Силовая установка Советский патент 1987 года по МПК F02B37/00 F02C5/04 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателестро- ениго, и может быть использовано в силовых установках с двигателями внутреннего сгорания и с паросиловым утилизирующим тепло контуром.

Цепь изобретения - повышение эффективности путем утилизации тепла в паросиловом контуре и снижения противодавления на выхлопе из газово турбины.

На чертеже приведена схема силовой установки.

Установка содержит двигатель.1 внутреннего сгорания с системой охлаждения (не показана) турбокомпрессор 2, воздухоохладитель 3, утилизационную паровую турбину 4 с контуром 5 циркуляции теплоносителя через те- плообменник 6 системы охлаждения, воздухоохладитель 3, парогенератор 7 и через конденсатор 8.

Установка снабжена дополнительным теплообменником 9, нагнетателем 10, эжектором 11 с активным 12 и пассивным 13 соплами, а также двумя циркуляционными насосами 14 и 15.

Турбокомпрессор 2 подсоединен к выпускному коллектору 16 двигателя

1и через воздухоохладитель 3 - к впускному ресиверу 17. Парогенератор 7 установлен в магистрали 18 вьшуска отработавших газов из турбокомпрессора 2. Нагнетатель.10 кинематически связан с паровой турбиной 4. Дополнительный теплообменник 9 включен своими охлаждаемыми поверхностями

19 в контур 5 циркуляции между паровой турбиной 4 и ее конденсатором 8, а нагреваемыми пбверхностями 20 включен во впускной тракт 21 нагнетателя 10, Эжектор IT своим пассивным соплом 13 подключен к отверстию выпуска отработавЕИХ газов из паро- генератора 7, а активным соплом 12 - к воздухонапорному патрубку 22 наг- нетателя 10.

Силовая установка работает следующим образом.

Отработавшие газы из выпускного коллектора 16 двигателя 1 внутреннего сгорания поступают в газоприемное отверстие турбокомпрессора 2, а из его магистрали 18 выпуска отработав- ших газов через парогенератор 7 и пассивное сопло 13 эжектора 11 - в атмосферу. Сжатый в турбокомпрессоре

2воздух поступает из воздухонапорного патрубка в воздухоохладитель

3, где охлаждается, а затем поступае

во впускной ресивер 17 двигателя 1.

Рабочее тело в контуре 5 циркуляции теплоносителя предварительно нагревается в теплообменнике 6 системы охлаждения двигателя 1, подается в контур подогрева воздухоохладителя 3, затем циркуляционным насосом 15 подается в парогенератор 7. В последнем отработавшие газы, проходящие по магистрали 18 выпуска отработавших газов, подогревают рабочее тело и испаряют его. Затем пар поступает в паровую турбину .4 и совершает полезную работу, Из выходного патрубка паровой турбины 4 пар поступает в дополнительный теплообменник 9, где охлаждается, соприкасаясь с охлаждаемыми поверхностями 19, и передает тепло нагреваемым поверхностям 20, от которых воздух, поступающий из атмосферы, нагревается. Охлажденный пар поступает затем в конденсатор 8, где конденсируется в рабочую жидкость, и поступает в циркуляционный насос 14.

Нагретый в теплообменника 9 воздух поступает в нагнетатель 10, где сжимается, и через воздухонапорный патрубок 22 подается в активное сопло 12 эжектора 11. Отработавшие газы эжектируются воздухом. Это приводит к снижению противодавления в магистрали 18 выпуска отработавших газов турбокомпрессора 2, к повьш1ению его КПД, мощности двигателя 1 и эффективности силовой установки.

Формула изобрет.ения

Силовая установка, содержащая двигатель внутреннего сгорания с системой охлаждения, турбокомпрессор, подсоединенный к выпускному коллектору двигателя и через воздухоохладитель - к впускному ресиверу, и утилизационную паровую турбину с контуром циркуляции теплоносителя через теплообменник системы охлаждения, воздухоохладитель, парогенерато установленный в магистрали выпуска отработавших газов из турбокомпрес- сора и через конденсатор, о т л: и - чающаяся тем, что, с целью повышения эффективности, установка снабжена дополнительным теплообмен3 13613604

НИКОМ, нагнетателем,и эжектором сконденсатором, а нагреваемыми вклюактивным и пассивным соплами, при-чен во впускной тракт нагнетателя,

чем нагнетатель кинематически-связанэжектор своим пассивным соплом подс паровой турбиной, дополнительныйg ключен к отверстию выпуска отработеплообмённик включен своими охлаж-тавших газов из парогенератора, а

даемыми поверхностями в контур цир-активным соплом - к воздухонапорному

куляции мевду паровой турбиной и ее-патрубку нагнетателя.

Изобретение позволяет повысить эффективность установки путем утилизации тепла в паросиловом контуре и снижения противодавления на выхлопе из газовой турбины. Для этого с паровой турбиной 4 кинематически связан нагнетатель 10. Между турбиной 4 и ее конденсатором 8 в контур 5 циркуляции включен теплообменник 9 своими охлаждаемыми поверхностями 19. Нагревательными поверхностями 20 теплообменник включен во впускной тракт 21 нагнетателя. К отверстию выпуска отработавших газов из парогенератора 7 подключен эжектор 11 своим пассивным соплом 13 Активное сопло эжектора подключено к во.здухо- напорному патрубку 22 нагнетателя 10. Из выходного патрубка турбины 4 пар поступает в теплообменник 9, где охлаждается, и передает тепло поверхностям 20. Нагретый в теплообменнике воздух поступает в нагнетатель, где сжимается, и через патрубок 22 подае-.g тся в сопло 21. Отработавшие газы эжектируются воздухом. Это приводит к снижению противодавления в .магистрали 18 выпуска отработавших газов турбокомпрессора 2. 1 ил. (Л с