Энергетическая установка Советский патент 1989 года по МПК F01K21/04 

Изобретение относится к энергетике и позволяет повысить эффективность. Жидкий водород из емкости поступает по трубопроводу 4 в смеситель 6, смешивается с газообразным водородом, сжимается в компрессоре 7, подогревается в нагревателе 8 отработавшими продуктами сгорания и сжигается в камере 3 сгорания. Окислителем является кислород, который поступает в жидкой фазе из емкости в газификатор 9, где испаряется, получая тепло от отработавших продуктов сгорания. Продукты сгорания, которые представляют смесь водяных паров и водорода, подаваемого в камеру сгорания в избытке для снижения температуры горения, расширяются в турбине 1. После охлаждения в нагревателе 8 сконденсированная вода отделяется в сепараторе 10 от газообразного водорода. При этом вода по линии 11 сбрасывается в окружающую среду, а водород направляется через газификатор 9 в смеситель 6. Эффективность повышается путем использования высокоэффективного пароводородного рабочего тела и возврата в цикл газообразного водорода. 1 ил.

10

15

20

. 1521890

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в энергетических установках, работающих на сжиженных водороде и кислороде.

Цель изобретения - повьшение эффективности.

: На чертеже представлена принципиальная схема энергетической установки.

Энергетическая установка содержит турбину 1 с электрогенератором 2 и подключенную к ней камеру 3 сгорания с трубопроводом 4 подачи водорода и трубопроводом 5 подачи кислоро- ,да, подключенные соответственно к емкостям жидкого водорода и жидкого Кислорода (не показаны). При этом трубопровод 4 подачи водорода. включает последовательно установленные в нем по ходу водорода газифи- катор водорода, выполненный в виде смесителя 6, водородный компрессор 7 , И нагреватель 8 водорода, а трубопро- вод 5 подачи кислорода включает гази- 25 фикатор 9 кислорода. Установка также содержит сепаратор 10 воды с охлаждаю- щей поверхностью, выполненной в виде нагревателя 8 водорода, линией 11 воды и линией 12 водорода. При этом сепаратор IО подсоединен к выхлопу турбины 1. Линия 11 воды соединена с окружающей средой, а линия 12 во- дорода подключена к смесителю 6- Причем газификатор 9 кислорода по греющей среде включен в линию 12 водорода. Компрессор 7 механически связан с турбиной 1 и генератором.

Энергетическая установка работает следующим образом.

Жидкий водород из емкости жидкого водорода по трубопроводу 4 подается в смеситель 6, где он газифицируется в процессе смешения с газообразным водородом, поступающим в смеситель по линии 1 2.Из смесителя газообразный водород направляется в компрессор 7, где сжимается до рабочего давления. Из. компрессора водород через нагрева тель 8 поступает в камеру 3 сгорания Одновременно кислород в жидкой фазе при рабочем давлении по трубопроводу 5 направляется в газификатор 9 и далее в газообразном влде в камеру 3 , сгорания. При этом для снижения тем30

35

40

45

50

пе по пр ме пр па

по в се ля во по щу в то

эф ус ту ра ще и

Ф

ща ка чи жи фи да ем щи то и не ро щ ни до по то ко ки в ла по вк пе ра жа

0

5

0

5

пературы продуктов сгорания водород поступает в камеру 3 в количестве, превышающим необходимое для стехио- метрического сгорания, и в турбине; 1 происходит расширение смеси водяньгх паров с водородом.

Из турбины отработавшая смерь поступает в качестве рреющей среды в нагреватель 8 водорода и далее в сепаратор 10. В сепараторе осуществляется разделение сконденсированной воды и газообразного водорода. Вода по линии 11 сбрасывается в окружающую среду, а водород направляется в качестве греющей среды в газификатор 9 кислорода и далее в смеситель 6.

Изо.бретение позволяет повысить эффективность работы энергетической установки путем использования на турбине эффективного пароводородного рабочего тела, возврата Охлаждающего камеру сгорания водорода в цикл и использования его тепла.

Ф о р-м у л а и 3 о б р е т. е к и я

Энергетическая установка, содержащая турбину с электрогенератором, камеру сгорания с трубопроводом подачи водорода, подключенньм к емкости жидкого водорода и вклю.чающим газификатор водорода и трубопроводом пот- дачи кислорода, подсоединенным к емкости жидкого кислорода,и включающим газификатор кислорода, сепаратор воды с линиями воды и водорода и охлаждающей поверхностью, соединенный с выхлопом турбины, и водородный компрессор, отличаю- щ а я с я тем, что, с целью повьппе- ния эффективности, газификатор водорода выполнен в ввде смесителя, подключенного к линии водорода сепаратора, в которую включен водородный компрессор, при этом газификатор кислорода по греющей среде включен в линию водорода сепаратора, а охлаждающая поверхность сепаратора выполнена в ввде нагревателя водорода, включенного в трубопровод водорода перед камерой сгорания, причем сепаратор линией воды соединен с окружающей средой,