Теплоэнергетическая установка

(19 О Е ПИСА ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР,ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(57) Изобретерие относится к теплоэнергетике и м.б. использовано при проектировании и создании энергетических установокдля производства электрической и тепловойэнергии. Цель изобретения - повышение экономичности. Для этого теплоэнергетическаяустановка снабжена контактным теплообменным аппаратом(КТА) 14 с теплообменной поверхностью 15, подключенной к контуру (К)9 охлаждения двигателя 3 внутреннего сгорания (ДВС) перед испарителем тепловогонасоса(ТН) 7 и с патрубками 16 и 17 подводаи отвода греющей среды, подключеннымисоответственно к газовой рубашке бака-аккумулятора (БА) 11, а через дополнительно ус-тановленную задвижку 18 - к выхлопномутрубопроводу 20 ДВС 3 перед котлом-утилизатором (КУ) 1. При работе с малыми тепло 1)5 Р 22 В 33/18, Р 02 6 5/ выми нагрузками сетевои теплоноситель, подаваемый по трубопроводу 6, нагревается в конденсаторе 10 ТН 7. охлаждая и конденсируя низкокипящий теплоноситель контура ТН 7, который в свою очередь нагревается в испарителе 8, охлаждая теплоноситель К 9 охлаждения ДВС 3. При этом происходит утилизация тепловыделений ДВС 3, теплоты отводимых по трубопроводу 20 от него выхлопных газов и скрытой теплоты парообразования содержащихся в них водяных паров, В этом случае теплоноситель К 9 догревается после ДВС 3 в теплообменной поверхности 15 КТА 14, в котором также греется рециркулируемый орошающий теплоноситель. По мера роста тепловых нагрузок сетевой теплоноситель последовательно догревается до требуемой температуры в БА 11 и КУ 1 продуктами сгорания дополнительно сжигаемого топлива и/или выхлопными газами ДВС 3. После БА 11 смесь газов подается в патрубок 16 КТА 14. Часть выхлопных газов ДВС 3 по байпасу 19 перепускается в патрубок 16 отвода греющей среды КТА 14, что позволяет избежать влияния процессов низкотемпературной коррозии в газоходах установки. 1 ил.5 10 15 20 25 30 35 40 45 ответственно в контуре 9 охлаждения ДВС3 и в контуре теплового насоса (ТН) 7, В 50последнем между конденсатором 10 и испа Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано при проектировании и создании энергетических установок для производства электрической и тепловой энергии, содержащих устройства утилизации тепла отработавших газов.Цель изобретения - повышение экономичности.На чертеже представлена принципиальная схема описываемой энергетической установки.Теплоэнергетическая установка содержит котел-утилизатор (КУ) 1, подключенный входным участком своего газового тракта 2 к двигателю 3 внутреннего сгорания (ДВС),а водяным трактом 4 на входе - к прямому 5, а на выходе - к обра гному 6 трубопроводам теплосети, Установка также содержит парокомпрессионный тепловой насос 7, испаритель 8 которого своей водяной полостью включен в контур 9 охлаждения ДВ С 3, а конденсатор 10 - в обратный трубопровод 6 теплосети, и бак-аккумулятор(БА) 11 тепла с водяным объемом 12 и газовой рубашкой 13, включенными соответственно в обратный трубопровод 6 теплосети перед и в газовый тракт 2 после КУ 1, Кроме того, установка содержит контактный теплообменйый аппарат 14 с теплообменной поверхностью 15, подключенной к контуру 9 охлаждения ДВС 3 перед испарителем 8 теплового насоса 7 и с патрубками 16 и 17 соответственно подвода и отвода греющей среды, подключенными соответственно к газовой рубашке 13 БА 11, и через дополнительно установленную задвижку 18 посредством байпаса 19 к выхлопному трубопроводу 20 ДВС 3, соединяющему последний с газовым трактом 2 КУ 1. Кроме теплообменной поверхности 15 в состав контактного теплообменного аппарата 14 входят раэбрызгивающее устройство 21, например, форсуночного типа, каплеуловитель 22, сборник 23 конденсата и насос 24, составляющие рециркуляционный оросительный контур.В установке также предусмотрены насос 25 и компрессор 26, установленные сорителем 8 включен дроссель 27, КУ 1 и БА 11 имеат байпасы 28 и 29 и размещенные на них задвижки 30 и 31 соответственно. БА 11 имеет аварийный клапан 32.Установка работает следующим образом,В режиме малых тепловых нагрузок при работающем ДВС 1 отпуск тепла потребителю (не показан) обеспечивается путем подачи сетевого теплоносителя по обратному трубопроводу 6 через конденсатор 10 ТН 7, где он нагревается, конденсируя низкокипящий теплоноситель контура ТН 7, Последний в свою очередь нагревается и испаряется в испарителе 8 путем охлаждения нагретого теплоносителя (воды) контура 9 охлаждения ДВС 3, При этом происходит утилизациятепловыделений непосредственно в ДВС 3, теплоты отводимых от него через выхлопной трубопровод 20 газов и скрытой теплоты парообраэования содержащихся в них водяных паров. Утилизация теплоты газов и скрытой теплоты парообразования осуществляется в контактном теплообменном а парате 14, в теплообменной поверхности 15 которого нагревается теплоноситель контура 9, а также рециркулируемый орошающий теплоноситель, подаваемый насосом 24 в разбрызгивающее устройство 21 и нагреваемый путем непосредственного контакта с уходящими отработавшими газами, подаваемыми в патрубок 16. Теплообменная поверхность 15 при этом выполняет функции насадка, предназначенного для создания развитой поверхности контакта орошающего теплоносителя и дымовых газов, и одновременно отводит тепло иэ зоны теплообмена, что приводит к его интенсификации, Температура нагреваемой воды контура 9 на выходе теплообменной поверхности 15 ограничивается температурой точки росы дымовых газов в контактном теплообменном аппарате 14,равной приблизительно 50 С, После сепарации влаги в каплеуловителе 22 газы подсушиваются путем смешения с частью (порядка 10)ь общего расхода) горячих газов, подаваемых из выхлопного трубопровода 20 при открытой задвижке 18 по байпасу 19, Это позволяет избежать влияния процессов низкотемпературной коррозии в выходных газоходах (не показаны) установки. В данном режиме КУ 1 отключен.Остальная часть потока выхлопных газов ДВС 3 проходит по байпасу 28 при открытой задвижке 30 и подается в БА 11, где догревают сетевой теплоноситель, поступающий из конденсатора 10 ТН 7. При минимальных тепловых нагрузках БА 11 байпасируется (частично или полностью) путем открытия задвижки 31.При увеличении тепловой нагрузки у потребителя включается в работу КУ 1, в кото ром эа счет сжигания в потоке газов.дополнительного топлива вырабатывается недостающее количество теплоты, а отводимые продукты сгорания КУ 1 и выхлопные газы ДВС 3 подаются в газовую рубашку 13, БА 11, где греют водяной объем 12 сетевого1636624 формула изобретения Теплоэнергетическая установка, содержащая котел-утилизатор, подключенный входным участком своего газового тракта к выхлопному трубопроводу двигателя внутреннего сгорания, а водяным на входе - к прямому, а на выходе - к обратному трубоСоставитель А, БулынкоТехред М.Моргентал Корректор Л. Пилипенко Редактор С, Пекарь Заказ 805 Тираж 286Подписное ВНИИПИ Грсударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 теплоносителя, обвод которого по байпасу 29 в данном режиме прекращают путем закрытия задвижки 31. Окончательный догрев сетевого теплоносителя происходит в КУ 1.В данной установке может быть обеспечена практически полная утилизация выделяемой в ДВС 3 теплоты с использованием высшей теплоты сгорания топлива. Наличие в схеме установки КУ 1, ТН 7, БА 11 и контактного теплообменного аппарата 14 повышает экономичность установки на всех режимах ее работы. проводам теплосети, парокомпрессионный- тепловой насос, испаритель которого своей водяной полостью включен в контур охлаждения двигателя, а конденсатор - в 5 обратный трубопровод теплосети и бак-аккумулятор тепла с водяным объемом и газовой рубашкой, включенными соответственно в обратный трубопровод теплосети перед и в газовый тракт пОсле 10 котла-утилизатора. о т л и ч а ю щ а я с я тем,что, с целью повышения экономичности, установка снабжена контактным теплообменным аппаратом с теплообменной поверхностью, подключенной к контуру ох лаждения двигателя перед испарителемтеплового насоса, и с патрубками подвода и отвода греющей среды, подключенными соответственно к газовой рубашке бака-аккумулятора и через дополнительно 20 установленную задвижку - к выхлопномутрубопроводу двигателя перед котлом,