SU1795139A1 - System for feeding cryogenic fuel to combustion chamber of power-generating unit - Google Patents

Description

Изобретение относится к транспортному машиностроению. преимущественно, к криогенным топливным системам энергетических установок.The invention relates to transport engineering. mainly to cryogenic fuel systems of power plants.

Известен стенд для испытания криогенных насосов, содержащий расходный бак с напорными и всасывающими трубопроводами, газовую емкость, испытуемый насос.A known test bench for cryogenic pumps, containing a supply tank with pressure and suction pipelines, a gas tank, a test pump.

Известна система предохранения расходной емкости от избыточного давления, содержащая расходный бак, подсоединенный к нему всасывающий трубопровод насоса высокого давления, испаритель, установленный в напорном трубопроводе насоса, газовую емкость, соединенную с испарителем посредством газоотводящей линии с регулятором, систему наддува расходного бака, при этом к газовой полости расходного бака подсоединён предохранительный клапан.A known system for protecting the supply tank from overpressure, comprising a supply tank, a suction pipe of a high pressure pump connected to it, an evaporator installed in the pressure pipe of the pump, a gas tank connected to the evaporator via a gas outlet line with a regulator, a pressurization system of the supply tank, safety valve is connected to the gas cavity of the supply tank.

Недостатки данной системы в том, что пары, выброшенные в атмосферу, не используются в энергетической установке, что снижает ее экономичность, при этом происходит загрязнение атмосферы и пары топлива, смешиваясь с воздухом, образуют взрывоопасные смеси, что в свою очередь может привести к пожарам и взрывам.The disadvantages of this system are that the vapors released into the atmosphere are not used in the power plant, which reduces its efficiency, while the atmosphere and the fuel vapors are mixed with air and form explosive mixtures, which in turn can lead to fires and explosions.

Целью изобретения является повышение надежности системы при использовании паров криогенного топлива.The aim of the invention is to increase the reliability of the system when using vapor of cryogenic fuel.

Поставленная цель достигается тем, что в систему введены компрессор с электроприводом, второй теплообменник и обратный клапан, установленные в газоотводящей линии, и блок управления с задатчиком опорного давления, выходы которого соединены с управляющим входом клапана сброса давления и входом электропривода компрессора.This goal is achieved by the fact that a compressor with an electric drive, a second heat exchanger and a check valve installed in the gas outlet line, and a control unit with a reference pressure adjuster, the outputs of which are connected to the control input of the pressure relief valve and the input of the compressor electric drive, are introduced into the system.

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемой системы.The drawing shows a functional diagram of the proposed system.

Система содержит топливный бак 1 с криогенным топливом, соединенный через подкачивающий насос 2 с насосом 3 высокого давления, выход которого соединен через теплообменник - газификатор 4 и отсечной клапан 5 с камерой сгорания энергетической установки, а также вентиль 6, клапан сброса давления 7, компрессор с электроприводом 8, обратный клапан 9, теплообменник 10, датчик давления 11 и блок управления 12 с задатчиком опорного давления, при этом выход насоса высокого давления 3 соединен через вентиль 6 с топливным баком 1. Газовая полость топливного бака 1 через клапан сброса давления 7, компрессор 8 и обратный клапан 9 и теплообменник 10 соединена со вторым входом насоса высокого давления 3. Датчик давления 11 в топливном баке 1 соединен с блоком управления с задатчиком опорного давления 12, который в свою очередь соединен с электроприводом компрессора 8 и клапаном сброса давления 7, причем вторая полость 13 теплообменника 10 соединена с системой подачи криогенного топлива.The system comprises a fuel tank 1 with cryogenic fuel, connected through a booster pump 2 to a high pressure pump 3, the output of which is connected through a heat exchanger - gasifier 4 and shut-off valve 5 with the combustion chamber of the power plant, as well as valve 6, pressure relief valve 7, a compressor with electric actuator 8, non-return valve 9, heat exchanger 10, pressure sensor 11 and control unit 12 with a reference pressure adjuster, while the output of the high pressure pump 3 is connected through valve 6 to the fuel tank 1. Gas cavity of the fuel tank 1 through a pressure relief valve 7, a compressor 8 and a non-return valve 9 and a heat exchanger 10 is connected to the second input of the high pressure pump 3. The pressure sensor 11 in the fuel tank 1 is connected to the control unit with a reference pressure adjuster 12, which in turn is connected to the electric drive the compressor 8 and the pressure relief valve 7, and the second cavity 13 of the heat exchanger 10 is connected to the cryogenic fuel supply system.

Система работает следующим образом.The system operates as follows.

Криогенное топливо из топливного бака 1 с помощью подкачивающих баковых насосов 2 поступает на захолаживание трубопроводов и насоса высокого давления 3 и через вентиль 6 возвращается в топливный бак 1. После захолаживания насоса высокого давления 3 запускают энергетическую установку, при этом перекрывают вентиль 6 и открывают отсечной клапан 5. Газифицированное криогенное топливо поступает в камеру сгорания энергетической установки. После этого по сигналу с датчика давления 11,сравниваемого с контрольным значением давления с задатчика опорного давления в блоке управления 12 подается команда на открытие клапана сброса давления 7 и включение компрессора 8. Пары топлива из топливного бака 1 поступают через клапан сброса давления 7 в компрессор 8. где сжимаются и подаются в теплообменник 10, где охлаждаются криогенным топливом и далее на второй вход насоса высокого давления 3, откуда они вместе с жидкой составляющей топлива попадают в теплообменник-газификатор 4 и далее в камеру сгорания энергетической установки. При падении давления в топливном баке 1 ниже контрольного Значения с датчика давления 10 поступает сигнал в блок управления 12, откуда подается команда на закрытие клапана сброса давления 7 и выключение электропривода компрессора 8.Cryogenic fuel from the fuel tank 1 with the help of booster tank pumps 2 is fed to the cooling pipes and high pressure pump 3 and through valve 6 is returned to the fuel tank 1. After cooling the high pressure pump 3, start the power plant, while shutting off valve 6 and open the shut-off valve 5. Gasified cryogenic fuel enters the combustion chamber of the power plant. After that, a signal from the pressure sensor 11, compared with the reference pressure from the reference pressure setter in the control unit 12, gives a command to open the pressure relief valve 7 and turn on the compressor 8. The fuel vapor from the fuel tank 1 enters through the pressure relief valve 7 into the compressor 8 where they are compressed and fed into the heat exchanger 10, where they are cooled by cryogenic fuel and then to the second input of the high pressure pump 3, from where they, together with the liquid component of the fuel, enter the heat exchanger-gasifier 4 and then in the chamber ru combustion of a power plant. If the pressure in the fuel tank 1 drops below the control value, a signal is sent from the pressure sensor 10 to the control unit 12, from which a command is issued to close the pressure relief valve 7 and turn off the compressor 8 electric drive.

За счет дожига паров топлива в камере сгорания энергетической установки повышается экономичность, т.к. пары топлива не выбрасываются в атмосферу, при этом за счет дожига паров в камере сгорания двигателя также обеспечивается безопасность транспортного средства, так как не образуется в атмосфере взрыво-пожароопасных смесей паров топлива с воздухом, что улучшает экологию окружающей среды.Due to the afterburning of fuel vapor in the combustion chamber of a power plant, efficiency is increased, because fuel vapors are not emitted into the atmosphere, and due to the afterburning of vapors in the engine’s combustion chamber, vehicle safety is also ensured, since explosive and fire hazardous mixtures of fuel vapors with air are not formed in the atmosphere, which improves the ecology of the environment.

За счет соединения выхода компрессорах входом в насос высокого давления необходимы минимальные размеры дополнительного компрессора, так как давление на входе в насос высокого давления значительно ниже, чем в камере сгорания энергетической установки, за счет этого также повышена экономичность, так как для привода дополнительного компрессора требуется минимальная мощность привода.By connecting the compressor output to the inlet to the high-pressure pump, the minimum dimensions of the additional compressor are necessary, since the pressure at the inlet to the high-pressure pump is much lower than in the combustion chamber of a power plant, and this also increases the efficiency, since the drive of the additional compressor requires a minimum drive power.

Claims (1)

Формула изобретенияClaim Система подачи криогенного .топлива в камеру сгорания энергетической установки, содержащая топливный бак с установленным в нем подкачивающим насосом, насос высокого давления, первый теплообменникгазификатор. отсечной клапан, вентиль, датчик давления, установленный в гаёоотводящей линии топливного бака, И клапан сброса давления, причем выход на- , сора высокого давления гидравлически соединен через вентиль с топливным баком, а также ч.ерез первый теплообменник-газификатор соединен с входом отсечного клапана, вьфод которого гидравлически связан с камерой сгорания, вход насоса высокого давле<ия гидравлически соединен через подкачивающий насос с топливным баком, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности системы при ис пользовании паров криогенного топлива, она снабжена компрессором, вторым теплообменником и обратным клапаном, установленными в газоотводящей линии, и блоком управления с задатчиком опорного давления, при этом?первый выход блока управления с задатчиком опорного давления соединен с вторым управляющим входом клапана сброса давления, первый вход которого через газоотводящую линию соединен с топливным баком, выход клапана сброса давления соединен через газоотводящую линию с входом компрессора, выход которого через газоотводящую линию соединен с входом обратного клапана, выход которого соединен с входом второго теплообменника, выход которого гидравлически соединен с входом насоса высокого давления, а второй выход блока управления с задатчиком опорного давления соединен с входом компрессора. .A system for supplying cryogenic fuel to the combustion chamber of a power plant, comprising a fuel tank with a booster pump installed therein, a high pressure pump, a first gasifier heat exchanger. shut-off valve, valve, pressure sensor installed in the exhaust pipe of the fuel tank, And a pressure-relief valve, and the outlet of high pressure solenoid is hydraulically connected through the valve to the fuel tank, and also through the first heat exchanger-gasifier is connected to the inlet of the shut-off valve , the fluid of which is hydraulically connected to the combustion chamber, the inlet of the high-pressure pump is hydraulically connected through the booster pump to the fuel tank, characterized in that, in order to increase the reliability of the system when using steam in cryogenic fuel, it is equipped with a compressor, a second heat exchanger and a check valve installed in the gas outlet line and a control unit with a reference pressure setter, while the first output of the control unit with a reference pressure setter is connected to the second control input of the pressure relief valve, the first input of which through a gas outlet line connected to the fuel tank, the outlet of the pressure relief valve is connected through a gas outlet line to the compressor inlet, the output of which through the gas outlet line is connected to the inlet o return valve, which output is connected to the inlet of the second heat exchanger, whose output is hydraulically connected to the inlet of the high pressure pump and the second output of the control unit with setpoint reference pressure connected to the inlet of the compressor. . \*КГ·\ * KG