Способ преобразования энергии в силовой установке и силовая установка Советский патент 1986 года по МПК F02B37/00 F02G5/02 

Изобретение относится к силовым установкам с двигателем внутреннего сгорания, в частности дизелем, с утилизацией тепла его выхлопных газов.

Целью изобретения является повышение эффективности преобразования энергии и экономичности силовой установки.

.На чертеже представлена принци- .пиальная схема силовой установки.

Двигатель 1 внутреннего сгорания выполнен многоцилиндровым, в частнос- сти шестищшиндровь М, с цилиндрами 2.

Компрессор 3 подсоединен к впускному ресиверу 4 двигад еля и кинематически связан с газовой турбиной 5, работающей на выхлопньЕх газах двигателя j поступающих из вьпатопного коллектора 6. Канал 7 перепуска сжатого воздуха соединяет воздухонапорный трубопровод 8 с впускной магистралью 9 газовой турбины 5, Вал 10 связывает газовую турбину 5 с компрессором 3. Блок 11 утилизахщи тепла содержит дополнительный теплообмен- ник Л2 и парогенератор 13. Послед- ний включен каналами греющей среды в выпускную магистраль 14 газовой турбины, а каналами нагреваемой

.среды во впускной трубопровод вспо- зс базовой турбины.

могательной паровой турбины 15. Трубопровод 16 обеспечивает подачу в пдр.овую турбину пара из барабана 17 после перегрева в парогенератор 13.

Жидкость из барабана 17 подается в конвективнуш часть 18 парогенерато- .ра насосом 19 по трубе 20. Труба 21 предназначена для вьшуска пара из барабана через пароперегреватель во впускной трубопровод 16 паровой турбины. В последнем вьшолнен канал 22

258330

перепуска среды (пара) мимо теплообменника 12.

В воздухонапорном трубопроводе 8 установлен охладитель 23 сжатого воз5 духа. На входе в канал 22 перепуска размещен трехходовой кран 24. Канал 25 в парогенераторе предназначен для отвода iapa из конвективной части в барабан 17.

10 В процессе работы установки воздух, сжатый в компрессоре, подают по трубопроводу 8 частично в двигатель (tjepes охладитель 23) и частично (по каналу 7) в газовую турбину 5,

f5 работающую на его вьгхлопных газах, поступающих из его вьклопног о коллектора 6. Отработавшие в газовой турбине .5 газы поступают по вьшускной магистрали 14 в качестве греющей

20 среды в парогенератор 13, где испаряют своим теплом промежуточный теплоноситель. Образовашийся пар подают во вспомогательную паровую турбину 15, причем этим паром подогревают в теп25 лообменнике 12 подаваемую в газовую турбину часть сжатого воздуха. Перед подачей в газовую турбину зту часть Воздуха смешивают с выхпопными газами двигателя во впускной магистрали 9

35

40

Нагрев воздуха производят на час™ тичных нагрузках, ограниченных величиной 50% от номинальной нагрузки, а на более высоких нагрузках производят перепуск пара мимо теплообменника 12 по каналу 22. На частичных нагрузках трехходоной кран 24 поворачивают в положение, при котором канал 22 перекрыт. При высоких нагрузках кран поворачивают в такое положение, при котором перекрыт вход в теплообменник 12 и открыт канал 22.

8

7

1. Способ преобразования энергии в силовой установке путем вьфаботки мощности в двигателе внутреннего сгорания, выпуска из него выхлопных газов в газовую турбину, использования ее мощности для сжатия воздуха в компрессоре, подачи сжатого воздуха частично в двигатель и частично в газовую турбину, подогрева и испарения промежуточного теплоносителя теплом отработавших газов газовой турбины и подачи образовавшегося пара во вспомогательную паровую турбину, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения эффективности, подаваемую в газовую турбину часть сжатого воздуха при работе двигателя на частичных нагрузках подог1 евают (бразовавпшмся паром промежуточного Тепдоносителя и перед лрдачей в газовую туфбину смешивают с выхлопными газами двигателя. 2.Способ по п. 1, о т л и ч а rant и и с я тем, что максимальное значение частичной нагрузки, при которой осуществляют подогрев воздуха, ограничивают величиной, составляющей 50% номинальной нагрузки. 3.Силовая установка, содержащая двигатель внутреннего сгорания, в частности дизель, газовую турбину, работающую на его вьЬшопнык газах, связанный с ней компрессор наддува, подсоединенный своим выпускным отверстием к впускному ресиверу двигателя и к каналу перепуска воздуха во впускную магистраль газовой турбины, и парогенератор, включенный каналами греющей среды в выпускную магистраль газовой турбины, а каналами нагреваемой среды во впускной трубопровод вспомогательной паровой турбины, отлич ающая ся . тем, что, с целью повышения экономичности, она дополнительно снабжена теплообменни- зсом, причем последний включен каналами грекмцей среды во впускной трубопровод вспомогательной паровой турбины, а каналами нагреваемой среды - в канЗл перепуска сжатого воздуха. 4.Установка по п. 1, о т л и- чающаяся тем, что впускной трубопровод вспомогательной паровой турбины вьшолнен с каналом перепуска средь мимо теплообменника н установленным на входе в этот канал трехходовым краном. т с to 5Л 00 ро Од О1