2664637C1 (en) | Steam-gas generator |