Патент на изобретение №2162534
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) АВТОНОМНАЯ КОГЕНЕРАЦИОННАЯ ЭНЕРГОУСТАНОВКА
(57) Реферат: Изобретение относится к области теплоэнергетики и преобразователей энергии прямого цикла (например, двигателей внутреннего сгорания, двигателей Стирлинга), предназначено в качестве автономных энергоустановок для стационарных и передвижных объектов при одновременном производстве электроэнергии и тепла. Достигаемый технический результат – повышение КПД установки в целом и снижение массогабаритных характеристик установки. 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 вода от внешних потребителей тепла 7 по линии возврата 9. Нагретая охлаждающая жидкость из рубашки охлаждения 3 поступает в теплообменник-утилизатор тепла отработанных газов 5, где перемешивается с водой, поступившей из линии 9 по перемычке 10, при этом дополнительно нагреваются отработанными газами двигателя 1, поступающими по магистрали 2, до высокой температуры. Из теплообменника-утилизатора 5 горячая вода циркуляционным насосом 6 подается для теплоснабжения внешним потребителям тепла 7 по линии подачи горячей воды 8. Для регулирования количества воды, поступающей в рубашку охлаждения 3 и в теплообменник 5 через перемычку 10, предусмотрены регулирующие клапаны 11 и 12. 1 ил. Изобретение относится к области теплоэнергетики и преобразователей энергии прямого цикла (например, двигателей внутреннего сгорания, двигателей Стирлинга), предназначено в качестве автономных энергоустановок для стационарных и передвижных объектов при одновременном производстве электроэнергии и тепла. Известно, что для быстрого запуска и устойчивой работы дизелей, температура охлаждающей воды должна быть не менее 50o Известна комбинированная установка на основе двигателя Стирлинга с электрогенератором на одном валу, линиями подачи топлива и теплообменником для подогрева жидкости, через который проходят выхлопные 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. 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 отработанных газов ДВС (Авт. свид. N 1677360. Бюллетень изобретений N 34 от 15.4.91 г., стр. 141 – 142). Однако данное устройство не предназначено для выработки тепловой энергии для теплоснабжения внешних потребителей. Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, заключается в повышении КПД установки в целом, за счет уменьшения энергозатрат на собственные нужды и снижении массогабаритных характеристик установки. Для достижения этого технического результата автономная когенерационная энергоустановка, включающая в себя преобразователь прямого цикла (например, двигатель внутреннего сгорания или двигатель Стирлинга) с электрогенератором на одном валу, линии подачи топлива, теплообменник-утилизатор тепла отработанных газов двигателя, через который проходит магистраль отработанных газов двигателя, систему внешнего теплоснабжения с потребителями тепла, снабжена единым замкнутым контуром передачи тепла от двигателя к потребителям тепла, состоящим из линии подачи горячей воды к внешним потребителям тепла, проходящей через рубашку охлаждения двигателя, теплообменник-утилизатор тепла отработанных газов двигателя, единый циркуляционный насос, и линии возврата охлажденной воды, идущей от потребителей тепла к рубашке охлаждения двигателя, при этом линия возврата охлажденной воды связана с теплообменником-утилизатором перемычкой с регулирующим клапаном, а после перемычки, перед двигателем, на линии возврата установлен второй регулирующий клапан. Введение в состав автономной когенерационной энергоустановки единого замкнутого контура передачи тепла от двигателя к внешним потребителям тепла, состоящим из линии подачи горячей воды двигателя к потребителям тепла с теплообменником-утилизатором и насосом, и линии возврата охлажденной воды, от потребителей тепла к двигателю, с перемычкой, связывающей ее с теплообменником-утилизатором и регулировочными клапанами, позволяет получить новое свойство, заключающееся в возможности объединения контура охлаждения двигателя и отопительного контура в единый контур, обеспечивающий комплексное использование остаточного тепла отработанных газов двигателя и теплоты системы охлаждения двигателя для теплоснабжения внешних потребителей тепла, что приводит к уменьшению количества теплообменных аппаратов и использования одного циркуляционного насоса для подачи охлаждающей воды в двигатель и горячей воды внешним потребителям тепла. На чертеже изображена автономная когенерационная энергоустановка. Автономная когенерационная 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 выхлопных газов двигателя 5, циркуляционный насос 6, внешние потребители тепла 7, и единый замкнутый контур передачи тепла от двигателя к внешним потребителям тепла, состоящий из линии подачи горячей воды 8, проходящей через рубашку охлаждения 3, теплообменник-утилизатор 5, насос 6, к потребителям тепла 7, и линии возврата охлажденной воды 9, идущей от потребителей тепла 7 к рубашки охлаждения 3 двигателя 1. Линия возврата 9 соединена перемычкой 10 с теплообменником-утилизатором 5, на перемычке 10 установлен регулирующий клапан 11. Также, на линии возврата 9, перед двигателем 1 установлен регулирующий клапан 12. Автономная когенерационная энергоустановка 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 вода от внешних потребителей тепла 7 по линии возврата 9 с температурой порядка 60 – 70oC. Охладив двигатель 1, нагретая охлаждающая жидкость из рубашки охлаждения 3 поступает в теплообменник-утилизатор тепла отработанных газов 5 двигателя 1, куда также, минуя рубашку охлаждения 3, поступает охлажденная вода по перемычке 10 из линии возврата 9. Нагретая вода из рубашки охлаждения 3 и вода, поступившая по перемычке 10, перемещаются и дополнительно нагреваются отработанными газами двигателя 1, поступающими по магистрали 2, до высокой температуры. Из теплообменника-утилизатора 5 горячая вода циркуляционным насосом 6 подается для теплоснабжения внешним потребителям тепла 7 по линии подачи горячей воды 8. Пройдя потребителей тепла 7, горячая вода охлаждается и возвращается по линии возврата 9 частично в рубашку охлаждения 3 и частично, сразу, в теплообменник-утилизатор 5 через перемычку 10. Для регулирования количества воды, поступающей в рубашку охлаждения 3 и в теплообменник 5, через перемычку 10, предусмотрены регулирующие клапаны 11 и 12. Источники информации 2. Заявка ЕПВ N 0457399. Реферативный журнал “Изобретение стран мира”, выпуск В-65, N 5, 1993, стр. 13. 3. Авторское свид. N 1677360. Бюллетень изобретений N 34 от 15.4.91 г., стр. 141 – 142. Формула изобретения
РИСУНКИ
MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 30.09.2001
Номер и год публикации бюллетеня: 10-2003
Извещение опубликовано: 10.04.2003
|
||||||||||||||||||||||||||
