Интернациональная патентная систематизация: F22B

Патент на изобретение №: 2161753

Создатель: Гюнтер БАУЕР (DE)

Патентообладатель: СИМЕНС АКЦИЕНГЕЗЕЛЛЬШАФТ (DE)

Дата публикации: 10 Января, 2001

Начало деяния патента: 8 Августа, 1996

Адресок для переписки: 103735, Москва, ул. Ильинка 5/2, «Союзпатент», Силаевой А.А.

Изображения

Предназначен для получения пара для турбины и может употребляться в теплоэнергетике. Парогенератор содержит соединенные меж собой две камеры сгорания, 1-ая из которых работает на угле, а 2-ая — на биомассе, также поверхности нагрева, размещенные в каждой камере сгорания и сообщенные меж собой, при этом 1-ая по ходу теплоносителя поверхность нагрева расположена во 2-ой камере сгорания, а 2-ая поверхность нагрева — в первой камере, что позволяет в качестве горючего использовать биомассу, исключая высокотемпературную коррозию и при всем этом обеспечивая высочайший КПД. 6 з.п.ф-лы, 1 ил.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ

Изобретение относится к парогенератору с камерой сгорания для получения рабочего вещества методом сжигания горючего.

В работающей на ископаемом горючем паросиловой установке внутренняя энергия горючего преобразуется в технологически применяемую форму энергии. При всем этом за счет сжигания горючего в качестве рабочего вещества получают жаркий газ, внутренняя энергия которого употребляется, чтоб стопроцентно либо отчасти улетучить и/либо перегреть воду в испарителе. Приобретенный таким макаром пар подводят к паровой турбине, где он расширяется и при всем этом энергия передается генераторной системе.

В качестве горючего при всем этом употребляют, а именно, ископаемые энергоэлементы: жидкое горючее, природный газ либо также уголь. Для этих видов горючего является общим, что они при сгорании выделяют углекислый газ (CO2). Перевоплощенный при всем этом углерод перед сжиганием был длительное время связан в горючем и таким макаром был исключен из баланса углекислого газа земной атмосферы. Сжигание таких топлив тем содействует увеличению животрепещущего глобального уровня CO2. А именно, в связи с обусловленным им оранжерейным эффектом, другими словами непрерывным нагревом земной атмосферы, имеет особое значение внедрение при производстве пара регенерируемых энергоэлементов либо энергоэлементов со сравнимо маленьким циклом углекислого газа, к примеру биомассы. Хотя при сжигании биомассы, как, к примеру, травы, в атмосферу также выделяется углекислый газ (CO2), но лежащий в базе его углерод был введен в биомассу только не за длительное время ранее, так что сжигание биомассы не имеет следствием достойного упоминания роста среднего уровня углекислого газа.

Потому, а именно, трава, в качестве биомассы, оказалась в особенности симпатичным топливом для производства пара. При конструировании парогенератора для травы в качестве горючего, но, появилась неувязка, что при температурах пара выше порядка 470oC вследствие содержащихся в траве веществ, к примеру хлора либо калия, начинается усиленная коррозия железных поверхностей нагрева парогенератора. Но, чтоб можно было эксплуатировать парогенератор с довольно высочайшим для экономной эксплуатации коэффициентом полезного деяния, требуются температуры пара более чем 500oC.

Парогенератор с первой камерой сгорания для производства рабочего вещества методом сжигания первого горючего и со 2-ой камерой сгорания для сжигания биомассы в качестве горючего известен соответственно из документов EP-A-0 206 340 и из US-A-3 884 193. В этих парогенераторах 2-ая камера сгорания соответственно включена после первой камеры сгорания в направлении течения рабочего вещества.

В базе изобретения потому лежит задачка сотворения парогенератора, с которым при применении биомассы в качестве горючего может достигаться высочайший коэффициент полезного деяния, без появления усиленной коррозии.

Эта задачка решается согласно изобретению за счет парогенератора с первой камерой сгорания для получения рабочего вещества методом сжигания первого горючего и со 2-ой камерой сгорания для сжигания второго горючего, которая включена в направлении течения рабочего вещества после первой камеры сгорания, при этом 1-ая поверхность нагрева перегревателя размещена в области дымового газа 2-ой камеры сгорания, и включенная после первой поверхности нагрева перегревателя 2-ая поверхность нагрева перегревателя размещена в области дымового газа первой камеры сгорания.

Схожий парогенератор может в особенности гибко адаптироваться к разным требованиям при использовании разных типов горючего. Только из-за этого гарантируется, что можно удовлетворить особенным требованиям при сжигании биомассы для избежания коррозии на поверхностях нагрева парогенератора, при этом, но, является достижимым нужный для высочайшего коэффициента полезного деяния в парогенераторе высочайший уровень температуры. Чтоб в особенности накрепко обеспечить нужный для высочайшего коэффициента полезного деяния высочайший уровень температуры пара, при всем этом предусмотрены поверхности нагрева перегревателя. Рабочие характеристики парогенератора, а именно, за счет поверхностей нагрева перегревателя могут в особенности гибко адаптироваться к уровню температуры дымового газа первой и 2-ой камеры сгорания.

В в особенности предпочтительной форме выполнения при всем этом к первой камере сгорания может подводиться в качестве горючего уголь, а именно каменный уголь, и/либо ко 2-ой камере сгорания — биомасса, а именно трава. Из-за этого обеспечивается, что в области первой камеры сгорания является достижимой нужная для высочайшего коэффициента полезного деяния температура пара, к примеру выше 550oC, при этом в области 2-ой, работающей на биомассе камеры сгорания для избежания высокотемпературной коррозии температура пара составляет меньше, чем приблизительно 470oC. Таким макаром, биомасса, а именно трава, может употребляться в качестве головного горючего для производства температуры пара приблизительно 470oC, при этом за счет сжигания угля по типу дополнительной топки температуру пара поднимают выше 550oC.

Для в особенности высочайшего коэффициента полезного деяния парогенератора в предпочтительной форме выполнения приобретенное при его работе в первой камере сгорания рабочее вещество служит в качестве воздуха для сжигания горючего во 2-ой камере сгорания. Для этого 1-ая камера сгорания может эксплуатироваться целенаправлено с излишком воздуха, а именно с отношением излишка вправду подведенного количества воздуха к необходимому для стехиометрического горения количеству воздуха порядка 2,5. При работе первой камеры сгорания с излишком воздуха температура дымового газа рабочего вещества может к тому же снижаться до порядка 1050oC, так что может избегаться размягчение золы и результирующееся из него загрязнение поверхностей нагрева.

Для обеспечения в особенности прибыльной теплопередачи при производстве пара, наружные стены парогенератора целенаправлено содержат огромное количество труб парогенератора. Зависимо от рабочего давления парогенератор при всем этом может быть сконструирован в виде парогенератора с принудительной циркуляцией либо в виде парогенератора с естественной циркуляцией.

Для предстоящего улучшения коэффициента полезного деяния является целесообразным в присоединенный к первой и/либо 2-ой камере сгорания подающий трубопровод для воздуха включать теплообменник для обогрева воздуха методом термообмена с приобретенным при сгорании дымовым газом.

Достигаемые изобретением достоинства заключаются в, частности, в том, что за счет подключения на стороне рабочего вещества 2-ой камеры сгорания после первой камеры сгорания в качестве головного горючего может употребляться биомасса, при этом при исключении высокотемпературной коррозии на поверхностях нагрева все же обеспечивается высочайший коэффициент полезного деяния парогенератора. Не считая того, применение каменного угля в качестве дополнительного горючего, а именно, также по сопоставлению с другими видами дополнительного горючего, как, к примеру, великодушные виды горючего: жидкое горючее либо природный газ, обеспечивает экономную работу подобного парогенератора.

Пример выполнения изобретения поясняется более тщательно при помощи чертежа, на котором показан парогенератор.

Парогенератор 1 согласно чертежу включен через собственный подающий трубопровод для питательной воды 2 и через собственный выход на стороне пара 4 в пароводяной контур не представленной паровой турбины. Для этого трубопровод для питательной воды 2 через подогреватель либо экономайзер 6 подключен к огромному количеству труб парогенератора 8, которые являются частью наружной стены 10 парогенератора 1. Трубы парогенератора 8 на стороне выхода подключены к первому перегревателю высочайшего давления 12. Он соединен на стороне выхода со вторым перегревателем высочайшего давления 14, который заходит в выход на стороне пара 4 парогенератора 1.

Для паровой турбины с несколькими ступенями давления в парогенераторе 1 дополнительно размещен 1-ый промежный перегреватель 16. Он на стороне входа подключен к впуску пара 18 и на стороне выхода к также расположенному в парогенераторе 1 второму промежному перегревателю 20, который заходит в выпуск пара 22. Зависимо от выполнения паровой турбины впуск пара 18, к примеру, может быть подключен к выходу пара первой части либо части высочайшего давления паровой турбины, а выпуск пара 22 к входу пара 2-ой части либо части среднего давления либо низкого давления паровой турбины.

Парогенератор 1 содержит первую камеру сгорания 24 для производства рабочего вещества А методом сжигания первого горючего К. 1-ое горючее К при всем этом является желательно углем, а именно каменным углем. Дальше парогенератор 1 содержит расположенную либо включенную после первой камеры сгорания 24 в направлении течения рабочего вещества А вторую камеру сгорания 26 для сжигания второго горючего S. Последнее является желательно биомассой, а именно травой. Размещение камер сгорания 24 и 26 является при всем этом таким, что 2-ой перегреватель высочайшего давления 14 и 2-ой промежный перегреватель 20 размещены в области дымового газа первой камеры сгорания 24, и что 1-ый перегреватель высочайшего давления 12 и 1-ый промежный перегреватель 16 размещены в канале дымового газа 2-ой камеры сгорания 26.

Присоединенный к первой камере сгорания 24 подающий трубопровод для воздуха 30, так же как и присоединенный ко 2-ой камере сгорания 26 подающий трубопровод для воздуха 32, питается от общего подающего трубопровода для воздуха 34. Подающий трубопровод для воздуха 34 включен во вторичную сторону теплообменника 36. По первичной стороне он включен в поток отходящего газа, приобретенного при сжигании отходящего газа либо дымового газа R. Теплообменник 36 служит, таким макаром, в качестве подогревателя воздуха.

При работе парогенератора 1 к первой камере сгорания 24 подводят в качестве горючего К каменный уголь. Чтоб избежать размягчения золы и результирующегося отсюда загрязнения поверхностей нагрева сжигание горючего К создают таким макаром, что температура приобретенного при сжигании рабочего вещества А в области второго перегревателя высочайшего давления 14 составляет порядка 1050oC. Для этого горючее К в первой камере сгорания 24 сжигают при излишке воздуха, а именно при отношении излишка воздуха порядка 2,5. Часть теплосодержания рабочего вещества А через трубы парогенератора 8 передается на протекающую в их пароводяную смесь. Другая часть теплосодержания рабочего вещества А через 2-ой перегреватель высочайшего давления 14 и 2-ой промежный перегреватель 20 передается протекающему через их пару таким макаром, что температура пара для заслуги высочайшего коэффициента полезного деяния составляет около 550oC. Таким макаром охлажденное приблизительно до 550oC рабочее вещество А подводят в качестве воздуха для сжигания горючего ко 2-ой камере сгорания 26. 2-ая камера сгорания 26 при всем этом для топки травой может быть разделена от области дымового газа первой камеры сгорания 24, к примеру колосниковой решеткой.

Дополнительно к рабочему веществу А ко 2-ой камере сгорания 26 подводят биомассу, а именно траву, в качестве второго горючего S и по мере надобности через подающий трубопровод для воздуха 32 другой воздух для сжигания горючего. Горючее S во 2-ой камере сгорания 26 сжигают таким макаром, что возникающие при всем этом дымовые газы после отдачи тепла пароводяной консистенции, направляемой по трубам парогенератора 8, имеют температуру порядка 850 — 880oC. При таковой температуре является вероятным внедрение в качестве горючего S разных биомасс без возникновения лишнего загрязнения поверхностей нагрева за счет размягчения золы.

Часть теплосодержания дымового газа R через 1-ый перегреватель высочайшего давления 12, 1-ый промежный перегреватель 16, трубы парогенератора 8, также экономайзер 6 переносится на проходящую в их воду либо направляемый в их пар. При всем этом температуры пара не превосходят 470oC, так что высокотемпературная коррозия поверхностей нагрева не возникает также при применении биомассы в качестве второго горючего S. Дымовой газ R при всем этом охлаждается приблизительно до 350oC. Остающаяся часть теплосодержания дымового газа R передается через теплообменник 36 для обогрева воздуха на воздух для сжигания горючего, подаваемый к первой камере сгорания 24 и/либо 2-ой камере сгорания 26.

В схожем парогенераторе 1 таким макаром может быть применение биомассы, а именно травы, в качестве головного горючего для производства температур пара до порядка 470oC. При всем этом коррозия поверхностей нагрева является малой так, что парогенератор 1 имеет в особенности долгий срок службы. За счет предвключения первой камеры сгорания 24 к тому же может быть достижение в особенности подходящих для высочайшего коэффициента полезного деяния температур пара выше, чем 550oC.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Парогенератор (1) с первой камерой сгорания (24) для получения рабочего вещества (А) методом сжигания первого горючего (К) и 2-ой камерой сгорания (26) для сжигания второго горючего (S), при этом 2-ая камера сгорания (26) включена в направлении течения рабочего вещества (А) после первой камеры сгорания (24), отличающийся тем, что 1-ая поверхность нагрева перегревателя (12, 16) размещена в области дымового газа 2-ой камеры сгорания (26) и что включенная после первой поверхности нагрева перегревателя (21, 16) 2-ая поверхность нагрева перегревателя (14, 20) размещена в области дымового газа первой камеры сгорания (24).

2. Парогенератор по п.1, отличающийся тем, что к первой камере сгорания (24) является подводимым в качестве горючего (К) уголь.

3. Парогенератор по п.1 либо 2, отличающийся тем, что ко 2-ой камере сгорания (26) является подводимой в качестве горючего (S) биомасса.

4. Парогенератор по хоть какому из пп.1 — 3, отличающийся тем, что получаемое при его работе в первой камере сгорания (24) рабочее вещество (А) служит во 2-ой камере сгорания (26) в качестве воздуха для сжигания горючего.

5. Парогенератор по хоть какому из пп.1 — 4, отличающийся тем, что его наружные стены (10) содержат огромное количество труб парогенератора (8).

6. Парогенератор по хоть какому из пп.1 — 5, отличающийся тем, что в присоединенном к первой и/либо 2-ой камере сгорания (24, 26) подающем трубопроводе для воздуха (30, 32, 34) размещен теплообменник (36) для обогрева воздуха методом термообмена с приобретенным при сгорании дымовым газом (R).

7. Парогенератор по хоть какому из пп.1 — 6, отличающийся тем, что температура приобретенного в первой перегревательной поверхности (12, 16) пара не превосходит максимума порядка 470oC.

Пользующиеся популярностью патенты:

2119615 Метод обезвреживания полихлорбифенилсодержащих изделий
… на выходе из камеры дожигания 3 — 5%. Время пребывания газов в камере дожигания обеспечивают более 1,5 с, а на выходе из камеры дожигания газы просасывают через слой каолиновой ваты с одновременным впрыскиванием аммиака. По заявленному методу изделия при нагреве находятся в газовой среде, не содержащей свободный кислород при температуре поверхности изделий не выше 750oC. При обозначенном ограничении температуры поверхности до 750oC и отсутствии свободного кислорода в газовой фазе (но в присутствии значимых количеств паров воды и углекислоты в газовой фазе окружающей изделия, из товаров сгорания природного газа) образования хлорсодержащих товаров неполного окисления углерода …

2052742 Метод чистки парогазовой консистенции от паров растворителей
… остывания его до температуры, обеспечивающей вымораживание примесей с одновременным отогревом газа на каждой ступени. Недочетами данного метода являются огромные энергозатраты, малая эффективность за счет намерзания «шубы» на элементах конструкции. Известен также метод чистки парогазового потока с следующим отделением жесткой и конденсированной фаз методом пропускания через низкотемпературный очистительный агент, к примеру диспергированную криогенную жидкость, при температуре tpo > t2o > tиспо, где t2o температура газа на выходе из аппарата; top температура точки росы парогазового потока; tиспо температура испарения очистительного агента. Основными недочетами внедрения …

2199068 Теплообменный аппарат
… для пуска движков и компрессоров при низких температурах и обеспечения работы их в критериях высокогорья. Изложенное свидетельствует, что изобретение соответствует аспекту «промышленная применимость». Изобретение поясняется чертежом, на котором схематично изображен предложенный теплообменный аппарат. Теплообменный аппарат содержит двухкамерный испаритель (1-я камера 3; 2-я камера 10) с насосом 2, обе камеры заполнены водянистым теплоносителем 11, конденсатор 6, размещенный выше двухкамерного испарителя и соединенный с ним трубопроводами 17, 20, на одной из внешних сторон конденсатора размещен щелевой конвектор 7, снутри конденсатора перпендикулярно основанию по высоте …

2044959 Акустическая горелка
… Изобретение относится к устройствам для распыливания водянистого горючего и смешения его с окислителем, в главном к горелкам с применением для распыливания как энергии сжатого газа, так и энергии акустических колебаний. Преимущественное применение предлагаемое изобретение может отыскать в энергетической, хим, металлургической и других отраслях индустрии, а именно, в топках котлов, печей и других топливоиспользующих установках. Существует много типов (конструкций) акустических форсунок, использующих воздействие энергии ультразвуковых колебаний распыливающего газа на горючее либо смесь его с распылителем для заслуги мелкодисперсного состояния с целью интенсификации …

2305233 Портативный термостат для био исследовательских работ
… одноуровневый компаратор напряжения, на выходе которого напряжение находится в зависимости от напряжений с датчика 6 и задатчика температуры 14 согласно соотношению Как следует, при уменьшении температуры воздуха рабочей камеры 3 ниже данной температуры напряжение с датчика 6 миниатюризируется и согласно соотношению (1) напряжение на выходе блока регулирования 13 возрастает и, усиливаясь усилителем неизменного тока 11, поступает на блок коммутации 9, который подключает электровентилятор 7 и электронагреватель 8 к шинам 10 сети. Происходит нагрев воздуха снутри рабочей камеры 3. При достижении данной температуры напряжения и будут равны на выходе блока регулирования 13, будет …

Новые патенты:

2188367 Холодильная установка с циркуляцией в замкнутом цикле
… агента по сопоставлению с классическими холодильными установками связан с повышением давления, которое происходит, когда температура холодильного агента меняется от рабочей температуры до температуры среды. При комнатной температуре давление насыщения двуокиси углерода составляет от около 5 до 6 МПа, и это существенно выше, чем рабочее давление в классической холодильной установке. Это значит, что в случае аварии давление насыщения вырастет в циркуляционном цикле, как вырастет температура, и если цикл способен выдерживать давление насыщения при температуре среды, отдельные составляющие холодильного цикла должны быть сконструированы для этого …

2251049 Устройство для автоматической диагностики трубопроводов
… — корпус в виде стакана, 11 — кулачок, свободно закрепленный на оси 12, 13 — храповое колесо, 14 — пружинящий элемент, 15 — регулировочный винт, 16 — вал электрогенератора 5.На фиг.3 приняты последующие обозначения: 17 — груз, 18 — качалка, 19 — тяга, 20 — шлицевая втулка, 21 — стакан с прорезями под фрикционные диски, 22 — ведущие фрикционные диски, 23 — ведомые фрикционные диски, 24 — прижимающей диск, 25 — пружина.Устройство работает последующим образом. До работы его помещают вовнутрь трубопровода при помощи специального запасовочного устройства. После чего включают перекачку продукта, к примеру нефти, и устройство приходит в движение. Установленная на корпусе устройства …

2256894 Автоматический беспилотный диагностический комплекс
… …

2399002 Поворотная завалочная машина для шахтной печи, снаряженная охлаждающей системой
… завышенное, по отношению к атмосферному, давление в области 646 термообмена, жидкость может быть просто очищена методом обычного открытия соответственного (обычно закрытого) вентиля на сливном трубопроводе 708. Слив воды может быть нужен, когда последняя была чрезвычайно загрязнена частицами пыли либо когда нужна чистка теплообменных частей 642, 644 для удаления лишних отложений. На фиг.17 показан вертикальный поперечный разрез показанного на фиг.12 теплообменника 640 еще в другом, отличающемся разрезе. Как видно на фиг.17 промывочная головка 710 установлена на конце соответственного промывочного трубопровода 712, снабженного клапаном как показано на …

2202737 Тупиковая радиационная труба
… отсекающими газовым и воздушным клапанами, также регулятором соотношения «газ-воздух», обеспечивающими ее эксплуатацию на одной хорошей термический мощности. Изобретение обеспечивает высшую эксплуатационную надежность и безопасность работы в широком спектре температурного режима. 2 з.п.ф-лы, 2 ил., 1 табл.
Изобретение относится к устройствам косвенного нагрева металла в печах машиностроительной и металлургической индустрии. Известна тупиковая радиационная труба, в какой внутренняя жаровая труба выполнена составной из огнестойких глиняних частей, набираемых как по длине жаровой трубы, так и по поперечному сечению (четыре сектора по окружности) (см. а.с. …