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invention
Fédération de Russie Patent RU2070985
Diesel centrale électrique à cycle fermé
Retirer les produits de combustion sous forme solide

Diesel centrale électrique à cycle fermé
Retirer les produits de combustion sous forme solide. moteurs alternatifs. Dispositif alternatif de propulsion. SAVOIR-FAIRE. INTRODUCTION. BREVETS. TECHNOLOGIE.

centrale électrique Diesel cycle fermé retrait des produits de combustion sous une forme solide. Fédération de Russie Patent RU2070985

Nom du candidat: Institut central de recherche de la construction navale
Nom de l'inventeur:. Tikhonov AB; Klasnikov ES
Le nom du titulaire du brevet: Institut central de recherche de la construction navale
Adresse de correspondance:
date du brevet de départ:

Utilisation: dans la mer des centrales électriques diesel / DEU / submersibles.

La DEU connue inventive contenant des systèmes de carburant, échappement de gaz, le stockage de l' oxydant et l' élimination des produits de combustion, introduit en outre une pompe cryogénique, d'un condenseur, congélateur, dispositif de réduction de pression, machine à glaçons, sas, pompe de cale et de la capacité de stockage de gaz de faible poids moléculaire.

DESCRIPTION DE L'INVENTION

L'invention concerne la construction navale, et plus particulièrement aux centrales électriques diesel du navire (SDEU) submersibles (PA), travaillant dans un cycle fermé (ZTS), à savoir sans accès à l' air.

Connu centrale diesel (DEU) travaillant sur ZTS avec fumée evakokompressorom dessus bord (submersibles d'installation de Diesel. Shipbuilding 1982, N 7, Fig. 1, p.20).

Les inconvénients d'une telle installation est une importante perte de puissance au evakokompressora d'entraînement, ce qui limite son utilisation dans PA avec une profondeur de plus de 300 m de plongée.

Connue et Daewoo travail ZTS, dans lequel l'évacuation des produits de combustion est effectuée par dissolution dans de l' eau par-dessus bord. Cette centrale est plus économique, mais a un poids et une taille considérable et se caractérise par une forte consommation d'énergie pour entraîner des pompes desservant cette Daewoo (centrales électriques sous-marins diesel fermé cycle. Shipbuilding étranger 1991, N 12, fig. Sur p.62) .

Connue et DEU PA travail ZTS comprenant un moteur à combustion interne, le système de commande automatique, le système d'admission à la chambre de mélange et un élément chauffant avec des cavités d' admission et d'échappement des gaz d'échappement avec un dispositif de refroidissement comportant un dispositif de séparation d'huile, de carburant et d' eau, et la soupape de commande de recirculation système de stockage et d'évacuation magasin d'alimentation réservoir de comburant cryogénique système oxydant comprenant de l'entrée du compresseur et la sortie, le gaz réfrigérant du compresseur, le condenseur de la première étape avec les cavités des produits de combustion et de refroidissement, un séparateur avec les cavités de gaz et de produits de combustion, le refroidisseur d'absorption , la capacité de stockage du dioxyde de carbone liquide et des tuyaux calorifugés avec raccords comprennent des vannes automatiques (submersibles d'installation de Diesel. Shipbuilding 1982, N 7, fig. 4, p. 21). Ce paramètre est pris comme prototype.

Le but de l'invention est d'obtenir un résultat technique consiste à augmenter l'efficacité et réduire les caractéristiques de poids et la taille de la DEU.

Pour cette connue DEU PA utilisé dans un cycle fermé des gaz de combustion de recirculation, et en éliminant le CO 2 par l' intermédiaire evakokompressora et liquéfaction subséquente du dioxyde de carbone dans le système de stockage et l'oxydant cryopompe introduit en outre, le condensateur de la deuxième étape avec des cavités d' oxygène et de produits de combustion, congélation des cavités de liquide de refroidissement et les produits de combustion et de décompression de l'appareil, dans le gaz de combustion est en outre introduit machine à glace comportant une cavité intérieure et un sas d'enveloppe de gaz qui se chevauchent entrée et de sortie des conduits pour les produits solides de la combustion et l'eau de mer et la pompe d'aspiration, le système d'admission introduit en outre une faible capacité moléculaire de stockage de gaz en poids, tel que l'argon, et la capacité de stockage de l'oxydant liquide à travers successivement tuyau interconnectés cryopompe, une chambre à oxygène du condenseur de la seconde phase, un dispositif réducteur de pression, la cavité de refroidissement du condenseur du premier étage et le congélateur est reliée à la chambre de mélange, un réservoir de stockage le gaz de faible masse moléculaire est reliée à la conduite de la chambre de mélange avec une vanne automatique, l'entrée du compresseur par l'intermédiaire de l'espace gazeux du congélateur est relié à l'ajustement de la vanne de recirculation, le canal d'entrée pour les produits de combustion de verrouillage chambre par l'intermédiaire connectée en série canalisation cavité interne de la machine à glaçons, la cavité des produits de combustion de séparation des condensateurs de la cavité de combustion de la première et seconde les étapes, le gaz réfrigérant du compresseur est relié à la sortie du compresseur, un distributeur de glaçons d'enveloppe de gaz reliée tuyau avec une vanne automatique à l'entrée du compresseur, la chambre à gaz du séparateur est reliée au stockage canalisation d'oxydant et le système de livraison dans la zone située entre le condensateur du premier étage et un congélateur, le dispositif de séparation de l'huile, du carburant et de l'eau système d'échappement de gaz de refroidissement, une cavité de gaz du congélateur et une chambre de sas de sortie pour les tuyaux d'eau de mer avec des clapets anti-retour sont raccordés en parallèle à la pompe de vidange, des vannes automatiques de contrôle des connexions sont reliées au système de commande automatique, et le sas à travers le canal de sortie pour les produits de combustion et l'eau de mer de canal d'entrée relié à l'espace extérieur.

Brève description du dessin qui représente un schéma DEU ZTS éliminer les produits de la combustion par-dessus bord en tant que solide.

centrale électrique Diesel cycle fermé retrait des produits de combustion sous une forme solide. Fédération de Russie Patent RU2070985

ZTS DEU comprend l'équipement de base suivant:

  • Moteur à combustion interne 1;

    • système:

      • avec des réservoirs d'alimentation en carburant et la canalisation 2 3;

      • d'entrée, de chauffage comprenant entrée 4 avec des cavités 5 et 6, les gaz d'échappement, une chambre de mélange 7, 8 du récipient de stockage de gaz de faible masse moléculaire, le conduit 9 avec une vanne automatique;

      • un refroidisseur de gaz d'échappement 10 muni d'un dispositif de séparation d'huile, de carburant et de recirculation de l'eau vanne de régulation 11;

      • Le stockage et la fourniture de l'oxydant contenant du récipient cryogénique 12 stockant l'oxydant cryopompe 13, le condensateur 14 de la deuxième étape avec des cavités de l'oxygène 15 et des gaz de combustion 16, un congélateur 17, avec des cavités de refroidissement 18 et les produits de combustion 19, l'unité 20 de la décompression et la tuyauterie 21 et 22;

      • enlever les produits de combustion, y compris le compresseur 23 à l'entrée 24 et la sortie 25, un dispositif de refroidissement 26, le gaz du compresseur, le condenseur 27 de la première étape avec les cavités de refroidissement 28 et les produits de combustion 29, le séparateur 30 de gaz cavités 31 et les produits de combustion 32, la machine à glaçons 33 ayant une cavité interne 34 et le gaz enveloppe 35, le sas 36 avec chevauchement des canaux d'entrée pour les produits solides de combustion 37 et l'eau de mer 38 et les canaux de sortie pour les produits solides de combustion 39 et l'eau de mer 40, une pompe d'aspiration 41, ligne 42.

Récipient 12 stockant l'oxydant par la conduite de façon séquentielle interconnectée de pompe cryogénique 13, la chambre à oxygène 15 du condenseur 14, une seconde pression de l'étape dispositif 20, la chambre de refroidissement 28, le condensateur 27 du premier étage réducteur et la chambre de refroidissement 18 du congélateur 17 est reliée à la chambre de mélange 7 d'une capacité de stockage de 8 à bas poids moléculaire le gaz est relié à la chambre de mélange 7 d'un conduit 9 avec une vanne automatique entrée 24 du compresseur 23 par l'intermédiaire de la chambre à gaz 19 du congélateur 17 est reliée à la vanne 11, le canal d'entrée de réglage de recirculation 37 pour la chambre de sas d'air de combustion par l'intermédiaire connectée en série canalisation cavité intérieure 34 de la machine à glace 33, la cavité 32 produits la combustion du séparateur 30, les cavités 16 et 29, les produits de combustion des condensateurs 14 et 27 de la seconde et les premières étapes 26, le gaz réfrigérant du compresseur est reliée à la sortie 25 du compresseur 23, une enveloppe de gaz 35 machine à glaçons 33 de tuyau relié à une vanne automatique à un conduit 42, la chambre à gaz 31, le séparateur 30 connectés en parallèle aux conduits 21 et 22, la séparation du dispositif de l'huile, du carburant et de l'eau de refroidissement 10, la chambre à gaz 19 du congélateur 17 et le canal de sortie 40 de la chambre de sas 36 conduites avec des clapets anti-retour sont raccordés en parallèle à la pompe d'aspiration 41, des vannes automatiques de contrôle des connexions sont reliées au système de commande automatique et le sas à travers le canal de sortie pour les produits de combustion et l'eau de mer de canal d'entrée relié à l'espace extérieur.

L'inclusion dans la centrale a proposé l'équipement cryogénique (pompe cryogénique, la deuxième pression de l'étage de condenseur dispositif, d'un congélateur, etc. réducteur), et une cavité reliant le condensateur des seconds produits de combustion en phase dans le système de combustion, permettent, par comparaison avec le prototype, un l'utilisation efficace de l'oxydation à basse température d'énergie qui permet l'élimination de l'unité de réfrigération PP, de réduire les besoins en énergie du compresseur pour entraîner le système de combustion.

Introduction à l'ED de la chambre de serrure et la machine à glaçons et de leur connexion au système de combustion, permet d'éliminer les produits de combustion du moteur à combustion interne par-dessus bord et donc exclus de la forte capacité PP pour le stockage de CO 2 liquide.

En utilisant IE ZTS gaz moléculaire bas peut améliorer les propriétés thermodynamiques du fluide de travail dans un moteur diesel (pour réduire la capacité de la chaleur), ce qui améliore l'économie de carburant.

IE fonctionne comme suit

mélange de travail a été transférée à une absorption dans le 1 du moteur diesel, est formé dans la chambre de mélange 7 et qui se compose d'un oxydant (oxygène), le gaz de faible masse moléculaire et des produits de combustion. Comburant pénètre dans la chambre de mélange (SC) 7 de la cuve 12 stockant un oxydant, des condensateurs précédemment passés 14 et 27, un dispositif de réduction de pression 20 et le congélateur 17. Le gaz de faible masse moléculaire dans le circuit intégré 7 est alimenté par le réservoir 8 par le conduit 9 et les gaz d'échappement (RG) venant 7 au Royaume-Uni à partir du système d'échappement des gaz. Le carburant diesel est alimenté depuis le réservoir 1 par la ligne 2 3.

Les gaz d'échappement produits lors du processus de combustion dans les cylindres du moteur diesel 1 est livré dans une cavité 6 préchauffeur 4, où ils sont refroidis dans l'échangeur de chaleur avec le mélange de travail circulant à l'aspiration du moteur 1 à travers la cavité 5 de l'élément chauffant. Le mélange résultant est porté à augmenter la température de la température. Ensuite envoyés à la convection SH refroidisseur 10, elles contiennent de la vapeur d'eau est condensée et enlevée de la pompe 41 sur le côté, et l'huile séparée du carburant pénètre dans la cuve de décantation. En tant que support utilisé dans le refroidisseur d'eau 10 l'extérieur du système de refroidissement du moteur de refroidissement. Ensuite, la séparation GT recirculation vanne de régulation 11 est réalisée d'une manière telle que formée dans la partie de gaz de combustion pénètre dans la cavité 19 du congélateur 17 et le reste en circuit intégré 7. Le congélateur 17 est encore refroidi condensât et congeler les résidus SH. le gaz de refroidissement du fluide frigorigène est amené à la chambre de congélation 18 du réservoir 12, après avoir traversé les condensateurs 14 et 27. En fonctionnement, l'installation se produit d'obturation cavité 19 du congélateur 17 la glace formée à partir du produit de condensation, de sorte que les réglages de la fonction congélateur 17 maintient deux pièces. Dans le processus de la formation de glace dans la première section du second est le dégivrage et de l'eau formée est éliminée pompe 41 par-dessus bord. 17 des gaz de congélation entrer dans le conduit 42 où il y a un mélange de CO 2 gazeux formé dans l'enveloppe 35 de la machine à glace 33, et un refroidissement supplémentaire.

Pour la préparation des produits de combustion solides doivent avoir une masse volumique maximale de la phase liquide du CO 2. L'existence de la phase liquide est possible que des pressions supérieures à la critique 5.3 atm, de sorte que le compresseur 23, la pression augmente de gaz à 6 ata. Ensuite, les gaz sont introduits dans un refroidisseur 26, dans lequel un milieu de refroidissement est l'eau de mer utilisée dans le système de refroidissement d'un moteur diesel. A partir de refroidisseur 26 , le mélange gazeux est envoyé vers les condenseurs 27 et 14, qui , par échange de chaleur avec de l' oxygène est tout d' abord refroidi à une température de CO 2 de condensation de -50 ° C, la pression de 6 ata correspondant alors se condenser le dioxyde de carbone. Le milieu biphasique obtenu est envoyé dans un séparateur 30 où la séparation de phases réalisée, puis le dioxyde de carbone liquide est versé dans la cavité interne 34, la machine à glace 33 et la phase gazeuse consistant en l'oxygène et le gaz de faible masse moléculaire pénètre dans la chambre de mélange 7 par le conduit 21 et à la suite de la composition du fluide de travail à l'absorption dans une ou diesel en tant que réfrigérant est dirigé par le conduit 22 à la chambre de refroidissement 18 du congélateur 17.

L' oxygène est stocké dans le réservoir 12 à l' état liquide sous pression 1 5 atmosphères et une température de 50 à 100 K , la pompe cryogénique 13 se déplace sous une pression de 30 atm à 40 dans une chambre à oxygène 15 de la seconde étape du condenseur 14. Dans le condenseur 14 , en échange de chaleur avec la condensation du CO 2 liquide l' oxygène est vaporisée et chauffée à un point de dioxyde de carbone de rosée jusqu'à moins 50 ° C. Ensuite, le dispositif de décompression 20 augmente du fluide frigorigène, tandis que la pression est réduite à la pression de suralimentation et la température est ramenée à 115 ° C.

Depuis le dispositif 20 vers le bas de l' oxygène sous pression est introduit dans la cavité 28 du condenseur 27, dans lequel le refroidissement du SH et le début du CO 2 condensation. Le réfrigérant est ensuite dirigé dans la cavité 18 du congélateur 17, à partir de laquelle le circuit intégré entre dans la partie 7 et le fluide de travail est fourni à un moteur diesel 1 'absorption.

Dans la cavité interne 34 de la machine à glaçons 33 lors de la pression vers le bas fluide en dessous de la valeur critique, la phase liquide CO 2 est séparé en une (glace sèche) solide et gazeuse. Le dioxyde de carbone gazeux à travers une enveloppe de gaz 35 circule dans le conduit 42.

Après avoir terminé le processus de cristallisation, le CO 2 sec briquette de glace pénètre dans la chambre de sas 36 par l' intermédiaire du canal d'entrée 37, puis canal 37 est bloqué et la chambre 36 est scellé, puis à travers le canal 38 dans la chambre de serrure 36 est fourni l' eau de mer. Après l'égalisation de la pression dans la chambre de moteur hors-bord 39 est ouvert et le canal de sortie de la préforme de la glace carbonique sous l'action de la pesanteur est éliminée par-dessus bord. Ensuite, les canaux 38 et 39 sont fermées et le sas 36 à travers le canal 40 est drainée pompe 41.

Les calculs pour PA avec une autonomie sous - marine de 72 heures et PP contenant DW 50 kW montre que , en excluant de l'unité CE de réfrigération, des réservoirs de stockage durables pour le CO 2 liquide, mais aussi l'élimination des produits à la mer possibles résultant de la combustion pour améliorer les caractéristiques de poids et la taille de la centrale à propos de 40 tout en augmentant l'efficacité de l'installation 22-37 en raison de l'amélioration du moteur à combustion interne du flux de production fonctionnant sur un mélange comprenant un gaz de faible masse moléculaire, ce qui réduit la puissance nécessaire à l'entraînement du système et des exceptions de combustion du compresseur à la perte de puissance motrice de l'unité de réfrigération.

REVENDICATIONS

Le véhicule sous-marin de la centrale électrique diesel comprenant un moteur à combustion interne, le système de commande automatique, le système d'admission des cavités de chauffage des gaz d'admission et d'échappement et la chambre de mélange, un système de soupape d'échappement de gaz à réguler la recirculation et de refroidissement muni d'un dispositif de séparation d'huile, de carburant et de stockage d'eau et une alimentation d'oxydant du système de canalisation cryogénique capacité de stockage d'oxydant comprenant l'entrée du compresseur et la sortie, le gaz réfrigérant du compresseur, les cavités de condensateur de combustion de premier étage et de refroidissement, un séparateur avec les cavités de gaz et de produits de combustion et des canalisations isolées thermiquement avec des valves, comprenant des vannes automatiques, caractérisé en ce que le stockage et la fourniture d'oxydant supplémentaire introduite cryopompe, le condensateur de la deuxième étape avec des cavités d'oxygène et de produits de combustion, la congélation des cavités de refroidissement et les produits de combustion et le dispositif de réduction de pression dans le système de conduit introduit en outre machine à glace comportant une cavité interne et un sas d'enveloppe de gaz qui se chevauchent entrée et de sortie des conduits pour les produits solides de la combustion et l'eau de mer et la pompe d'aspiration, le système d'admission est en outre introduit une capacité de faible masse moléculaire de stockage de gaz en poids, tel que l'argon, et la capacité de stockage de l'oxydant liquide à travers successivement interconnectés canalisation cryogénique pompe, une chambre à oxygène du condenseur de la seconde phase, un dispositif réducteur de pression, les cavités de refroidissement du condensateur du premier étage et le congélateur est reliée à la chambre de mélange, le bas réservoir de stockage de gaz de masse moléculaire reliée à la conduite de la chambre de mélange avec une vanne automatique, l'entrée du compresseur à travers l'espace gazeux du congélateur est reliée à l'entrée de réglage de la soupape de recirculation canal pour barboteur de combustion à travers le tuyau cavité interne connectée en série du produit de la machine à glaçons, la cavité du séparateur des produits de combustion, produits par voie orale de la combustion du condensateur de la seconde et de la première étape, le gaz de refroidissement derrière le compresseur est relié à la machine à compresseur de gaz chemise glace est reliée par canalisation avec vanne automatique au gaz d'admission du compresseur la cavité du séparateur est reliée au système de stockage et d'approvisionnement pipeline oxydant dans la zone située entre le condenseur du premier étage et le congélateur, le dispositif de séparation d'huile, un refroidisseur du circuit d'alimentation et d'échappement de gaz à l'eau, une cavité de gaz du congélateur et une chambre de sas de sortie pour les tuyaux d'eau de mer avec des clapets anti-retour sont raccordés en parallèle à la pompe de refoulement , les connexions de commande des vannes automatiques sont reliés au système de commande automatique, et le sas à travers le canal de sortie pour les produits de combustion et l'eau de mer de canal d'entrée relié à l'espace extérieur.

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Date de publication 04.11.2006gg