RU2214567C1 - Cooling system having diesel power plant for installations operating without communication with atmosphere - Google Patents
Cooling system having diesel power plant for installations operating without communication with atmosphere Download PDFInfo
- Publication number
- RU2214567C1 RU2214567C1 RU2002108212/06A RU2002108212A RU2214567C1 RU 2214567 C1 RU2214567 C1 RU 2214567C1 RU 2002108212/06 A RU2002108212/06 A RU 2002108212/06A RU 2002108212 A RU2002108212 A RU 2002108212A RU 2214567 C1 RU2214567 C1 RU 2214567C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- diesel
- heat
- hydrogen
- generator
- line
- Prior art date
Links
- 238000009434 installation Methods 0.000 title claims abstract description 11
- 238000001816 cooling Methods 0.000 title abstract description 4
- 238000004891 communication Methods 0.000 title description 5
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 27
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 27
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 26
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims abstract description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 14
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 claims description 17
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 claims description 8
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims description 8
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 claims description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 claims 1
- AMXOYNBUYSYVKV-UHFFFAOYSA-M lithium bromide Chemical compound [Li+].[Br-] AMXOYNBUYSYVKV-UHFFFAOYSA-M 0.000 abstract description 15
- 238000003860 storage Methods 0.000 abstract description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 8
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N Nitric oxide Chemical compound O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 7
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 6
- 239000000446 fuel Substances 0.000 abstract description 5
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 4
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 abstract description 4
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 abstract description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 230000006835 compression Effects 0.000 abstract description 3
- 238000007906 compression Methods 0.000 abstract description 3
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 abstract description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 2
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 abstract 1
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 abstract 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 abstract 1
- 239000011369 resultant mixture Substances 0.000 abstract 1
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 8
- 229940059936 lithium bromide Drugs 0.000 description 6
- 244000309464 bull Species 0.000 description 4
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 4
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 4
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 4
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 4
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 3
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000005338 heat storage Methods 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 2
- 208000035051 Malignant migrating focal seizures of infancy Diseases 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000002309 gasification Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000008235 industrial water Substances 0.000 description 1
- 208000012054 malignant migrating partial seizures of infancy Diseases 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A30/00—Adapting or protecting infrastructure or their operation
- Y02A30/27—Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies
- Y02A30/274—Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies using waste energy, e.g. from internal combustion engine
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/14—Combined heat and power generation [CHP]
Landscapes
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано в качестве энергохолодильной системы для объектов, функционирующих без связи с атмосферой, например для специальных фортификационных сооружений. The invention relates to the field of power engineering and can be used as an energy refrigerating system for objects operating without any connection with the atmosphere, for example, for special fortifications.
Известен способ организации рабочего процесса дизеля на водородном топливе, для повышения КПД дизеля и уменьшения концентрации вредных компонентов выхлопа, при котором водород непосредственно впрыскивается в камеру сгорания в конце такта сжатия под давлением 8 МПа с помощью специальной форсунки. Для воспламенения смеси служит керамическая калильная свеча с встроенным вольфрамовым электронагревателем. Электронагреватель включается на режимах пуска и прогрева дизеля, на остальных режимах свеча обеспечивает температуру 1170÷1270 К за счет выделяющегося при сгорании топлива тепла (Мищенко А.И.//Автомобильная промышленность, 1986, N 11, с. 8÷10). A known method of organizing the working process of a diesel engine using hydrogen fuel is to increase the efficiency of a diesel engine and reduce the concentration of harmful exhaust components, in which hydrogen is directly injected into the combustion chamber at the end of a compression stroke under a pressure of 8 MPa using a special nozzle. To ignite the mixture, a ceramic glow plug with a built-in tungsten electric heater is used. The electric heater is switched on in diesel start-up and warm-up modes; in other modes, the candle provides a temperature of 1170 ÷ 1270 K due to the heat generated during fuel combustion (Mishchenko A.I.// Automotive Industry, 1986, N 11, p. 8 ÷ 10).
Известен процесс беспламенного каталитического окисления продуктов неполного сгорания (СО, СH) и конструкция каталитических нейтрализаторов окисления на основе Pt, Pd, Сu, Сr и др. (Новиков Л.А., Юрченко Э.Н., Шляхтов В. А. Создание установок очистки газов стационарных дизелей и испытательных станций.// Двигателестроение, 1995, N 182, с. 72÷77). The known process of flameless catalytic oxidation of products of incomplete combustion (CO, CH) and the design of catalytic oxidation catalysts based on Pt, Pd, Cu, Cr, etc. (Novikov L.A., Yurchenko E.N., Shlyakhtov V.A. gas purification of stationary diesel engines and test stations. // Engine building, 1995, N 182, S. 72 ÷ 77).
Известен способ получения водорода в результате взаимодействия щелочноземельного металла магния с водяным паром по реакции Mg+Н2О=MgO+H2 при температуре Т=425÷575oС (Окисление металлов/Под. ред. Ж. Бенара. - М.: Металлургия, 1969. - Т. 2, с. 314÷327).A known method of producing hydrogen as a result of the interaction of an alkaline earth magnesium metal with water vapor by the reaction Mg + H 2 O = MgO + H 2 at a temperature of T = 425 ÷ 575 o C (Oxidation of metals / Ed. By J. Benard. - M .: Metallurgy, 1969 .-- T. 2, p. 314 ÷ 327).
Известна схема абсорбционной бромисто-литиевой холодильной машины, включающей в себя генератор, абсорбер, конденсатор, испаритель, регенератор, питательный насос и дроссельный вентиль, при этом подвод высокотемпературной теплоты (нагрев) осуществляется в генераторе, а подвод низкотемпературной теплоты (охлаждение) - в холодильнике (Холодильные машины. Справочник. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1982, с. 155÷166). Однако для работы абсорбционной бронистолитневой холодильной машины необходимо подведение к ней теплоты. A known scheme of an absorption bromide-lithium refrigeration machine, including a generator, an absorber, a condenser, an evaporator, a regenerator, a feed pump and a throttle valve, is supplied with high-temperature heat (heating) in a generator, and low-temperature heat (cooling) is in a refrigerator (Refrigerators. Handbook. M.: Light and food industry, 1982, pp. 155 ÷ 166). However, for the operation of an absorption bronestolitine refrigeration machine, heat must be supplied to it.
Известна схема газотурбинной установки замкнутого цикла, включающей в себя нагреватель, турбину, компрессор, электрогенератор, регенератор, охладитель. (Нигматулин И. Н. , Шляхин П.Н., Ценев В.А. Тепловые двигатели. Под ред. И.И. Нигматулина. Учеб. Пособие для втузов. -М.: Высшая школа, 1974, с. 177÷180.). A known circuit gas turbine installation of a closed cycle, including a heater, a turbine, a compressor, an electric generator, a regenerator, a cooler. (Nigmatulin I.N., Shlyakhin P.N., Tsenev V.A. Thermal engines. Edited by I.I. Nigmatulin. Textbook. Manual for technical colleges. -M.: Higher School, 1974, pp. 177 ÷ 180 .).
Известна реакция поглощения диоксида углерода гидроксидом кальция:
СО2+Са(ОН)2=CaCO3+Н2О. (Глинка Н.Л. Общая химия: Учебное пособие для вузов. - 22-е изд. испр. /Под ред. Рабиновича В.А. - Л.: Химия, 1982. - С. 616).Known reaction for the absorption of carbon dioxide by calcium hydroxide:
СО 2 + Ca (OH) 2 = CaCO 3 + Н 2 O. (Glinka NL General chemistry: Textbook for high schools. - 22nd ed. Rev. / Edited by V. Rabinovich - L. : Chemistry, 1982. - S. 616).
Известны автономные стационарные энергохолодильные системы для объектов, функционирующих без связи с атмосферой, представляющих собой структурно-функциональное объединение преобразователя прямого цикла (ППЦ) и преобразователя обратного цикла (ПОД), предназначенных для совместного производства электрической энергии и холода за счет энергии высокотемпературного источника теплоты. Энергохолодильные системы могут создаваться на основе различных типов преобразователей, причем ППЦ служит для получения электрической энергии, а ПОД - для получения холода. Для нормального функционирования ППЦ и ПОД от них необходимо отводить тепло (1 и 2 законы термодинамики), и ввиду отсутствия связи с атмосферой это низкопотенциальное тепло должно аккумулироваться и складироваться внутри объекта. Поэтому охлаждение преобразователей осуществляется за счет теплоаккумулирующего вещества (TAB), в качестве которого выступает вода при температуре около +4oС, что обуславливает необходимость создания хранилищ с большими объемами для хранения холодной воды и воды, аккумулировавшей тепло преобразователей. Недостатком является то, что хотя структурно-функциональное объединение ППЦ и ПОД позволяет сократить потребление TAB за счет переключения схем подачи холодной воды в холодильники преобразователей, однако и в этом случае запасы TAB составляют значительный процент от объема объекта в целом, что приводит к большой стоимости строительства объектов данного типа (Гришутин М.М., Севастьянов А.П. Теория и методы расчетов автономных энергохолодильных установок. М.: Изд. МЭИ, 1992.- 240 с.).Autonomous stationary energy-refrigerating systems for objects operating without any connection with the atmosphere are known, which are a structurally functional combination of a direct cycle converter (PPC) and a reverse cycle converter (AML) intended for the joint production of electric energy and cold due to the energy of a high-temperature heat source. Energy-refrigerating systems can be created on the basis of various types of converters, with PPC used to receive electrical energy, and POD to produce cold. For the normal functioning of the PPC and AML, it is necessary to remove heat from them (1 and 2 laws of thermodynamics), and due to the lack of communication with the atmosphere, this low-grade heat must be accumulated and stored inside the object. Therefore, the cooling of the transducers is carried out due to the heat storage substance (TAB), which is water at a temperature of about + 4 o C, which necessitates the creation of storages with large volumes for storing cold water and water that accumulated the heat of the transducers. The disadvantage is that although the structural and functional combination of PPC and AML allows to reduce the consumption of TAB by switching the cold water supply circuits to the refrigerators of the converters, in this case, too, TAB stocks make up a significant percentage of the total volume of the facility, which leads to a large construction cost objects of this type (Grishutin M.M., Sevastyanov A.P. Theory and methods of calculating autonomous energy-refrigerating plants. M: Publishing House of MPEI, 1992.- 240 p.).
Известны схемы газификационных устройств (газификаторов) для превращения сжиженных веществ в газообразное состояние (Справочник по физико-техническим основам криогеники. Под ред. проф. М.П. Малкова. М.: Энергоатомиздат, 1985. - с. 363÷364). Known schemes for gasification devices (gasifiers) for converting liquefied substances into a gaseous state (Handbook on the physical and technical foundations of cryogenics. Edited by Prof. MP Malkov. M .: Energoatomizdat, 1985. - pp. 363 ÷ 364).
Известна принципиальная схема энергохолодильной системы, содержащая дизельную энергоустановку замкнутого цикла на синтез-газе с машиной Вюлемье-Такониса, работа которой осуществляется за счет высокопотенциальной теплоты, сгенерированной в реакторе в результате взаимодействия отработавших газов с щелечноземельным металлом, разомкнутый контур - с криогенным окислителем (Патент РФ N 2088864. Бюл. N 24 от 27.08.97 г.). Однако работа дизеля на синтез-газе с внешнем смесеобразованием приводит к снижению КПД. A well-known schematic diagram of an energy-refrigerating system containing a closed-cycle diesel syngas power plant with a Wulemier-Taconis machine, whose operation is due to the high potential heat generated in the reactor as a result of the interaction of exhaust gases with an alkaline earth metal, an open loop with a cryogenic oxidizer (RF Patent N 2088864. Bull. N 24 from 08.27.97). However, the operation of a diesel engine on synthesis gas with external mixture formation leads to a decrease in efficiency.
Известна энергетическая установка для объектов, функционирующих без связи с атмосферой, включающая в себя замкнутый контур дизельной установки, теплоиспользующую холодильную машину, через генератор которой проходит контур дизельной установки, линию водорода с реактором для генерации водорода, линию криогенного окислителя и линию технической воды (Патент РФ N 2176054. Бюл. N 32 от 20.11.2001г.). Однако в системе не используется высокотемпературная теплота продуктов реакции генерации водорода. A known power plant for objects operating without a connection to the atmosphere, including a closed loop of a diesel installation, a heat-using refrigeration machine through which a diesel circuit passes through a generator, a hydrogen line with a reactor for generating hydrogen, a cryogenic oxidizer line and a process water line (RF Patent N 2176054. Bull. N 32 from 11.11.2001). However, the system does not use the high temperature heat of the hydrogen generation reaction products.
Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, заключается в повышении КПД системы за счет получении дополнительной электрической энергии и сокращении объемов хранилищ TAB за счет получения дополнительного холода. The technical result that can be obtained by carrying out the invention is to increase the efficiency of the system by obtaining additional electrical energy and reducing the volume of TAB storages by obtaining additional cold.
Для достижения данного технического результата энергохолодильная система с дизельной энергоустановкой для объектов, функционирующих без связи с атмосферой, включающая в себя замкнутый контур дизельной установки, теплоиспользующую холодильную машину, через генератор которой проходит контур дизельной установки, линию водорода с реактором для генерации водорода, линию криогенного окислителя с испарителем-подогревателем и линию технической воды, снабжена теплоиспользующей холодильной машиной, выполненной в виде абсорбционной холодильной машины, газификатором низкого давления в линии криогенного окислителя, замкнутым контуром газотурбинной установки с электрогенератором на одном валу и нагревателем, расположенном в реакторе для генерации водорода, дополнительной абсорбционной холодильной машиной, через генератор которой проходит замкнутый контур газотурбинной установки, линией отвода теплоты от дизеля и абсорбционных холодильных машин, содержащей емкость для хранения холодного теплоаккумулирующего вещества и проходящей через абсорберы и конденсаторы холодильных машин, емкостью для горячего теплоаккумулирующего вещества, при этом линия технической воды содержит электрический парогенератор и емкость для сбора конденсата, а линия водорода содержит и емкость для хранения водорода и регенератор, через который проходит замкнутый контур газотурбинной установки. To achieve this technical result, an energy-refrigerating system with a diesel power plant for objects operating without an atmosphere connection, including a closed loop of a diesel plant, a heat-using refrigeration machine through which a diesel circuit passes through a generator, a hydrogen line with a reactor for generating hydrogen, a cryogenic oxidizer line with an evaporator-heater and a process water line, equipped with a heat-consuming refrigeration machine made in the form of absorption cold a gas machine, with a low pressure gasifier in the cryogenic oxidizer line, a closed loop gas turbine unit with an electric generator on one shaft and a heater located in the reactor for hydrogen generation, an additional absorption refrigeration machine through which a closed loop gas turbine unit passes, a heat removal line from the diesel engine and absorption chillers containing a container for storing cold heat-retaining substance and passing through absorbers and condensers of cold machines, with a capacity for hot heat-accumulating substance, while the process water line contains an electric steam generator and a condensate collection tank, and the hydrogen line contains both a hydrogen storage tank and a regenerator through which a closed loop of a gas turbine plant passes.
Введение в состав энергохолодильной системы с дизельной энергоустановкой для объектов, функционирующих без связи с атмосферой, замкнутого контура газотурбинной установки с электрогенератором на одном валу и нагревателем, расположенном в реакторе для генерации водорода, а также дополнительной абсорбционной холодильной машины, через генератор которой проходит замкнутый контур газотурбинной установки, позволяет получить новое свойство, заключающееся в повышении КПД системы за счет получения дополнительной энергии в замкнутой газотурбинной установки, а также генерацию холода в холодильных машинах за счет теплоты отработавших газов дизеля и замкнутой газотурбинной установки. Introduction to the composition of an energy-refrigerating system with a diesel power plant for objects operating without atmospheric communication, a closed circuit of a gas turbine installation with an electric generator on one shaft and a heater located in the reactor for generating hydrogen, as well as an additional absorption refrigeration machine through which a closed circuit of a gas turbine passes through a generator installation, allows you to get a new property, which consists in increasing the efficiency of the system by obtaining additional energy in a closed gas binnoy installation as well as the generation of cold in the refrigerating machines by the heat of diesel engine exhaust gases and the closed gas turbine plant.
На чертеже изображена энергохолодильная система с дизельной энергоустановкой для объектов, функционирующих без связи с атмосферой. The drawing shows an energy refrigeration system with a diesel power plant for objects operating without communication with the atmosphere.
Энергохолодильная система в своем составе имеет замкнутый контур дизельной установки, состоящий из дизеля 1, каталитического нейтрализатора 2, после которого расположен генератор абсорбционной бромисто-литиевой холодильной машины 3, охладителя-конденсатора 4, реактора (адсорбера) 5 для поглощения двуокиси углерода из состава отработавших газов, компрессора 6, смесителя 7, линию подачи криогенного окислителя, которая включает газификатор низкого давления 8, испаритель-подогреватель 9 и регулятор давления 10, линию подачи технической воды, которая включает емкость для ее хранения и сбора конденсата 11, насос подачи технической воды 12 и обратный клапан 13, электрический парогенератор 14, парогенератор 15, линию подачи газообразного водорода, содержащую реактор генерации водорода 16 с накопителем твердой фазы 17 и сепаратором 18, теплообменник-регенератор 19, компрессор 20, запорно-регулирующие вентили 21, 22, 23, емкость для хранения водорода 24, замкнутый контур газотурбинной установки с нагревателем 25, который расположен в реакторе генерации водорода 16, турбиной 26, после которой расположен генератор абсорбционной бромисто-литиевой холодильной машины 27, работа которой осуществляется за счет теплоты отработавшего в цикле газотурбинной установки рабочего тела, охладителем 28, компрессором 29 и электрогенератором 30, линию отведения теплоты от преобразователей прямого и обратного циклов 43, включающую емкость 31 для хранения холодного TAB, питательный насос 32, разделяющуюся на линию, проходящую через абсорбер 33, конденсатор 34, теплообменник 35, и линию, проходящую через абсорбер 36, конденсатор 37, а также емкость 38 для хранения горячего TAB. В испарителях 39 и 41 абсорбционных бромисто-литиевых холодильных машин генерируется холод, который передается по линиям 40 и 42 соответственно в систему кондиционирования воздуха сооружения. The energy refrigeration system in its composition has a closed circuit of a diesel installation, consisting of diesel 1, catalytic converter 2, after which there is a generator of absorption lithium bromide refrigeration machine 3, a cooler-condenser 4, a reactor (adsorber) 5 for absorbing carbon dioxide from the composition of the exhaust gases , compressor 6, mixer 7, the supply line of the cryogenic oxidizer, which includes a low pressure gasifier 8, an evaporator-heater 9 and a pressure regulator 10, the supply line of industrial water, This includes a container for storing and collecting condensate 11, a process water pump 12 and a check valve 13, an electric steam generator 14, a steam generator 15, a hydrogen gas supply line containing a hydrogen generation reactor 16 with a solid phase storage 17 and a separator 18, and a heat exchanger-regenerator 19, compressor 20, shut-off and control valves 21, 22, 23, hydrogen storage tank 24, closed loop gas turbine unit with heater 25, which is located in the hydrogen generation reactor 16, turbine 26, after which it is located n generator of lithium-bromide absorption refrigerating machine 27, the operation of which is carried out due to the heat of the working fluid spent in the cycle of the gas turbine installation, a cooler 28, a compressor 29 and an electric generator 30, a heat removal line from the direct and reverse cycles converters 43, including a cold storage tank 31 TAB, the feed pump 32, which is divided into a line passing through the absorber 33, a condenser 34, a heat exchanger 35, and a line passing through the absorber 36, a condenser 37, as well as a storage tank 38 its TAB. In evaporators 39 and 41 of absorption lithium bromide refrigerators, cold is generated, which is transmitted through lines 40 and 42, respectively, to the air conditioning system of the structure.
Энергохолодильная система с дизельной энергоустановкой для объектов, функционирующих без связи с атмосферой, работает следующим образом. An energy-refrigerating system with a diesel power plant for objects operating without a connection to the atmosphere operates as follows.
Предварительно перед началом работы объекта в режиме без связи с атмосферой в нем запасается необходимое (расчетное) количество щелочноземельного металла, например магния, в бункере (не показан), криогенного окислителя в газификаторе низкого давления 8, технической воды в емкости 11, газообразного водорода в емкости 24. Previously, before the facility starts operating in a mode without communication with the atmosphere, it stores the necessary (calculated) amount of alkaline earth metal, for example magnesium, in a bunker (not shown), a cryogenic oxidizer in a low pressure gasifier 8, process water in a tank 11, and hydrogen gas in a tank 24.
При переключении дизельной энергоустановки для работы без связи с атмосферой отработавшие газы дизеля 1, состоящие из азота, окиси азота, продуктов неполного сгорания топлива, паров воды, двуокиси углерода, а также некоторого количества СО и СН, обусловленного выгоранием масла, попадающего в камеру сгорания, через каталитический нейтрализатор 2, в котором происходит окисление продуктов неполного сгорания в СО2 и Н2Опар, поступают в генератор 3 абсорбционной бромисто-литиевой холодильной машины, в котором срабатывают свой термодинамический потенциал, далее направляются в охладитель-конденсатор 4, в котором охлаждаются, а водяной пар конденсируется и выводится из цикла, и затеи через реактор 5 с химическим поглотителем, в котором охлажденные отработавшие газы освобождаются от двуокиси углерода, компрессором 6 через смеситель 7, в котором очищенные отработавшие газы обогащаются кислородом, подаются на впуск дизеля 1. В конце такта сжатия в камеру сгорания дизеля 1 подается газообразный водород из емкости 24 через запорно-регулирующие вентили 23 и 22 с давлением, превышающим максимальное давление цикла. Образующаяся горючая смесь воспламеняется от калильной свечи зажигания, расположенной в камере сгорания (не показана) дизеля 1.When switching a diesel power plant for operation without any connection to the atmosphere, the exhaust gases of diesel 1, consisting of nitrogen, nitric oxide, products of incomplete combustion of fuel, water vapor, carbon dioxide, as well as a certain amount of CO and CH caused by the burning of oil entering the combustion chamber, through the catalytic converter 2, in which the oxidation products of incomplete combustion in a CO 2 and H 2 O steam, fed into the generator 3, the lithium bromide absorption chiller, wherein a trigger thermodynamic potential, then sent to the cooler-condenser 4, in which they are cooled, and water vapor condenses and is taken out of the cycle, and then through a reactor 5 with a chemical absorber, in which the cooled exhaust gases are freed from carbon dioxide, by compressor 6 through the mixer 7, in where the purified exhaust gases are enriched with oxygen, fed to the intake of diesel 1. At the end of the compression stroke, hydrogen gas is supplied to the combustion chamber of diesel 1 from tank 24 through shut-off and control valves 23 and 22 with a pressure exceeding ma maximum DUTY pressure cycle. The resulting combustible mixture is ignited by a glow plug located in the combustion chamber (not shown) of diesel 1.
Жидкий кислород из газификатора низкого давления 8, воспринимая теплоту отработавших газов в испарителе-подогревателе 9, через запорно-регулирующий вентиль 10 в необходимом количестве поступает в смеситель 6, и дизель 1 продолжает функционировать по замкнутому циклу на рабочей смеси азота, окиси азота и кислорода (N2 + NO + О2). Выведенный из цикла в емкость 11 конденсат водяного пара и техническая вода насосом 12 через обратный клапан 13 подается в электрический парогенератор 14, перегревается и в виде водяного пара через парогенератор 15, расположенный в накопителе твердой фазы 17, поступает в реактор 16, куда одновременно подается щелочноземельный металл, например магний, и в нем генерируется топливо - водород.Liquid oxygen from the low pressure gasifier 8, sensing the heat of the exhaust gases in the evaporator-heater 9, through the shut-off valve 10 in the required quantity enters the mixer 6, and diesel 1 continues to operate in a closed cycle on a working mixture of nitrogen, nitrogen oxide and oxygen ( N 2 + NO + O 2 ). The steam condensate and process water withdrawn from the cycle into the tank 11 are pumped through the check valve 13 to the electric steam generator 14 through the non-return valve 13, overheated and fed into the reactor 16 through the steam generator 15 located in the solid phase storage 17, where alkaline-earth is simultaneously supplied metal, for example magnesium, and it generates fuel - hydrogen.
При выходе реактора 16 на рабочий режим прекращается подача водорода из емкости 24 путем закрытия вентиля 23, и сгенерированный водород через регенератор 19 компрессором 20 через запорно-регулирующие вентили 21 и 22 подается в цилиндры дизеля 1, отключается электрический парогенератор 14 и конденсат и техническая вода превращаются в водяной пар в парогенераторе 15 за счет теплоты аккумулированной в накопителе твердой фазы 17. When the reactor 16 enters the operating mode, the supply of hydrogen from the tank 24 is stopped by closing the valve 23, and the generated hydrogen through the regenerator 19 is supplied to the cylinders of the diesel engine 1 through the shutoff-regulating valves 21 and 22, the electric steam generator 14 is turned off and the condensate and process water turn water vapor in the steam generator 15 due to the heat of the solid phase 17 accumulated in the storage ring.
Рабочее тело газотурбинной установки замкнутого цикла, воспринимая теплоту химической реакции генерации водорода в нагревателе 25, срабатывает термодинамический потенциал в турбине 26, приводя в действие компрессор 29 и генерируя электрическую энергию в электрогенераторе 30, проходит через генератор 27, отдавая теплоту рабочему телу абсорбционной бромисто-литиевой холодильной машины, охлаждается в охладителе 28, сжимается в компрессоре 29 и далее через регенератор 19 поступает в нагреватель 25. The working fluid of a closed-cycle gas turbine installation, sensing the heat of the chemical reaction of hydrogen generation in the heater 25, triggers the thermodynamic potential in the turbine 26, driving the compressor 29 and generating electrical energy in the electric generator 30, passes through the generator 27, giving off heat to the working fluid by lithium bromide absorption refrigeration machine, is cooled in a cooler 28, is compressed in a compressor 29 and then through a regenerator 19 enters the heater 25.
Теплоаккумулирующее вещество - вода из емкости 31 насосом 32 по линии отведения теплоты 43 от преобразователей прямого и обратного циклов, проходящей через абсорбер 33, конденсатор 34, теплообменник 35, и через абсорбер 36, конденсатор 37 поступает в емкость 38 для хранения горячего TAB. В испарителях 39 и 41 абсорбционных бромисто-литиевых холодильных машин генерируется холод, который передается по линиям 40 и 42 соответственно в систему кондиционирования воздуха сооружения. The heat storage substance is water from the tank 31 by the pump 32 along the heat removal line 43 from the direct and reverse cycle converters passing through the absorber 33, the condenser 34, the heat exchanger 35, and through the absorber 36, the condenser 37 enters the tank 38 for storing hot TAB. In evaporators 39 and 41 of absorption lithium bromide refrigerators, cold is generated, which is transmitted through lines 40 and 42, respectively, to the air conditioning system of the structure.
Источники информации
1. Мищенко А. И. Перспективы применения водорода и метанола в качестве моторных топлив.//Автомобильная промышленность, 1986, N 11, с. 8÷10.Sources of information
1. Mishchenko A. I. Prospects for the use of hydrogen and methanol as motor fuels. // Automotive Industry, 1986, N 11, p. 8 ÷ 10.
2. Новиков Л.А., Юрченко Э.Н., Шляхтов В.А. Создание установок очистки газов стационарных дизелей и испытательных станций. // Двигателестроение, 1995, N 182, с.72÷77. 2. Novikov L.A., Yurchenko E.N., Shlyakhtov V.A. Creation of gas treatment plants for stationary diesel engines and test stations. // Engine building, 1995, N 182, p. 72 ÷ 77.
3. Окисление металлов. /Под. ред. Ж. Бенара. - М.: Металлургия, 1969. - Т. 2, с. 314÷327. 3. Oxidation of metals. /Under. ed. J. Benard. - M.: Metallurgy, 1969 .-- T. 2, p. 314 ÷ 327.
4. Холодильные машины. Справочник. - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1982, с.155÷166. 4. Refrigerators. Directory. - M .: Light and food industry, 1982, p. 155 ÷ 166.
5. Нигматулин И.Н.,Шляхин П.Н., Ценев В.А. Тепловые двигатели. Под ред. И. Н. Нигматулина. Учеб. Пособие для втузов. - М.: Высшая школа, 1974, с. 177÷180. 5. Nigmatulin I.N., Shlyakhin P.N., Tsenev V.A. Heat engines. Ed. I.N. Nigmatulin. Textbook Manual for technical colleges. - M.: Higher School, 1974, p. 177 ÷ 180.
6. Глинка Н.Л. Общая химия: Учебное пособие для вузов. - 22-е изд. испр. /Под ред. Рабиновичи В.А. - Л.: Химия, 1982, с. 616. 6. Glinka N.L. General Chemistry: Textbook for high schools. - 22nd ed. corrected / Ed. Rabinovichi V.A. - L .: Chemistry, 1982, p. 616.
7. Гришутин М.М., Севастьянов А.П. Теория и методы расчетов автономных энергохолодильных установок. М.: Изд. МЭИ, 1992, 240 с. 7. Grishutin M.M., Sevastyanov A.P. Theory and calculation methods of autonomous energy refrigeration units. M .: Publishing. MPEI, 1992, 240 pp.
8. Справочник по физико-технический основан криогеники. Под ред. проф. М.П. Малкова. М.: Энергоатомиздат, 1985, с. 363÷364. 8. Handbook of physicotechnical based cryogenics. Ed. prof. M.P. Malkova. M .: Energoatomizdat, 1985, p. 363 ÷ 364.
9. Патент РФ N 2088864. Бюл. N 24 от 27.08.97 г. 9. RF patent N 2088864. Bull. N 24 from 08/27/97
10. Патент РФ N 2176054. Бюл. N 32 от 20.11.2001 г. - прототип. 10. RF patent N 2176054. Bull. N 32 dated November 20, 2001 - a prototype.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002108212/06A RU2214567C1 (en) | 2002-04-01 | 2002-04-01 | Cooling system having diesel power plant for installations operating without communication with atmosphere |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002108212/06A RU2214567C1 (en) | 2002-04-01 | 2002-04-01 | Cooling system having diesel power plant for installations operating without communication with atmosphere |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2214567C1 true RU2214567C1 (en) | 2003-10-20 |
Family
ID=31988976
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2002108212/06A RU2214567C1 (en) | 2002-04-01 | 2002-04-01 | Cooling system having diesel power plant for installations operating without communication with atmosphere |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2214567C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102003698A (en) * | 2010-09-27 | 2011-04-06 | 华北电力大学 | System for generating power by utilizing magnesium energy and hydrogen energy |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3805540A (en) * | 1972-06-02 | 1974-04-23 | E Schwartzman | Integrated energy-conversion system |
| US4270365A (en) * | 1979-07-24 | 1981-06-02 | Sampietro Achilles C | Refrigeration apparatus |
| GB2170268A (en) * | 1985-01-25 | 1986-07-30 | Cosworth Eng | Closed-cycle piston i.c.engine |
| RU2176054C1 (en) * | 2000-08-08 | 2001-11-20 | Военный инженерно-космический университет им. А.Ф. Можайского | Power plant for objects functioning without communication with atmosphere |
| RU2176055C1 (en) * | 2000-08-08 | 2001-11-20 | Военный инженерно-космический университет им. А.Ф. Можайского | Power-and-refrigeration supply system for objects functioning without communication with atmosphere |
-
2002
- 2002-04-01 RU RU2002108212/06A patent/RU2214567C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3805540A (en) * | 1972-06-02 | 1974-04-23 | E Schwartzman | Integrated energy-conversion system |
| US4270365A (en) * | 1979-07-24 | 1981-06-02 | Sampietro Achilles C | Refrigeration apparatus |
| GB2170268A (en) * | 1985-01-25 | 1986-07-30 | Cosworth Eng | Closed-cycle piston i.c.engine |
| RU2176054C1 (en) * | 2000-08-08 | 2001-11-20 | Военный инженерно-космический университет им. А.Ф. Можайского | Power plant for objects functioning without communication with atmosphere |
| RU2176055C1 (en) * | 2000-08-08 | 2001-11-20 | Военный инженерно-космический университет им. А.Ф. Можайского | Power-and-refrigeration supply system for objects functioning without communication with atmosphere |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102003698A (en) * | 2010-09-27 | 2011-04-06 | 华北电力大学 | System for generating power by utilizing magnesium energy and hydrogen energy |
| CN102003698B (en) * | 2010-09-27 | 2012-09-05 | 华北电力大学 | System for generating power by utilizing magnesium energy and hydrogen energy |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107100736B (en) | Combined Gas Turbine System | |
| US6209307B1 (en) | Thermodynamic process for generating work using absorption and regeneration | |
| RU2467187C2 (en) | Method of operating gas turbine unit | |
| CN216665760U (en) | Gas turbine-ORC combined cycle and intake air cooling power generation system and device | |
| CN109386316A (en) | A kind of LNG cold energy and BOG Combustion Energy joint utilize system and method | |
| RU2088864C1 (en) | Power producing and cooling system | |
| Kindra et al. | Thermodynamic analysis of cycle arrangements of the coal-fired thermal power plants with carbon capture | |
| RU2624690C1 (en) | Gaz turbine installation and method of functioning of gas turbine installation | |
| RU2214567C1 (en) | Cooling system having diesel power plant for installations operating without communication with atmosphere | |
| RU2176055C1 (en) | Power-and-refrigeration supply system for objects functioning without communication with atmosphere | |
| CN203717127U (en) | Gas turbine generation system | |
| RU2176054C1 (en) | Power plant for objects functioning without communication with atmosphere | |
| CN102213161A (en) | Closed gas cycle type thermal power system | |
| RU2214565C1 (en) | Anaerobic cooling system having closed-loop diesel for installations operating without communication with atmosphere | |
| CN112576327A (en) | Efficient ultra-low emission coal-fired power generation system and power circulation method thereof | |
| RU2214569C1 (en) | Diesel cooling plant | |
| JP2000002790A (en) | Nuclear complex | |
| RU2214568C1 (en) | Cooling system on basis of diesel plant | |
| RU2214566C1 (en) | Cooling system having stirling engine for installations operating without communication with atmosphere | |
| CN110776966A (en) | Biogas purification and utilization method and system | |
| CN117775252A (en) | Multifunctional system based on LNG dual-fuel host ship and control method thereof | |
| RU2171956C1 (en) | Anaerobic power plant of closed cycle | |
| WO2022180471A1 (en) | Internal combustion engine powered with hydrogen and liquid oxygen | |
| RU2168680C1 (en) | Anaerobic power refrigerating plant | |
| RU2164612C1 (en) | Anaerobic refrigerating plant with stirling engine |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20040402 |