Энергетическая система с установкой органического цикла Ренкина для подводных технических средств Российский патент 2024 года по МПК B63G8/10 B63G8/08 B01D53/62 F01K25/10 F02G1/04 

Описание патента на изобретение RU2823396C1

Изобретение относится к энергетическим системам, работающих без связи с атмосферным воздухом и предназначенных для различных подводных технических средств, например, глубоководных аппаратов, батискафов, торпед, необитаемых подводных аппаратов и подводных лодок.

Известно, что на большинстве подводных технических средств (ПТС) движущая сила создается в процессе преобразования энергии, выделяемой в результате химической или ядерной реакции. В любом случае источником энергии является некоторое расходуемое вещество - энергоноситель. Его энергия на большинстве подводных технических средств преобразуется в конечном счете в электрическую энергию и сообщается движителю, создающему реактивную силу (Патент РФ № 2155701, опубл. от 10.09.2000, Бюл. № 25).

Однако, специфика любого подводного технического средства при его эксплуатации в подводном положении часто заключается в том, что оно не может использовать внешний атмосферный воздух для производства полезной механической или электрической энергии для обеспечения своей работы и движения, что требует необходимости запасов окислителя и горючего на борту подводного технического средства.

Известна энергоустановка подводного технического средства (аппарата), содержащая воздухонезависимую (анаэробную) установку с электрохимическим генератором, предназначенную для работы без связи с атмосферным воздухом, и соединенных с ней накопителя водорода (горючего) и блока хранения криогенного кислорода (окислителя). Размещение на подводных технических средствах (подводных лодках или подводных аппаратах) воздухонезависимых анаэробных энергетических установок, обеспечивающих значительное увеличение дальности подводного хода по сравнению с традиционными аккумуляторными батареями становится одной из тенденций развития в области подводного кораблестроения (Патент РФ № 2267835, опубл. от 10.01.2006, Бюл. № 1).

Известно подводное техническое средство с анаэробной энергетической установкой, предназначенной для работы без связи с воздухом окружающей среды в подводном положении и включающей анаэробную энергетическую установку, работающую без связи в воздухом окружающей среды, цистерну для хранения криогенного кислорода, а также трубопроводы с арматурой для подачи криогенного кислорода и топлива в анаэробную энергетическую установку (Патент РФ № 2802827, опубл. от 04.09.2023, Бюл. № 25).

Однако в предлагаемом изобретении не рассмотрен вопрос утилизации отработанных газов, получаемых в процессе функционирования анаэробной энергетической установки в подводном положении технического средства, работающей без связи в воздухом окружающей среды.

Известно устройство энергетической установки с паротурбинным контуром и очисткой отработанных газов, эффективность (кпд) которой составляет около 42%, при этом очистка отработанных газов от углекислого газа и соединений серы производится жидким водным раствором известкового молока с последующим удалением выпадающих в осадок карбоната кальция и гипса (Патент на полезную модель № 59734, опубл. от 27.12.2006, Бюл. № 36).

Известно, что для поглощения углекислого газа используется гранулированный (с различным диаметром зерен по фракциям) химический поглотитель известковый (ХПИ). Стандартный материал, предназначенный для использования в народном хозяйстве и снаряжения средств химической защиты, изготовлен из маломагнезиальной извести и гидроксида, содержит не менее 96% гидроксида кальция и 4% гидроксида натрия (ГОСТ 6755-88. Поглотитель химический известковый ХП-И. М.: Издательство стандартов, 1988 г. ).

Известен состав химического поглотителя диоксида углерода на основе гидроксида кальция, включающего также гидроксид натрия, модифицирующую добавку и хлорид лития в качестве модифицирующей добавки (Патент РФ № 2104774, опубл. от 1998.02.20).

Известно устройство энергетической системы на основе органического цикла Ренкина, включающее в себя масляный котел со встроенным контуром промежуточного теплоносителя, соединяющим котел и установку на основе органического цикла Ренкина, представляющую собой замкнутый контур с органическим рабочим телом, который содержит турбину на валу с электрогенератором, испаритель, конденсатор, теплообменник-рекуператор и насос, систему охлаждения установки на основе органического цикла Ренкина (Соболь В.А. Мини-ТЭЦ в Речице: передовые технологии в области использования местных видов топлива // Журнал «Энергетическая Стратегия», № 2(20), 2011. стр. 57-59). Однако данная энергоустановка предназначена для работы на твердой биомассе и не может быть использована для работы на подводном техническом средстве.

Известно устройство паровой энергетической установки для подводного технического средства, содержащей в корпусе подводного технического средства систему хранения и подачи горючего и окислителя, камеру сгорания высокого давления, паровой контур с паровой турбиной, электрогенератором и конденсатором пара, магистраль отвода отработанных газов, магистраль забортной охлаждающей воды с насосом и емкость для растворения отработанных газов в забортной воде (Патент РФ № 2443597, опубл. 27.02.2012, Бюл. № 6). Однако в качестве рабочего тела паровой турбины используется вода, что приводит к необходимости поддержания высокого давления в контуре паровой турбины, коррозии турбины и большому количеству вспомогательного оборудования.

Известна энергетическая система с установкой органического цикла Ренкина для подводных технических средств, содержащая в корпусе подводного технического средства емкости для хранения горючего и окислителя, соединенных с камерой сгорания линиями подачи окислителя и горючего, промежуточный контур с диатермическим маслом и насосом для его циркуляции, замкнутый паровой контур установки органического цикла Ренкина, содержащий теплообменник-испаритель органической жидкости, паровую турбину с электрогенератором на одном валу, теплообменник-конденсатор пара и насос подачи органической жидкости, магистраль забортной охлаждающей воды с насосом, проходящую через теплообменник-конденсатор пара органической жидкости замкнутого парового контура установки органического цикла Ренкина, магистраль для возврата части отработанных газов в камеру сгорания, при этом в качестве окислителя применяется кислород, а промежуточный контур с диатермическим маслом проходит через топочное пространство камеры сгорания и теплообменник-испаритель органической жидкости замкнутого парового контура установки органического цикла Ренкина (Патент РФ № 2573540, опубл. от 20.01.2016, Бюл. № 2). В качестве органического рабочего тела могут быть использованы различные органические жидкости, например, пентан, толуол и др.

Недостатком данного технического решения является необходимость отведения части отработанных газов паровой установки за борт подводного технического средства, предварительно растворенного в забортной воде, что приводит к появлению теплового следа за подводным техническим средством и пузырькового следа от нерастворившегося кислорода отработанных газов в забортной воде при его движении под водой. Кроме этого в данном техническом решении не используется теплота отработанных газов, что уменьшает энергетическую эффективность установки органического цикла Ренкина и энергетической системы в целом.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, заключается в исключении образования теплового и пузырькового следа при движении подводного технического средства под водой за счет поглощения (абсорбции) части диоксида углерода (СО2) порошкообразным поглотителем известковым и обогащение оставшейся части отработанных газов кислородом с образованием искусственной газовой смеси для обеспечения работы установки органического цикла Ренкина по замкнутому циклу без выброса материальных сред за корпус подводного технического средства в подводном положении, а также повышение энергетической эффективности энергетической системы за счет возвращения части тепловой энергии отработанных газов в замкнутый паровой контур установки органического цикла Ренкина, что обеспечивает повышение мощности и коэффициента полезного действия паровой турбины установки органического цикла Ренкина.

Для достижения данного технического результата энергетическая система с установкой органического цикла Ренкина для подводных технических средств, содержащая в корпусе подводного технического средства емкости для хранения горючего и окислителя, соединенных с камерой сгорания линиями подачи окислителя и горючего, промежуточный контур с диатермическим маслом и насосом для его циркуляции, замкнутый паровой контур установки органического цикла Ренкина, содержащий теплообменник-испаритель органической жидкости, паровую турбину с электрогенератором на одном валу, теплообменник-конденсатор пара и насос подачи органической жидкости, магистраль забортной охлаждающей воды с насосом, проходящую через теплообменник-конденсатор пара органической жидкости замкнутого парового контура установки органического цикла Ренкина, магистраль для возврата части отработанных газов в камеру сгорания, при этом в качестве окислителя применяется кислород, а промежуточный контур с диатермическим маслом проходит через топочное пространство камеры сгорания и теплообменник-испаритель органической жидкости замкнутого парового контура установки органического цикла Ренкина, снабжена смесительной емкостью, установленной на линии подачи окислителя между емкостью с окислителем и камерой сгорания, последовательно расположенными на магистрали для возврата части отработанных газов теплообменником-перегревателем пара органической жидкости замкнутого парового контура установки органического цикла Ренкина, теплообменником-охладителем отработанных газов, соединенного с емкостью конденсата водяных паров отработанных газов, фильтром-осушителем, компрессором подачи осушенных отработанных газов и блоком химического поглотителя углекислого газа из отработанных газов, при этом магистраль для возврата части отработанных газов в камеру сгорания подсоединена после выхода из блока химического поглотителя углекислого газа к смесительной емкости, в качестве химического поглотителя углекислого газа используется гранулированный химический поглотитель известковый, а через теплообменник-охладитель отработанных газов проходит магистраль подачи забортной воды для охлаждения отработанных газов с расположенным на ней насосом.

Введение в состав энергетической системы с установкой органического цикла Ренкина для подводных технических средств смесительной емкости, установленной на линии подачи окислителя между емкостью с окислителем и камерой сгорания, последовательно расположенных на магистрали для возврата части отработанных газов теплообменника-перегревателя пара замкнутого парового контура установки органического цикла Ренкина, теплообменника-охладителя отработанных газов, соединенного с емкостью конденсата водяных паров отработанных газов, фильтра-осушителя, компрессора подачи осушенных отработанных газов и блока химического поглотителя углекислого газа из отработанных газов, при этом магистраль для возврата части отработанных газов в камеру сгорания подсоединена после выхода из блока химического поглотителя углекислого газа к смесительной емкости, в качестве химического поглотителя углекислого газа используется гранулированный поглотитель известковый, а через теплообменник-охладитель отработанных газов проходит магистраль подачи забортной воды для охлаждения отработанных газов с расположенным на ней насосом, позволяет получить новое свойство, заключающееся в возможности создания энергетической системы, предназначенной для работы подводных технических средств, в подводном положении за счет поглощения (абсорбции) части диоксида углерода (СО2) отработанных газов порошкообразным поглотителем известковым и обогащение оставшейся части отработанных газов кислородом с образованием искусственной газовой смеси для обеспечения работы установки органического цикла Ренкина по замкнутому циклу, что обеспечивается прохождением отработанных газов из камеры сгорания последовательно через расположенных на магистрали для возврата части отработанных газов теплообменник-перегреватель пара замкнутого парового контура, теплообменник-охладитель отработанных газов, соединенного с емкостью конденсата водяных паров отработанных газов, фильтр-осушитель, компрессор подачи осушенных отработанных газов и блок химического поглотителя углекислого газа с образованием искусственной газовой смеси из отработанных газов и кислорода, а также исключения образования теплового и пузырькового следа при движении подводных технических средств под водой за счет того, что при подводном движении не происходит выброса отработанных газов за корпус подводного технического средства в виду связывания части углекислого газа и его хранения в блок химического поглотителя углекислого газа, при этом установка теплообменника-перегревателя пара, размещенного на магистрали для отвода отработанных газов, и через который проходит замкнутый паровой контур установки органического цикла Ренкина, позволяет повысить энергетическую эффективность энергетической системы подводного технического средства в целом, за счет передачи бросовой тепловой энергии от отработанных газов пару органического рабочего тела замкнутого парового контура установки органического цикла Ренкина для увеличения его температуры и давления перед паровой турбиной, что повышает мощность и коэффициент полезного действия паровой турбины установки органического цикла Ренкина.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема энергетической системы с установкой органического цикла Ренкина для подводных технических средств, где:

1 - корпус подводного технического средства;

2 - камера сгорания;

3 - промежуточный контур с диатермическим маслом;

4 - циркуляционный насос промежуточного контура;

5 - замкнутый паровой контур установки органического цикла Ренкина;

6 - теплообменник-испаритель органической жидкости;

7 - паровая турбина с электрогенератором на одном валу;

8 - теплообменник-конденсатор пара;

9 - циркуляционный насос замкнутый паровой контур установки органического цикла Ренкина;

10 - емкость с окислителем;

11 - емкость с топливом (горючим);

12-линия подачи окислителя, соединяющая емкость с окислителем и камеру сгорания энергетической системы;

13 - камера смешения на линии подачи окислителя;

14 - линия подачи горючего, соединяющая емкость с горючим и камеру сгорания;

15 - запорно-регулирующий клапан на линии подачи окислителя;

16 - магистраль для возврата части отработанных газов в камеру сгорания;

17 - теплообменник-перегреватель пара органической жидкости замкнутого парового контура установки органического цикла Ренкина;

18 - теплообменник-охладитель отработанных газов:

19 - емкость конденсата водяных паров отработанных газов;

20 - фильтр-осушитель;

21- компрессор подачи осушенных отработанных газов;

22 - блок химического поглотителя углекислого газа из отработанных газов;

23 - магистраль забортной охлаждающей воды;

24 - насос магистрали забортной охлаждающей воды;

25 - магистраль подачи забортной воды для охлаждения отработанных газов;

26 - насос магистрали подачи забортной воды для охлаждения отработанных газов.

Энергетическая система с установкой органического цикла Ренкина для подводных технических средств работает следующим образом.

Работа энергетической системы в подводном положении подводного технического средства обеспечивается следующим образом. Предварительно открывают запорно-регулирующий клапан 15 линии подачи окислителя 12.

Работа энергетической системы в подводном положении обеспечивается за счет перепуска частично очищенных от углекислого газа отработанных газов по магистрали для возврата части отработанных газов 16 в камеру сгорания 2, через последовательно расположенных на ней теплообменника-перегревателя 17 пара органической жидкости замкнутого парового контура установки органического цикла Ренкина 5, теплообменника-охладителя отработанных газов 18, соединенного с емкостью конденсата водяных паров отработанных газов 19, фильтр-осушитель 20, компрессор подачи осушенных отработанных газов 21 и блок химического поглотителя углекислого газа из отработанных газов 22.

Это позволяет исключить образования теплового и пузырькового следа при движении подводного технического средства под водой за счет того, что при подводном движении не происходит выброса отработанных газов за корпус подводного технического средства 1 в виду связывания части углекислого газа и его поглощении в блоке химического поглотителя углекислого газа 22.

Для работы энергетической системы в подводном положении подводного технического средства из емкости с топливом 11 по линии подачи горючего 14 в камеру сгорания 2 подается горючее, например, природный газ или дизельное топливо. Одновременно из емкости с окислителем 10 по линии подачи окислителя 12, через открытый запорно-регулирующий клапан 15 и камеру смешения 13 в камеру сгорания 2 подается смесь кислорода и частично очищенных отработанных газов, в соотношении 20-25% кислорода и 80-75% отработанного газа (состоящего в основном из углекислого газа). Эта искусственная газовая смесь на основе отработанных газов образуется за счет поступления в камеру смешения 13 кислорода из емкости 10 и частично очищенных отработанных газов от углекислого газа, поступающих из блока химического поглотителя 22 по магистрали для возврата части отработанных газов 16. Эта смесь выступает в качестве окислителя для обеспечения горения горючего в камере сгорания 2.

За счет сгорания горючего и указанной смеси окислителя в камере сгорания 2 образуется тепловая энергия с высокой температурой, которая передается рабочему телу - диатермическому маслу промежуточного контура 3. Диатермическое масло циркулирует по промежуточному контуру 3 за счет работы циркуляционного насоса 4. Современные виды диатермических масел могут нагреваться до температуры 400°С.

Полученная тепловая энергия по промежуточному контуру 3 через - теплообменник-испаритель органической жидкости 6 передается замкнутому паровому контуру установки органического цикла Ренкина 5 с органическим рабочим телом. В качестве органического рабочего тела может применяться различные органические жидкости, например, пентан или толуол. Замкнутый паровой контур установки органического цикла Ренкина 5 включает в себя теплообменник-испаритель органической жидкости 6, паровую турбину 7 с электрогенератором на одном валу, теплообменник-конденсатор пара 8 и насос подачи органической жидкости 9.

Органическое рабочее тело в теплообменнике-испарителе органической жидкости 6 кипит и переходит в парообразное состояние. Затем пар органической жидкости проходит через теплообменник-перегреватель пара 17, где он дополнительно догревается с повышением температуры и давления за счет передачи ему тепловой энергии от отработанных газов, идущих из камеры сгорания 2 по магистрали для возврата части отработанных газов 16.

При этом установка теплообменника-перегревателя пара 17 через который проходит магистраль для возврата части отработанных газов 16, позволяет увеличить энергетической эффективности установки органического цикла Ренкина 5, и энергетической системы подводного технического средства в целом, за счет передачи бросовой тепловой энергии отработанных газов пару органического рабочего тела и увеличению его температуры и давления перед паровой турбиной 7, что увеличивает мощность и коэффициент полезного действия паровой турбины 7.

Далее, в паровой турбине 7 с электрогенератором на одном валу происходит расширение и падение давления пара органической жидкости с последующим превращением тепловой энергии пара в механическую энергию вращения вала турбины 7, а затем в электрическую энергию в электрогенераторе паровой турбины 7, которая в дальнейшем используется для провода винта (на рис. не показан) подводного технического средства. После турбины 7 пар низкого давления попадает в теплообменник-конденсатор пара 8, где охлаждается и переходит в жидкое состояние. Жидкое органическое рабочее тело, после теплообменника-конденсатора пара 8, вновь подается в теплообменник-испаритель 6 с помощью циркуляционного насоса 9 замкнутого парового контура установки органического цикла Ренкина 5.

Для обеспечения охлаждения замкнутого парового контура установки органического цикла Ренкина 5 охлаждающая забортная вода с помощью насоса 24 по магистрали забортной охлаждающей воды 23 подается в теплообменник-конденсатор пара 8 для конденсации пара органической жидкости, что обеспечивает работу замкнутого парового контура установки органического цикла Ренкина 5 и выработку электроэнергии в турбине 7 с электрогенератором на одном валу. Вода, проходящая через теплообменник-конденсатор пара 8, нагревается и сбрасывает обратно за борт подводной лодки.

Очистка отработанных газов из камеры сгорания 2 и осуществление работы энергетической системы подводной лодки в подводном положении без связи с воздушной атмосферой происходит следующим образом.

Отработанные газы из камеры сгорания 2 по магистрали для возврата части отработанных газов 16 поступают в теплообменник-перегреватель 17 пара органической жидкости, где первоначально отдают часть тепловой энергии рабочему телу замкнутого парового контура установки органического цикла Ренкина 5, и далее поступают в теплообменник-охладитель отработанных газов 18. В теплообменнике-охладителе 18 отработанные газы охлаждаются забортной водой, поступающей по магистрали подачи забортной воды 25 с помощью насоса 26 и удаляющейся затем снова за борт подводного технического редства.

При охлаждении отработанных газов до температуры забортной воды из них конденсируются водяные пары, которые удаляются в емкость конденсата водяных паров отработанных газов 19. На данном этапе отработанные газы охлаждаются и очищаются от сажи и паров воды.

Затем отработанные газы окончательно осушаются в фильтре-осушителе 20 и с помощью компрессора подачи осушенных отработанных газов 21 подаются в блок химического поглотителя углекислого газа из отработанных газов 22.

При контакте между отработанными газами и химическим поглотителем, например, на основе гранулированного поглотителя известкового - гидроксида кальция, происходит реакция нейтрализации СО2 с образованием осадка карбоната кальция по реакции:

При этом следует отметить, что количество химического поглотителя в блоке 22 является расчетной величиной, для нейтрализации и удаления определенного (неполного) объема углекислого газа из отработанных газов, поступающих в блок 22.

Частично очищенные от СО2 отработанные газы по магистрали для возврата части отработанных газов 16 подаются в камеру смешения 13, где смешиваясь с кислородом образуют искусственную газовую смесь в соотношении 20-25% кислорода и 80-75% углекислого газа (отработанного газа), используемую в качестве окислителя при работе в подводном положении.

Работа энергетической системы в подводном положении происходит без выброса отработанных газов энергетической системы за корпус подводного технического средства 1, что исключает образования теплового и пузырькового следа при его движении под водой. Исключение выброса отработанных газов в подводном положении обеспечивается за счет связывания части углекислого газа из отработанных газов в блоке химического поглотителя углекислого газа 22, а также использования оставшейся части отработанных газов после блока химического поглотителя 22 для образования искусственной газовой смеси из отработанных газов и кислорода в камере смешения 13.

После возвращения на базу производят пополнение кислородом емкости с окислителем 10 и замену использованного блока химического поглотителя 22 на новый блок химического поглотителя.

Источники информации, принятые во внимание при составлении заявки:

1. Патент РФ № 2155701, опубл. от 10.09.2000, Бюл. № 25.

2. Патент РФ № 2267835, опубл. от 10.01.2006, Бюл. № 1.

3. Патент РФ № 2802827, опубл. от 04.09.2023, Бюл. № 25.

4. Патент на полезную модель № 59734, опубл. от 27.12.2006, Бюл. № 36.

5. ГОСТ 6755-88. Поглотитель химический известковый ХП-И. М.: Издательство стандартов, 1988 г.

6. Патент РФ №2104774, опубл. от 1998.02.20.

7. Соболь В.А. Мини-ТЭЦ в Речице: передовые технологии в области использования местных видов топлива // Журнал «Энергетическая Стратегия», № 2(20), 2011. стр. 57-59

8. Патент РФ № 2443597, опубл. 27.02.2012, Бюл. № 6.

9. Патент РФ № 2573540, опубл. от 20.01.2016, Бюл. № 2 - прототип.

Похожие патенты RU2823396C1

название год авторы номер документа
Энергетическая система для подводной лодки на основе паровой установки с органическим рабочим телом 2024
  • Кириллов Николай Геннадьевич
RU2823395C1
Энергетическая система на основе установки органического цикла Ренкина для подводной лодки 2024
  • Кириллов Николай Геннадьевич
RU2823393C1
Энергетическая система для неатомной подводной лодки с установкой органического цикла Ренкина 2024
  • Кириллов Николай Геннадьевич
RU2823394C1
Энергохолодильная система для подземного сооружения, функционирующая без связи с наземной окружающей средой 2022
  • Кириллов Николай Геннадьевич
RU2795635C1
ПАРОВАЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ПОДВОДНОГО ТЕХНИЧЕСКОГО СРЕДСТВА 2014
  • Народицкис Александрс
  • Кириллов Николай Геннадьевич
RU2573540C1
ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ПОДВОДНОГО ТЕХНИЧЕСКОГО СРЕДСТВА 2014
  • Народицкис Александрс
  • Кириллов Николай Геннадьевич
RU2564193C1
Двухконтурная ядерная энергетическая установка для атомоходов 2022
  • Кириллов Николай Геннадьевич
RU2804924C1
Двухконтурная ядерная энергетическая система с водородсодержащими рабочими телами в каждом контуре 2022
  • Кириллов Николай Геннадьевич
RU2805457C1
Судовая газотурбинная установка с утилизацией тепла уходящих газов 2015
  • Народицкис Александрс
  • Кириллов Николай Геннадьевич
  • Зинкевич Ирина Николаевна
RU2613756C1
ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ПО УТИЛИЗАЦИИ ТЕПЛОТЫ ОТРАБОТАННЫХ ГАЗОВ ГАЗОПЕРЕКАЧИВАЮЩЕЙ СТАНЦИИ 2014
  • Народицкис Александрс
  • Кириллов Николай Геннадьевич
RU2564195C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 823 396 C1

Реферат патента 2024 года Энергетическая система с установкой органического цикла Ренкина для подводных технических средств

Изобретение относится к энергетическим системам, работающих без связи с атмосферным воздухом и предназначенных для различных подводных технических средств, например, глубоководных аппаратов, батискафов, торпед, необитаемых подводных аппаратов и подводных лодок. Достигаемый технический результат - исключение образования теплового и пузырькового следа при движении подводного технического средства под водой, а также повышение энергетической эффективности установки органического цикла Ренкина и энергетической системы в целом. Для работы энергетической системы в подводном положении подводного технического средства из емкости с топливом 11 по линии подачи горючего 14 в камеру сгорания 2 подается горючее. Одновременно из емкости с окислителем 10 по линии подачи окислителя 12 в камеру смешения 13 подается кислород, где происходит его смешение с частично очищенных отработанных газов, поступающих из блока химического поглотителя 22 по магистрали для возврата части отработанных газов 16. Эта смесь затем выступает в качестве окислителя для обеспечения горения горючего в камере сгорания 2. За счет сгорания горючего и указанной смеси окислителя в камере сгорания 2 образуется тепловая энергия с высокой температурой, которая передается рабочему телу - диатермическому маслу промежуточного контура 3. Полученная тепловая энергия по промежуточному контуру 3 через -теплообменник-испаритель органической жидкости 6 передается замкнутому паровому контуру установки органического цикла Ренкина 5 с органическим рабочим телом, в паровой турбине 7 которого тепловая энергия пара органической жидкости превращается в механическую энергию вращения вала турбины 7 и в дальнейшем используется для провода винта подводного технического средства. 1 ил.

Формула изобретения RU 2 823 396 C1

Энергетическая система с установкой органического цикла Ренкина для подводных технических средств, содержащая в корпусе подводного технического средства емкости для хранения горючего и окислителя, соединенных с камерой сгорания линиями подачи окислителя и горючего, промежуточный контур с диатермическим маслом и насосом для его циркуляции, замкнутый паровой контур установки органического цикла Ренкина, содержащий теплообменник-испаритель органической жидкости, паровую турбину с электрогенератором на одном валу, теплообменник-конденсатор пара и насос подачи органической жидкости, магистраль забортной охлаждающей воды с насосом, проходящую через теплообменник-конденсатор пара органической жидкости замкнутого парового контура установки органического цикла Ренкина, магистраль для возврата части отработанных газов в камеру сгорания, при этом в качестве окислителя применяется кислород, а промежуточный контур с диатермическим маслом проходит через топочное пространство камеры сгорания и теплообменник-испаритель органической жидкости замкнутого парового контура установки органического цикла Ренкина, отличающаяся тем, что снабжена смесительной емкостью, установленной на линии подачи окислителя между емкостью с окислителем и камерой сгорания, последовательно расположенными на магистрали для возврата части отработанных газов теплообменником-перегревателем пара органической жидкости замкнутого парового контура установки органического цикла Ренкина, теплообменником-охладителем отработанных газов, соединенного с емкостью конденсата водяных паров отработанных газов, фильтром-осушителем, компрессором подачи осушенных отработанных газов и блоком химического поглотителя углекислого газа из отработанных газов, при этом магистраль для возврата части отработанных газов в камеру сгорания подсоединена после выхода из блока химического поглотителя углекислого газа к смесительной емкости, в качестве химического поглотителя углекислого газа используется гранулированный химический поглотитель известковый, а через теплообменник-охладитель отработанных газов проходит магистраль подачи забортной воды для охлаждения отработанных газов с расположенным на ней насосом.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2024 года RU2823396C1

ПАРОВАЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ПОДВОДНОГО ТЕХНИЧЕСКОГО СРЕДСТВА 2014
  • Народицкис Александрс
  • Кириллов Николай Геннадьевич
RU2573540C1
ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ПОДВОДНОГО ТЕХНИЧЕСКОГО СРЕДСТВА 2014
  • Народицкис Александрс
  • Кириллов Николай Геннадьевич
RU2564193C1
ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА ПОДВОДНОЙ ЛОДКИ 2010
  • Фаворский Олег Николаевич
  • Леонтьев Александр Иванович
  • Пялов Владимир Николаевич
  • Дорофеев Владимир Юрьевич
  • Замуков Владимир Вартанович
  • Федоров Владимир Алексеевич
  • Мильман Олег Ошеревич
  • Кирюхин Алексей Владимирович
RU2435699C1
GB 1148511 A, 16.04.1969.

RU 2 823 396 C1

Авторы

Кириллов Николай Геннадьевич

Даты

2024-07-23Публикация

2024-01-09Подача