RU2163684C1 - Автономная комбинированная установка для одновременного производства электроэнергии и тепла - Google Patents
Автономная комбинированная установка для одновременного производства электроэнергии и тепла Download PDFInfo
- Publication number
- RU2163684C1 RU2163684C1 RU99120546/06A RU99120546A RU2163684C1 RU 2163684 C1 RU2163684 C1 RU 2163684C1 RU 99120546/06 A RU99120546/06 A RU 99120546/06A RU 99120546 A RU99120546 A RU 99120546A RU 2163684 C1 RU2163684 C1 RU 2163684C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- engine
- steam
- heat
- water
- heat exchanger
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/14—Combined heat and power generation [CHP]
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
Изобретение относится к теплоэнергетике, касается преобразователей энергии прямого цикла (например, двигателей внутреннего сгорания, двигателей Стирлинга) и предназначено в качестве автономных энергоустановок для стационарных и передвижных объектов при одновременном производстве электроэнергии и тепла. Достигаемый технический результат - повышение КПД и снижение массогабаритных характеристик установок в целом. При работе двигатель 1 производит полезную энергию, преобразуемую в электрическую энергию с помощью электрогенератора 4, расположенного на одном валу с двигателем 1. Для охлаждения двигателя 1 предусмотрен контур охлаждения 17, связанный через теплообменник 12 с системой внешнего теплоснабжения. Вода из магистрали возврата 11 частично поступает в парогенератор 5, через который проходит магистраль отработанных газов 2, и частично в пароводяной насос-подогреватель 6. Пар высокого давления из парогенератора 5 поступает в пароводяной насос-подогреватель 6, перемешивается с водой, поступающей из линии 15, образуя воду с высокой температурой и давлением. За счет этого давления происходят подача горячей воды по магистрали 10 внешним потребителям тепла 8 и дальнейшая циркуляция воды в магистралях 11, 13, 15. Для регулирования направления и расхода воды по магистралям предусмотрены регулирующие клапаны 14, 16. 1 ил.
Description
Изобретение относится к области теплоэнергетики и преобразователей энергии прямого цикла (например, двигателей внутреннего сгорания, двигателей Стирлинга) и предназначено в качестве автономных энергоустановок для стационарных и передвижных объектов при одновременном производстве электроэнергии и тепла.
Известна комбинированная установка на основе двигателя Стирлинга с электрогенератором на одном валу, линиями подачи топлива и теплообменником для подогрева жидкости, через который проходят высокотемпературные отработанные газы двигателя Стирлинга, при этом нагретая жидкость передается во внешние магистрали (заявка ЕПВ N 0457399. Реферативный журнал "Изобретение стран мира", выпуск В-65, N 5, 1993, стр. 13). Однако данная установка имеет сложную систему совместного охлаждения двигателя и генератора, а также она не предназначена для выработки пара.
Известно устройство силовой установки, содержащей двигатель внутреннего сгорания (ДВС) с валом потребителя мощности через соединительную муфту и утилизационную паротурбинную установку с контуром циркуляции рабочего тела, включающим паровую турбину, конденсатор, питательный насос, парогенератор, размещенный в магистрали выпуска высокотемпературных отработанных газов ДВС (авт. св. N 1677360. БИ N 34 от 15.04.91 г., стр. 141-142). Однако данное устройство не предназначено для выработки тепловой энергии для теплоснабжения внешних потребителей.
Известно устройство пароводяного насоса-подогревателя (ПНП), предназначенного для применения в различных промышленных технологиях с использованием пара, совмещающего в себе функции подогревателя и насоса одновременно. Применение ПНП позволяет существенно сократить расход электроэнергии на собственные нужды и уменьшить массогабаритные характеристики теплообменных аппаратов ("Энергетика Петербурга"/ газета/, N 5, (11), от 25.05.99 г.). Однако ранее пароводяной насос-подогреватель в когенерационных установках не применялся.
Известно устройство когенерационной установки, предназначенной для одновременного получения электроэнергии и тепла, включающей в себя двигатель внутреннего сгорания с электрогенератором на одном валу, линии подачи топлива, контур охлаждения двигателя, отопительный контур (система теплоснабжения с потребителями тепла), систему теплообменников, обеспечивающую передачу тепла охлаждающей жидкости двигателя и высокотемпературных отработанных газов в отопительный контур, и щит управления ("Строительное обозрение" //Журнал качества//, СПб., N 5 (32), май-июнь 1999, стр. 16-17). Однако данное устройство не предполагает выработку пара и использования его для сокращения потребления электроэнергии на собственные нужды.
Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, - повышение КПД установки за счет уменьшения энергозатрат на собственные нужды и снижение массогабаритных характеристик комбинированной установки в целом.
Для достижения этого технического результата автономная комбинированная установка для одновременного производства электроэнергии и тепла, включающая в себя преобразователь прямого цикла (например, двигатель внутреннего сгорания или двигатель Стирлинга) с электрогенератором на одном валу, линии подачи топлива, теплообменник-утилизатор тепла высокотемпературных отработанных газов двигателя, через который проходит магистраль отработанных газов двигателя, контур охлаждения двигателя, связанный через теплообменник с системой внешнего теплоснабжения, снабжена теплообменником-утилизатором высокотемпературных отработанных газов двигателя, выполненным в виде парогенератора, пароводяным насосом-подогревателем и теплообменником-утилизатором низкотемпературных отработанных газов двигателя, а также замкнутой системой магистралей, обеспечивающей передачу тепла от двигателя к потребителям тепла и состоящей из магистрали пара высокого давления, идущей от парогенератора к пароводяному насосу-подогревателю, магистрали горячей воды, идущей от пароводяного насоса-подогревателя к потребителям тепла, магистрали возврата охлажденной воды с теплообменником, идущей от потребителей тепла и разделяющей на линию с регулирующим клапаном, идущую в парогенератор, и линию с регулирующим клапаном и теплообменником-утилизатором низкотемпературных отработанных газов двигателя, идущую к пароводяному насосу-подогревателю, при этом магистраль возврата охлажденной воды связана с контуром охлаждения двигателя через теплообменник, а магистраль отработанных газов двигателя последовательно проходит сначала через парогенератор, а затем через теплообменник-утилизатор низкотемпературных отработанных газов.
Введение в состав автономной комбинированной установки для одновременного производства электроэнергии и тепла теплообменника-утилизаторам высокотемпературных отработанных газов двигателя, выполненного в виде парогенератора, пароводяного насоса-подогревателя и теплообменника-утилизатора низкотемпературных отработанных газов двигателя, а также замкнутой системы магистралей с регулирующими клапанами, обеспечивающей передачу тепла от двигателя к потребителям тепла, позволяет получить новое свойство, заключающееся в возможности комплексного использования остаточного тепла отработанных газов двигателя и теплоты контура охлаждения двигателя для теплоснабжения внешних потребителей тепла, а также выработки пара высокого давления с целью его дальнейшего использования для замены сетевых насосов и теплообменных аппаратов в системе теплоснабжения.
На чертеже изображена автономная комбинированная установка для одновременного производства электроэнергии и тепла.
Автономная комбинированная установка включает в себя преобразователь прямого цикла (например, двигатель внутреннего сгорания) 1 с линией отработанных газов 2 и рубашкой охлаждения 3, электрогенератор 4, расположенный на одном валу с двигателем 1, теплообменник-утилизатор тепла высокотемпературных отработанных газов, выполненный в виде парогенератора 5, пароводяной насос-подогреватель 6, теплообменник-утилизатор низкотемпературных отработанных газов 7, потребители тепла 8, а также замкнутую систему магистралей, состоящую из магистрали пара высокого давления 9, идущей от парогенератора 5 к пароводяному насосу-подогревателю 6, магистрали горячей воды 10, идущей от пароводяного насоса-подогревателя 6 к потребителям тепла 8, магистрали возврата охлажденной воды 11 с теплообменником 12, идущей от потребителей тепла 8 и разделяющейся на линию 13 с регулирующим клапаном 14, идущую в парогенератор 5, и линию 15 с регулирующим клапаном 16 и теплообменником-утилизатором низкотемпературных отработанных газов 7, идущую к пароводяному насосу-подогревателю 6, контур охлаждения 17 двигателя 1, проходящий через рубашку 3, с насосом 18, связанный с магистралью 11 через теплообменник 12. Магистраль отработанных газов 2 двигателя 1 последовательно проходит сначала через парогенератор 5, а затем через теплообменник-утилизатор низкотемпературных отработанных газов 7.
Автономная комбинированная установка для одновременного производства электроэнергии и тепла работает следующим образом.
При работе двигатель 1 производит полезную энергию, преобразуемую в электрическую энергию с помощью электрогенератора 4, расположенного на одном валу с двигателем 1. Для охлаждения двигателя 1 в рубашку охлаждения 3 подается с помощью насоса 18 вода из контура охлаждения 17. Охладив двигатель 1, нагретая охлаждающая жидкость из рубашки охлаждения 3 поступает в теплообменник 12, где охлаждается за счет теплообмена с возвратной водой внешней системы теплоснабжения. Возвратная охлажденная вода по магистрали 11 от потребителей 8, проходя через теплообменник 12, разделяется на линию 13, идущую в парогенератор 5 для производства пара высокого давления за счет теплообмена с высокотемпературными отработанными газами, идущими от двигателя 1 по магистрали 2, и линию 15, идущую через теплообменник-утилизатор 7, где вода дополнительно нагревается остаточным теплом низкотемпературных отработанных газов, поступающих из парогенератора 5 в пароводяной насос-подогреватель 6. Одновременно из парогенератора 5 по магистрали 9 поступает пар высокого давления.
В пароводяном насосе-подогревателе 6 за счет особой конструкции и эффекта смешивания двухфазных парожидкостных сред происходят увеличение давления, интенсивное перемешивание пара и воды и последующее получение горячей воды с высокими температурой (до 100oC) и давлением. За счет этого давления происходят подача горячей воды по магистрали 10 внешним потребителям тепла 8 и дальнейшая циркуляция воды в магистралях 11, 13, 15.
Для регулирования направления и расхода воды по магистралям предусмотрены регулирующие клапаны 14, 16.
Источники информации
1. Заявка ЕПВ N 0457399. Реферативный журнал "Изобретение стран мира", выпуск B-65, N 5, 1993, стр. 13.
1. Заявка ЕПВ N 0457399. Реферативный журнал "Изобретение стран мира", выпуск B-65, N 5, 1993, стр. 13.
2. Авт. св. N 1677360. БИ N 34 от 15.04.91 г., стр. 141-142.
3. "Энергетика Петербурга" //газета//, N 5 (11) от 25.05.99 г.
4. "Строительное обозрение" //Журнал качества//, СПб., N 5 (32), май-июнь 1999, стр. 16-17 - прототип.
Claims (1)
- Автономная комбинированная установка для одновременного производства электроэнергии и тепла, включающая в себя преобразователь прямого цикла (например, двигатель внутреннего сгорания или двигатель Стирлинга) с электрогенератором на одном валу, линии подачи топлива, теплообменник-утилизатор тепла высокотемпературных отработанных газов двигателя, через который проходит магистраль отработанных газов двигателя, контур охлаждения двигателя, связанный через теплообменник с системой внешнего теплоснабжения, отличающаяся тем, что снабжена теплообменником-утилизатором высокотемпературных отработанных газов двигателя, выполненным в виде парогенератора, пароводяным насосом-подогревателем и теплообменником-утилизатором низкотемпературных отработанных газов двигателя, а также замкнутой системой магистралей, обеспечивающей передачу тепла от двигателя к потребителям тепла и состоящей из магистрали пара высокого давления, идущей от парогенератора к пароводяному насосу-подогревателю, магистрали горячей воды, идущей от пароводяного насоса-подогревателя к потребителям тепла, магистрали возврата охлажденной воды с теплообменником, идущей от потребителей тепла и разделяющейся на линию с регулирующим клапаном, идущую в парогенератор, и линию с регулирующим клапаном и теплообменником-утилизатором низкотемпературных отработанных газов двигателя, идущую к пароводяному насосу-подогревателю, при этом магистраль возврата охлажденной воды связана с контуром охлаждения двигателя через теплообменник, а магистраль отработанных газов двигателя последовательно проходит сначала через парогенератор, а затем через теплообменник-утилизатор низкотемпературных отработанных газов.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99120546/06A RU2163684C1 (ru) | 1999-09-30 | 1999-09-30 | Автономная комбинированная установка для одновременного производства электроэнергии и тепла |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99120546/06A RU2163684C1 (ru) | 1999-09-30 | 1999-09-30 | Автономная комбинированная установка для одновременного производства электроэнергии и тепла |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2163684C1 true RU2163684C1 (ru) | 2001-02-27 |
Family
ID=20225319
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU99120546/06A RU2163684C1 (ru) | 1999-09-30 | 1999-09-30 | Автономная комбинированная установка для одновременного производства электроэнергии и тепла |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2163684C1 (ru) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2561705C2 (ru) * | 2011-10-14 | 2015-09-10 | Альберт Владимирович Чувпило | Способ производства автономной электрической энергии и устройство, миниэлектростанция мэ чуни, для его осуществления |
| WO2019216788A1 (ru) * | 2018-12-06 | 2019-11-14 | Ponomarev Dmitrij Nikolaevich | Высокотемпературная паросиловая установка |
| CN115179983A (zh) * | 2022-05-25 | 2022-10-14 | 株洲中车时代电气股份有限公司 | 一种轨道列车牵引设备的热能回收利用*** |
-
1999
- 1999-09-30 RU RU99120546/06A patent/RU2163684C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Ж. "Строительное обозрение", С.Пб. № 5(32), май-июнь 1999, с.16-17. * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2561705C2 (ru) * | 2011-10-14 | 2015-09-10 | Альберт Владимирович Чувпило | Способ производства автономной электрической энергии и устройство, миниэлектростанция мэ чуни, для его осуществления |
| WO2019216788A1 (ru) * | 2018-12-06 | 2019-11-14 | Ponomarev Dmitrij Nikolaevich | Высокотемпературная паросиловая установка |
| RU2726961C1 (ru) * | 2018-12-06 | 2020-07-17 | Дмитрий Николаевич Пономарёв | Высокотемпературная паросиловая установка |
| CN115179983A (zh) * | 2022-05-25 | 2022-10-14 | 株洲中车时代电气股份有限公司 | 一种轨道列车牵引设备的热能回收利用*** |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0457399B1 (en) | Cogeneration system with a stirling engine | |
| RU2487305C1 (ru) | Тригенерационная установка на базе микротурбинного двигателя | |
| CN205895337U (zh) | 一种压力能与冷热电三联供的耦合*** | |
| KR100383559B1 (ko) | 열병합 발전을 이용한 소규모 지역난방 시스템 | |
| RU2440504C1 (ru) | Когенерационная установка с двигателем внутреннего сгорания и двигателем стирлинга | |
| RU2163684C1 (ru) | Автономная комбинированная установка для одновременного производства электроэнергии и тепла | |
| RU2162533C1 (ru) | Автономная теплоэнергетическая система для одновременного производства электроэнергии и тепла | |
| RU2164615C1 (ru) | Теплоэнергетическая установка | |
| RU2162532C1 (ru) | Автономная стирлинг-установка для одновременного производства электроэнергии и тепла | |
| RU2196243C2 (ru) | Комбинированная стирлинг-установка для одновременного производства электроэнергии и тепла | |
| RU2162534C1 (ru) | Автономная когенерационная энергоустановка | |
| RU2300654C1 (ru) | Когенерационная установка с двигателем стирлинга на местном топливе | |
| RU2162535C1 (ru) | Автономная парогенераторная когенерационная энергоустановка | |
| RU87503U1 (ru) | Парогазовая электрическая станция (варианты) | |
| RU2164613C1 (ru) | Комбинированная теплосиловая установка на базе двигателя стирлинга | |
| RU55431U1 (ru) | Когенерационная энергоустановка | |
| RU48366U1 (ru) | Автономная теплоэлектростанция | |
| RU2296229C1 (ru) | Тепловая электрическая станция | |
| RU2163703C1 (ru) | Система централизованного теплоснабжения | |
| CN219081706U (zh) | 垃圾焚烧及燃气-蒸汽联合发电*** | |
| RU53380U1 (ru) | Когенерационная установка с двигателем стирлинга на местном топливе | |
| RU2320930C1 (ru) | Система однотрубного теплоснабжения | |
| RU2174609C2 (ru) | Теплоэнергетическая система с газоохлаждаемым реактором | |
| RU2008129555A (ru) | Способ выработки электроэнергии с помощью двигателя внешнего нагревания стирлинга (днс), использующего для своей работы тепло вторичных энергетических ресурсов, геотермальных источников в солнечную энергию | |
| RU116186U1 (ru) | Когенерационная машина |