ИСПАРЯЮЩИЙ СМЕСИТЕЛЬ, УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПАРОГАЗОВОЙ СМЕСИ И ПАРОГАЗОВАЯ УСТАНОВКА Российский патент 2007 года по МПК F01K21/04 F02C6/18 

Изобретение относится к теплоэнергетике. В технике широко известны парогазовые или, иначе, парогазотурбинные установки. Это энергетические установки, в которых комбинируются циклы паровых и газовых турбин, благодаря чему обеспечивается повышенный кпд. Как правило, такие установки содержат парогенератор, обычно в виде котла. Полученный в нем пар срабатывают в паровой турбине, а продукты сгорания топлива - в газовой турбине.

Реже встречаются парогазовые установки, в которых в качестве рабочего тела используют парогазовую смесь. Такая смесь может быть создана в испаряющем смесителе, например таком, который известен из патента РФ №2172844. Известный испаряющий смеситель для получения парогазовой смеси снабжен узлом подачи воды для ее смешивания с потоком газов, поступающих в смеситель, и испарения. Подача воды в поток газов осуществляется параллельно потоку газов через сопло, расположенное в центре потока газов. Перед смешением потоки воды и газов разгоняют соответственно в жидкостном и газовом соплах. В результате взаимодействия потоков давление парогазовой смеси в смесителе существенно повышается по сравнению с давлением входящего в него потока газов.

Данный смеситель характеризуется чрезвычайно высокими параметрами. Так, скорости истечения смешиваемых сред составляют 700-800 м/с и 650-750 м/с, т.е. существенно превышают скорость звука, а давление воды составляет 250-300 МПа, т.е. более 2500 атмосфер. Как очевидно для специалиста, конструктивная реализация устройства с такими параметрами, обеспечивающая необходимую степень эксплуатационной безопасности, должна представлять немалую трудность и требовать больших затрат. Более того, сама возможность реализации такого устройства вызывает сомнение, тем более что в описании патента оно представлено крайне схематично. Однако снижение этих параметров с целью упрощения конструкции и удешевления смесителя привело бы к ухудшению смешения потоков, связанному с необходимостью увеличения площади поперечного сечения газового потока для поддержания требуемого соотношения массовых расходов воды и газа. В самом деле, массовый расход пропорционален плотности среды и площади поперечного сечения потока. Снижение скоростей смешиваемых потоков приведет к снижению давления парогазовой смеси в смесителе и, следовательно, к уменьшению ее плотности и соответствующему уменьшению массового расхода подаваемого в смеситель газа по отношению к массовому расходу воды. Чтобы компенсировать это уменьшение расхода потребуется увеличить площадь поперечного сечения газового потока. При большой площади этого поперечного сечения впрыск воды параллельно газовому потоку через сопло, расположенное в центре этого потока, не обеспечит смешивания впрыскиваемой воды с газовыми массами, находящимися в стороне от места впрыска. Это, в свою очередь, приведет к тому, что часть воды не успеет испариться, и требуемое соотношение газа и пара в парогазовой смеси будет нарушено. Таким образом, известный смеситель не может производить парогазовую смесь требуемых параметров при снижении скоростей смешиваемых потоков. Следует также отметить, что при весьма высоких температурах в смесителе охлаждение его корпуса не предусмотрено, что также должно отрицательно сказаться на его эксплуатационной безопасности.

В том же патенте РФ №2172844 описана парогазовая установка. Эта установка содержит камеру сгорания, компрессор для подачи в камеру сгорания сжатого воздуха, испаряющий смеситель для получения парогазовой смеси и силовую турбину. Смеситель вышеописанного типа, установленный за камерой сгорания, из которой в него поступают газы, производит парогазовую смесь путем впрыскивания воды в поток этих газов. Полученная парогазовая смесь срабатывается в турбине, которая служит как для получения полезной работы, так и для привода компрессора. Отличительной особенностью этой парогазовой установки является то, что повышение давления рабочего тела до требуемого значения на входе в турбину осуществляется в испаряющем смесителе, который, как указано выше, характеризуется чрезвычайно высокими параметрами, а потому должен иметь сложную конструкцию и весьма дорого стоить. Снижение же параметров смесителя с целью снижения его стоимости, как показано выше, приведет к нарушению соотношения газа и пара в парогазовой смеси, что, в свою очередь, приведет к снижению эффективности парогазовой установки.

Кроме того, из патента РФ №2172844 известно устройство для получения парогазовой смеси. Это устройство содержит камеру сгорания, снабженную выходным отверстием для выпуска потока газов, и испаряющий смеситель, имеющий корпус, проходящий вокруг центральной оси от входного отверстия, предназначенного для впуска потока газов, поступающих из камеры сгорания, до выходного отверстия, предназначенного для выпуска полученной парогазовой смеси, и снабженный узлом подачи в корпус смесителя воды для ее смешивания с указанным потоком газов и испарения. Известное устройство включено в состав парогазовой установки, содержащей также компрессор, подающий воздух в камеру сгорания, и турбину, в которой срабатывается парогазовая смесь и которая также служит для привода компрессора. Это означает, что полученная парогазовая смесь может быть использована только в составе этой парогазовой установки, т.е. сработана в указанной турбине. Если с целью использования этой смеси по другому назначению, например для нагрева, подать эту смесь вместо турбины куда-либо еще, например в теплообменный аппарат, устройство для получения парогазовой смеси остановится, так как остановится турбина и вместе с ней компрессор, приводимый ею в действие. Таким образом, возможности использования производимой парогазовой смеси весьма ограничены. Кроме того, установка содержит испаряющий смеситель, который, как указано выше, характеризуется чрезвычайно высокими параметрами, а потому должен иметь сложную конструкцию и весьма дорого стоить. Снижение же параметров смесителя с целью снижения его стоимости, как показано выше, приведет к нарушению соотношения газа и пара в парогазовой смеси, что, в свою очередь, приведет к снижению эффективности устройства-потребителя парогазовой смеси.

Задача изобретения состоит в том, чтобы, повысив эксплуатационную безопасность испаряющего смесителя, снизить его стоимость, обеспечив таким образом с использованием такого смесителя и при невысоких затратах возможность создания эффективной парогазовой установки и устройства для получения парогазовой смеси с расширенными возможностями использования этой смеси.

Эта задача решена благодаря тому, что в испаряющем смесителе для получения парогазовой смеси, имеющем корпус, проходящий вокруг центральной оси от входного отверстия, предназначенного для впуска потока газов, до выходного отверстия, предназначенного для выпуска полученной парогазовой смеси, и имеющем, по меньшей мере, одно впускное отверстие, предназначенное для впуска воды, выполненное с возможностью соединения с внешним источником воды и сообщающееся с выпускным отверстием для подачи воды в поток газов, размещенным в корпусе, в стенке корпуса имеется полость, с которой сообщается впускное отверстие, а в корпусе размещенно еще, по меньшей мере, одно выпускное отверстие, которое расположено на некотором расстоянии от первого и с которым также сообщается выпускное отверстие. Таким образом, при относительно низкой скорости газа и относительно низких давлении в смесителе и давлении подаваемой жидкости обеспечено хорошее смешивание, во-первых, благодаря тому, что впрыск воды происходит одновременно в нескольких (по меньшей мере, в двух) точках, и процесс смешивания и испарения протекает в некотором объеме газа, ограниченном указанными точками впрыска, а во-вторых, благодаря тому, что время испарения воды уменьшено, так как перед подачей в поток газа вода подогревается в полости, размещенной в стенке корпуса. Эта же вода осуществляет охлаждение корпуса, благодаря чему повышается эксплуатационная безопасность смесителя. Таким образом, благодаря изобретению создан охлаждаемый испаряющий смеситель, имеющий несложную конструкцию и невысокую стоимость.

Указанная полость в стенке корпуса может быть выполнена в виде кольцевой щели.

В корпусе вдоль центральной оси могут быть установлены трубки, сообщающиеся с указанной полостью в стенке корпуса. В этом случае указанные выпускные отверстия выполнены в стенках этих трубок.

Вдоль стенки корпуса по кругу может проходить кольцевая камера, при этом указанное впускное отверстие может быть выполнено со штуцером и выходить в эту кольцевую камеру.

Указанные трубки могут быть размещены по кругу вдоль стенки корпуса, а выпускные отверстия в трубках могут быть направлены к оси корпуса.

Выходное отверстие корпуса может быть сформировано с сужением.

Указанная задача решена также благодаря тому, что в парогазовой установке, содержащей камеру сгорания, компрессор для подачи в камеру сгорания сжатого воздуха, испаряющий смеситель для получения парогазовой смеси, и силовую турбину, причем испаряющий смеситель имеет корпус, проходящий вокруг центральной оси от входного отверстия, предназначенного для впуска потока газов, до выходного отверстия, предназначенного для выпуска полученной парогазовой смеси и подачи ее на вход силовой турбины, и имеющий, по меньшей мере, одно впускное отверстие, предназначенное для впуска воды, выполненное с возможностью соединения с внешним источником воды и сообщающееся с выпускным отверстием для подачи воды в поток газов, размещенным в корпусе, в стенке корпуса имеется полость, с которой сообщается впускное отверстие, а в корпусе размещено еще, по меньшей мере, одно выпускное отверстие, которое расположено на некотором расстоянии от первого и с которым также сообщается впускное отверстие. Таким образом, в установке использован испаряющий смеситель, имеющий несложную конструкцию, невысокую стоимость и повышенную эксплуатационную безопасность, благодаря чему стоимость всей установки также снижена, а эксплуатационная безопасность повышена.

Парогазовая установка может содержать турбину привода компрессора, которая установлена на одном валу с этим компрессором и вход которой сообщается с камерой сгорания, а выход - с испаряющим смесителем, причем вал силовой турбины выполнен отдельно от вала компрессора. Такая конструкция позволяет использовать выгоды двухвальной установки: рабочее тело, имеющее высокие параметры, срабатывается в высокооборотной турбине, а рабочее тело с более низкими параметрами срабатывается в турбине с пониженной частотой вращения, что позволяет в каждом случае обеспечить максимальную эффективность.

Указанная задача решена также благодаря тому, что в устройстве для получения парогазовой смеси, содержащем камеру сгорания и испаряющий смеситель, имеющий корпус, проходящий вокруг центральной оси от входного отверстия, предназначенного для впуска потока газов, поступающих из камеры сгорания, до выходного отверстия, предназначенного для выпуска полученной парогазовой смеси, и имеющий, по меньшей мере, одно впускное отверстие, предназначенное для впуска воды, выполненное с возможностью соединения с внешним источником воды и сообщающееся с выпускным отверстием для подачи воды в поток газов, размещенным в корпусе, в стенке корпуса имеется полость, с которой сообщается впускное отверстие, а в корпусе размещено еще, по меньшей мере, одно выпускное отверстие, которое расположено на некотором расстоянии от первого и с которым также сообщается впускное отверстие.

Таким образом, в устройстве использован испаряющий смеситель, имеющий несложную конструкцию, невысокую стоимость и повышенную эксплуатационную безопасность, благодаря чему стоимость всего устройства также снижена, а эксплуатационная безопасность повышена. Парогазовая смесь, произведенная в установке, может быть сработана в турбине, а может быть использована по иному назначению, например для нагрева.

Устройство может содержать компрессор для подачи в камеру сгорания сжатого воздуха и турбину привода компрессора, которая установлена на одном валу с этим компрессором и вход которой сообщается с выходом из камеры сгорания, а выход - с испаряющим смесителем.

Устройство по п.9, отличающееся тем, что корпус камеры сгорания присоединен к корпусу испаряющего смесителя, так что выход из камеры сгорания совмещен со входным отверстием испаряющего смесителя.

Камера сгорания устройства может включать корпус, средства подачи топлива и средства подачи окислителя, горелку и узел поджига горючей смеси.

Далее следует подробное описание предпочтительных вариантов выполнения изобретения, поясняемое прилагаемыми чертежами, на которых:

фиг.1 изображает в продольном разрезе предлагаемый испаряющий смеситель;

фиг.2 изображает схему парогазовой установки с устройством для получения парогазовой смеси;

фиг.3 изображает в продольном разрезе еще один вариант выполнения устройства для получения парогазовой смеси;

фиг.4 изображает график зависимости температуры парогазовой смеси, получаемой в испаряющем смесителе, от соотношения объемов воды и газа, поступающих в смеситель;

фиг.5 изображает предлагаемое устройство для получения парогазовой смеси в аксонометрической проекции с частичным разрезом;

фиг.6 изображает в частичном продольном разрезе в увеличенном масштабе трубку с выпускным отверстием в одном варианте выполнения;

фиг.7 изображает в частичном продольном разрезе в увеличенном масштабе трубку с выпускным отверстием еще в одном варианте выполнения.

Как показано на фиг.1, предлагаемый испаряющий смеситель 1 для получения парогазовой смеси имеет корпус 2, проходящий вокруг центральной оси 3 от входного отверстия 4, предназначенного для впуска потока газов, до выходного отверстия 5, предназначенного для выпуска полученной парогазовой смеси и сформированного с сужением 5'. В данном варианте выполнения корпус состоит из двух трубчатых частей 2' и 2", соединенных фланцевым соединением 6. Кроме того, корпус имеет впускное отверстие 7, выполненное со штуцером 8 и предназначенное для впуска воды.

Посредством штуцера 8 отверстие 7 имеет возможность соединения с внешним источником воды. Отверстие 7 сообщается с кольцевой камерой 9, а именно выходит в эту камеру. Камера 9 проходит по кругу вдоль стенки корпуса 2. Также имеется полость 10 в стенке корпуса, выполненная в виде кольцевой щели и также сообщающаяся с камерой 9. Полость 10 имеет две части 10' и 10", выполненные соответственно в каждой из двух частей 2' и 2" корпуса.

Корпус может иметь дополнительные штуцеры 12 и 13 для дополнительной подачи воды соответственно в части 10' полости перед камерой 9 и 10" и за ней. Корпус также снабжен штуцером 14 для отвода при необходимости воды из полости 10. Кроме того, корпус 2 имеет патрубки 15 для подсоединения контролирующих приборов - термопар, манометров.

Сообщение между частями полости 10 может, например, быть установлено путем установления сообщения между штуцерами 12 и 14 вне корпуса (на чертеже не показано). Сообщение между частью 10' полости и камерой 9 может быть установлено через отверстия в стенке между этими полостью и камерой.

С камерой 9 сообщаются трубки 11, установленные в корпусе вдоль центральной оси, и размещенные по кругу вдоль стенки корпуса 2. Трубки 11 имеют выпускные отверстия, предназначенные для подачи воды в поток газов, выполненные в боковых стенках этих трубок и направленные к оси 3 корпуса 2.

На фиг.6 представлена одна из трубок 11 с отверстием 111. Для того чтобы задача изобретения была выполнена, необходимо, по меньшей мере, еще одно отверстие. В этом случае будет обеспечено хорошее смешивание, во-первых, благодаря тому, что впрыск воды происходит одновременно в двух точках, и процесс смешивания и испарения протекает в некотором объеме газа, ограниченном этими точками. Указанное еще одно отверстие может быть выполнено в другой трубке, которая в этом случае будет выглядеть точно так же, как и трубка, представленная на фиг.6. Возможно также выполнение второго отверстия в этой же трубке, например отверстие 112, показанное на фиг.7. Однако наиболее эффективное смешивание будет происходить, если во всех трубках будет выполнено по несколько отверстий наподобие отверстий 111, 112 и 113, представленных на фиг.7.

Корпус 2 снабжен проставкой 16. Путем установки проставки той или иной длины возможно регулирование общей длины корпуса.

При работе к предлагаемому испаряющему смесителю 1 подводят поток газов, поступающий в корпус 2 через отверстие 4. Этот поток газов может поступать из камеры сгорания, с выхода газовой турбины или из иного источника. В том случае, когда газы поступают с выхода газовой турбины, служащей для привода компрессора газотурбинной установки, температура газов, как правило, составляет 1200-1300°С. Воду, поступающую из внешнего источника под давлением, обеспечиваемым внешним насосом (не показан), через штуцер 8 и/или 12 и 13 подают в камеру 9 и/или сообщающуюся с ней полость 10, а затем с небольшой задержкой (2-5 сек) впрыскивают в поток газов через отверстия в стенках трубок 11.

Для обеспечения различных режимов работы смесителя, обеспечивающих различную степень охлаждения частей корпуса, можно осуществлять подачу воды только через штуцер 8, только через штуцер 12 или только через штуцер 13. Возможна также совместная подача воды через три этих штуцера или через любые два из них. Как видно из чертежа (фиг.1), вода, подаваемая через штуцер 8, поступает в полость 9, подаваемая через штуцер 12 поступает в полость 10', а подаваемая через штуцер 13 поступает в полость 10".

Подача воды организована так, что перед подачей в поток газа вода протекает в полости 10. При протекании в полости 10 вода охлаждает корпус 2, благодаря чему повышается эксплуатационная безопасность смесителя, а сама при этом подогревается. Циркуляция воды в полости 10 может быть создана путем регулирования подачи воды через штуцеры 8, 12 или 13, а также, например, путем установления сообщения между штуцерами 12 и 14.

Впрыск воды через отверстия в стенках трубок 11 происходит одновременно в нескольких точках, и процесс смешивания и испарения протекает в некотором объеме газа, ограниченном указанными трубками. Кроме того, время испарения воды уменьшено, так как перед подачей в поток газа вода подогревается в полости 10, так что благодаря повышенной температуре воды ее испарение происходит быстрее.

Полученная парогазовая смесь, как правило, имеющая температуру 550-600°С, выходит через отверстие 5 и направляется потребителю. Благодаря наличию сужения 5' в отверстии 5 поддерживается заданное давление в корпусе. Температуру получаемой парогазовой смеси можно регулировать посредством изменения расхода подаваемой воды.

На фиг.4 представлен график зависимости температуры парогазовой смеси, получаемой в испаряющем смесителе, от соотношения объемов воды и газа, поступающих в смеситель, при различных температурах поступающих газов, где

Т_см - температура парогазовой смеси;

Т_г - температура газов;

m_воды/m_газа - соотношение объемов воды и газа.

Из графика, например, видно, что при температуре газов 1250°С для получения температуры парогазовой смеси 500°С необходимо обеспечить отношение объема воды к объему газа, равное 0,3. При температуре газов 1500°С для получения температуры парогазовой смеси 600°С необходимо обеспечить отношение объема воды к объему газа, равное 0,33.

На фиг.2 изображена схема парогазовой установки 17, в которой использован предлагаемый испаряющий смеситель 1. Эта установка содержит камеру сгорания 18, компрессор 19 для подачи в камеру сгорания 18 сжатого воздуха и турбину 20 привода компрессора 19, которая установлена на одном валу с этим компрессором и вход которой сообщается с камерой сгорания 18. Выход турбины 20 сообщается с испаряющим смесителем 1 вышеописанного типа. Выход испаряющего смесителя 1 сообщается со входом силовой турбины 21, вал которой выполнен отдельно от вала компрессора. Как видно из чертежа, такая парогазовая установка может быть выполнена на базе обычной двухвальной газотурбинной установки, в которой между турбиной привода компрессора и силовой турбиной установлен испаряющий смеситель, а силовая турбина адаптирована для работы на парогазовой смеси.

При работе отработанные газы, выходящие из турбины 20, поступают в испаряющий смеситель 1, где они смешиваются с водой, которая при этом испаряется с образованием парогазовой смеси. Полученная парогазовая смесь поступает в силовую турбину 21, в которой она срабатывается и к которой присоединена полезная нагрузка. Как видно из чертежа, такая парогазовая установка может быть выполнена на базе обычной двухвальной газотурбинной установки, в которой между турбиной привода компрессора и силовой турбиной установлен испаряющий смеситель, а силовая турбина адаптирована для работы на парогазовой смеси.

Парогазовая смесь, получаемая в испаряющем смесителе 1, может быть использована не только для срабатывания в силовой турбине, но и для других целей. Поэтому из состава вышеописанной парогазовой установки 17 может быть выделено устройство 22 для получения парогазовой смеси, которое также представлено на фиг.2 и которое по своей конструкции отличается от вышеописанной парогазовой установки тем, что в нем отсутствует силовая турбина. Парогазовая смесь с выхода испаряющего смесителя 1 направляется потребителю, в качестве которого кроме турбины может выступать пароперегреватель, теплообменник и т.п. Как и в случае вышеописанной парогазовой установки 17, такое устройство для получения парогазовой смеси может быть выполнено на базе обычной двухвальной газотурбинной установки, в которой за турбиной привода компрессора установлен испаряющий смеситель, а силовая турбина удалена.

Устройство для получения парогазовой смеси еще в одном варианте выполнения представлено на фиг.3. В этом устройстве, в целом обозначенном номером позиции 23, корпус камеры сгорания 24 присоединен к корпусу испаряющего смесителя 25, так что выход из камеры сгорания 24 совмещен со входным отверстием испаряющего смесителя. Соединенные вместе эти корпуса образуют корпус 26 устройства 23, конфигурация которого аналогична конфигурации корпуса 2 вышеописанного испаряющего смесителя 1, представленного на фиг.1, однако корпус 27 испаряющего смесителя 25 в данном случае соответствует части 2" корпуса испаряющего смесителя 1, а спереди (по ходу потока газов) к этому корпусу присоединен корпус 28 камеры сгорания 24, по конфигурации аналогичный части 2' корпуса испаряющего смесителя 1. Корпуса 27 и 28 соединены фланцевым соединением 29. Таким образом, входное отверстие испаряющего смесителя 25 совмещено с выходным отверстием камеры сгорания 24, и эти отверстия расположены на линии стыка фланцевого соединения 29.

Корпус 27 имеет впускное отверстие 30, выполненное со штуцером 31 и предназначенное для впуска воды. Посредством штуцера 31 отверстие 30 имеет возможность соединения с внешним источником воды. Отверстие 30 сообщается с полостью 32 в стенке корпуса 27, выполненной в виде кольцевой щели, а также с сообщающимися камерами 33 и 34, снабженными штуцерами соответственно 35 и 36 для впуска воды и по сути расположенными уже в корпусе 28 камеры сгорания. С камерой 34 сообщаются трубки 37, установленные в корпусе 27 вдоль центральной оси и размещенные по кругу вдоль стенки корпуса 27. Трубки 37 имеют выпускные отверстия (не показаны), предназначенные для подачи воды в поток газов, выполненные в боковых стенках этих трубок и направленные к оси корпуса 27. Корпус также снабжен штуцером 38 для присоединения обводной магистрали и отвода при необходимости воды из полости 32. Кроме того, корпус имеет патрубки 39 для установки измерительных, контролирующих и управляющих приборов.

В корпусе камеры сгорания размещены камера 40 приема воздуха, поступающего из патрубка 41, патрубок 42 для подвода топлива, горелка 43 и узел 44 поджига горючей смеси, выполненный в виде электрической запальной свечи. Как видно из чертежа, горелка сообщается с камерой 40 посредством отверстия 45, а выход горелки, который является также выходом камеры сгорания, совмещен со входом в испаряющий смеситель 25.

При работе в камеру 40 через патрубок 41 подается воздух, который через отверстие 45 поступает в горелку 43. Затем на узел 44 подается напряжение для образования искры, а в горелку через патрубок 42 подается топливо. В качестве топлива могут быть использованы природный газ, попутные газы, метан, бутан, а также различные виды жидкого топлива (керосин, дизельное топливо, мазут). Происходит поджигание топливовоздушой смеси и образование газов с температурой 1500-2000°С, которые из горелки поступают на вход испаряющего смесителя 25. Одновременно или с небольшой задержкой через штуцеры 31, 35, 36 подается вода. Образование парогазовой смеси в испаряющем смесителе 25 и выпуск ее из корпуса происходит так же, как и в вышеописанном испаряющем смесителе 1. Вода, циркулирующая в камерах 33 и 34, охлаждает горелку 43, а вода, циркулирующая в полости 32, охлаждает корпус 27. При этом вода подогревается. Циркуляция воды может быть создана путем регулирования подачи воды через штуцеры, а также, например, путем установления сообщения между штуцером 38 и штуцерами 31, 35, или 36 вне корпуса (на чертеже не показано). Как и в испаряющем смесителе 1, предусмотрена возможность регулирования общей длины корпуса путем установки проставки той или иной длины.

Паргазовая смесь, использованная потребителем, может проходить стадию охлаждения, в процессе которой от нее отбирается избыточное тепло, а затем стадию конденсации и разделения на газовую и жидкую фракции. Эти стадии могут осуществляться традиционными средствами. После разделения сконденсированная вода может снова подаваться на вход в устройство, а газовая фракция на выхлоп.

Изобретение относится к теплоэнергетике. Предложен испаряющий смеситель для получения парогазовой смеси, имеющий корпус с отверстиями для впуска потока горячих газов и воды. При смешивании этих потоков и испарении воды образуется парогазовая смесь. Предложенный испаряющий смеситель может входить в состав парогазовой установки, выполненной, например, на базе газотурбинной установки. Кроме того, испаряющий смеситель может быть использован в устройстве для получения парогазовой смеси, включающем камеру сгорания. Изобретение позволяет повысить эксплуатационную безопасность испаряющего смесителя и снизить его стоимость. 3 н. и 9 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Испаряющий смеситель для получения парогазовой смеси, имеющий корпус, проходящий вокруг центральной оси от входного отверстия, предназначенного для впуска потока газов, до выходного отверстия, предназначенного для выпуска полученной парогазовой смеси, и имеющий, по меньшей мере, одно впускное отверстие, предназначенное для впуска воды, выполненное с возможностью соединения с внешним источником воды и сообщающееся с выпускным отверстием для подачи воды в поток газов, размещенным в корпусе, отличающийся тем, что в стенке корпуса имеется полость, с которой сообщается впускное отверстие, в корпусе размещено еще, по меньшей мере, одно выпускное отверстие, которое расположено на некотором расстоянии от первого и с которым также сообщается впускное отверстие.2. Испаряющий смеситель по п.1, отличающийся тем, что указанная полость в стенке корпуса выполнена в виде кольцевой щели.3. Испаряющий смеситель по п.1 или 2, отличающийся тем, что в корпусе вдоль центральной оси установлены трубки, сообщающиеся с указанной полостью в стенке корпуса, а указанные выпускные отверстия выполнены в стенках этих трубок.4. Испаряющий смеситель по п.3, отличающийся тем, что вдоль стенки корпуса по кругу проходит кольцевая камера, а указанное впускное отверстие выполнено со штуцером и выходит в эту кольцевую камеру.5. Испаряющий смеситель по любому из пп.1, 2 или 4, отличающийся тем, что трубки размещены по кругу вдоль стенки корпуса, а выпускные отверстия в трубках направлены к оси корпуса.6. Испаряющий смеситель по п.5, отличающийся тем, что выходное отверстие корпуса сформировано с сужением.7. Парогазовая установка, содержащая камеру сгорания, компрессор для подачи в камеру сгорания сжатого воздуха, испаряющий смеситель для получения парогазовой смеси и силовую турбину, причем испаряющий смеситель имеет корпус, проходящий вокруг центральной оси от входного отверстия, предназначенного для впуска потока газов, до выходного отверстия, предназначенного для выпуска полученной парогазовой смеси и подачи ее на вход силовой турбины, и имеющий, по меньшей мере, одно впускное отверстие, предназначенное для впуска воды, выполненное с возможностью соединения с внешним источником воды и сообщающееся с выпускным отверстием для подачи воды в поток газов, размещенным в корпусе, отличающаяся тем, что в стенке корпуса имеется полость, с которой сообщается впускное отверстие, а в корпусе размещено еще, по меньшей мере, одно выпускное отверстие, которое расположено на некотором расстоянии от первого и с которым также сообщается впускное отверстие.8. Парогазовая установка по п.7, отличающаяся тем, что она содержит турбину привода компрессора, которая установлена на одном валу с этим компрессором и вход которой сообщается с камерой сгорания, а выход с испаряющим смесителем, причем вал силовой турбины выполнен отдельно от вала компрессора.9. Устройство для получения парогазовой смеси, содержащее камеру сгорания и испаряющий смеситель, имеющий корпус, проходящий вокруг центральной оси от входного отверстия, предназначенного для впуска потока газов, поступающих из камеры сгорания, до выходного отверстия, предназначенного для выпуска полученной парогазовой смеси, и имеющий, по меньшей мере, одно впускное отверстие, предназначенное для впуска воды, выполненное с возможностью соединения с внешним источником воды и сообщающееся с выпускным отверстием для подачи воды в поток газов, размещенным в корпусе, отличающееся тем, что в стенке корпуса имеется полость, с которой сообщается впускное отверстие, а в корпусе размещено еще, по меньшей мере, одно выпускное отверстие, которое расположено на некотором расстоянии от первого и с которым также сообщается впускное отверстие.10. Устройство по п.9, отличающееся тем, что оно содержит компрессор для подачи в камеру сгорания сжатого воздуха и турбину привода компрессора, которая установлена на одном валу с этим компрессором и вход которой сообщается с выходом из камеры сгорания, а выход с испаряющим смесителем.11. Устройство по п.9, отличающееся тем, что корпус камеры сгорания присоединен к корпусу испаряющего смесителя, так что выход из камеры сгорания совмещен со входным отверстием испаряющего смесителя.12. Устройство по п.9, отличающееся тем, что камера сгорания включает корпус, средства подачи топлива, средства подачи окислителя, горелку и узел поджига горючей смеси.