RU2497014C1 - Method to control gas temperature in system of fuel supply of gas turbine locomotives - Google Patents
Method to control gas temperature in system of fuel supply of gas turbine locomotives Download PDFInfo
- Publication number
- RU2497014C1 RU2497014C1 RU2012110018/06A RU2012110018A RU2497014C1 RU 2497014 C1 RU2497014 C1 RU 2497014C1 RU 2012110018/06 A RU2012110018/06 A RU 2012110018/06A RU 2012110018 A RU2012110018 A RU 2012110018A RU 2497014 C1 RU2497014 C1 RU 2497014C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- temperature
- liquid fuel
- cryogenic liquid
- heated
- Prior art date
Links
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 51
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 230000003137 locomotive effect Effects 0.000 title claims abstract description 8
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 119
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 37
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 5
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
Images
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
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/30—Use of alternative fuels, e.g. biofuels
Landscapes
- Supercharger (AREA)
- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к питанию газотурбинных установок транспортных средств, в частности газотурбовозов, криогенным жидким топливом.The invention relates to the supply of gas turbine units of vehicles, in particular gas turbine locomotives, cryogenic liquid fuel.
Известны способы регулирования температуры газа, подаваемого в камеры сгорания газотурбинного двигателя (ГТД) газотурбовоза, путем применения теплообменников. Криогенную емкость, заполненную криогенным жидким топливом, соединяют с энергетической газотурбинной установкой трубопроводом, оснащенным насосом и теплообменником-испарителем, в котором криогенное жидкое топливо испаряется - переходит в газовую фазу и подогревается (RU, патент №2314220 С1, МПК В61С 7/04, 11/00, 2008 г.).Known methods for controlling the temperature of the gas supplied to the combustion chambers of a gas turbine engine (GTE) of a gas turbine locomotive by using heat exchangers. A cryogenic tank filled with cryogenic liquid fuel is connected to a gas turbine power plant using a pipeline equipped with a pump and a heat exchanger-evaporator, in which the cryogenic liquid fuel is vaporized - it goes into the gas phase and is heated (RU Patent No. 2314220 C1, IPC ВСС 7/04, 11 / 00, 2008).
Недостатком данного способа является невозможность регулируемого снижения температуры подаваемого газа для ограничения тепловой напряженности дозирующей и регулирующей газовой аппаратуры.The disadvantage of this method is the impossibility of a controlled reduction in the temperature of the supplied gas to limit the thermal tension of the metering and control gas equipment.
Известен способ подогрева криогенного жидкого топлива и регулирования его температуры, при котором криогенное жидкое топливо из криогенной емкости подается в камеры сгорания частично через воздухотопливный теплообменник - охладитель воздуха, а частично через подогреватель, обогреваемый за счет тепла отработавших газов газотурбинного двигателя, для испарения и подогрева криогенного жидкого топлива (RU, патент №2295467 С1, МПК В61С 5/00, 2007 г.).A known method of heating a cryogenic liquid fuel and controlling its temperature, in which a cryogenic liquid fuel from a cryogenic tank is supplied to the combustion chambers partially through an air-fuel heat exchanger — an air cooler, and partially through a heater heated by the heat of the exhaust gases of a gas turbine engine for evaporation and heating of a cryogenic liquid fuel (RU, patent No. 2295467 C1, IPC B61C 5/00, 2007).
Недостатком системы является невозможность регулируемого понижения температуры газа для ограничения тепловой напряженности дозирующей и регулирующей газовой аппаратуры.The disadvantage of the system is the impossibility of a controlled decrease in gas temperature to limit the thermal tension of the metering and control gas equipment.
Известен способ защиты газотурбинного двигателя от перегрева путем кратковременного прекращения подачи топлива (RU, патент №1356604 С1, МПК F02C 9/28, 7/26 2007 г.).A known method of protecting a gas turbine engine from overheating by briefly stopping the supply of fuel (RU, patent No. 1356604 C1, IPC F02C 9/28, 7/26 2007).
Способ неприменим в условиях работы газотурбинного двигателя газотурбовоза, не допускающих прекращения подачи топлива.The method is not applicable in the operating conditions of a gas turbine engine of a gas turbine locomotive, not allowing the cessation of fuel supply.
Известен способ подачи криогенного топлива для питания двигателя, принятый за прототип, заключающийся в том, что криогенный (сжиженный) газ нагревают и испаряют в газовом теплообменнике за счет тепла отработавших газов газотурбинного двигателя, причем осуществляют частичный перепуск криогенного топлива в смеситель газовый для снижения температуры газовой смеси (RU, патент №2427724 С1, МПК F02M 21/02, 2010 г.).A known method of supplying cryogenic fuel for engine power, adopted as a prototype, which consists in the fact that the cryogenic (liquefied) gas is heated and evaporated in a gas heat exchanger due to the heat of the exhaust gases of a gas turbine engine, and the cryogenic fuel is partially transferred to a gas mixer to lower the gas temperature mixtures (RU, patent No. 2427724 C1, IPC F02M 21/02, 2010).
Способ не гарантирует исключения попадания в тракт дозирующей и регулирующей газовой аппаратуры криогенного жидкого топлива и не предусматривает возможность повышения температуры газа, необходимого при пуске газотурбинного двигателя.The method does not guarantee the exclusion of cryogenic liquid fuel from the metering and regulating gas equipment entering the tract and does not provide for the possibility of increasing the gas temperature required when starting the gas turbine engine.
Техническим результатом изобретения является обеспечение регулируемого изменения температуры газа в системе топливоподачи при пуске ГТД газотурбовоза для ограничения тепловой напряженности дозирующей и регулирующей газовой аппаратуры, исключение возможности попадания в газовый тракт ГТД криогенного жидкого топлива.The technical result of the invention is to provide a controlled change in the temperature of the gas in the fuel supply system when starting the gas turbine engine gas turbine engine to limit the thermal tension of the metering and regulating gas equipment, eliminating the possibility of cryogenic liquid fuel entering the gas channel of the gas turbine engine.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе регулирования температуры газа в системе топливоподачи газотурбовозов криогенное жидкое топливо из криогенной емкости нагревают и испаряют в теплообменнике-газификаторе за счет тепла отработавших газов газотурбинного двигателя, нагретый газ подают в смеситель, который соединен криогенным трубопроводом также с емкостью криогенного жидкого топлива, подачу криогенного жидкого топлива в смеситель и температуру газа за смесителем и электронагревателем газа регулируют с помощью регулятора температуры газа, установленного на трубопроводе криогенного жидкого топлива перед смесителем и электрически соединенного с электротермометром, установленным за смесителем, электронагревателем газа и ресивером, причем при превышении установленной температуры газа по показанию электротермомета в смеситель подают криогенное жидкое топливо, перемешивают в смесителе нагретый газ с криогенным жидким топливом, испаряют криогенное жидкое топливо и понижают температуру нагретого газа; при температуре нагретого газа ниже установленной температуры повышают температуру нагретого газа по показанию электротермометра автоматическим включением электронагревателя газа для обеспечения гарантированного пуска газотурбинного двигателя.The specified technical result is achieved by the fact that in the method of controlling the gas temperature in the fuel supply system of gas turbines, the cryogenic liquid fuel from the cryogenic tank is heated and evaporated in the heat exchanger-gasifier due to the heat of the exhaust gases of the gas turbine engine, the heated gas is supplied to the mixer, which is also connected to the tank by a cryogenic pipeline cryogenic liquid fuel, the supply of cryogenic liquid fuel to the mixer and the gas temperature downstream of the mixer and electric gas heater are controlled by by means of a gas temperature controller installed on the cryogenic liquid fuel pipeline in front of the mixer and electrically connected to an electrothermometer installed behind the mixer, a gas electric heater and a receiver, and when the gas temperature is exceeded, as indicated by the electrothermometer, cryogenic liquid fuel is fed into the mixer, heated gas is mixed in the mixer with cryogenic liquid fuel, cryogenic liquid fuel is evaporated and the temperature of the heated gas is lowered; when the temperature of the heated gas is lower than the set temperature, the temperature of the heated gas is increased according to the indication of the electrothermometer by automatically turning on the gas electric heater to ensure guaranteed starting of the gas turbine engine.
На чертеже показана схема устройства для осуществления способа регулирования температуры газа в системе топливоподачи газотурбовозов.The drawing shows a diagram of a device for implementing the method of regulating the temperature of the gas in the fuel supply system of gas turbines.
Устройство включает трубопровод 1 нагретого газа и трубопровод 2 криогенного жидкого топлива с регулятором 3 температуры газа, соединенные со смесителем 4 газа, который, в свою очередь, соединен трубопроводом с электронагревателем газа 5, ресивером 6, дозатором 7, отсечным клапаном 8 и коллектором 9 форсунок камеры сгорания газотурбинного двигателя. После смесителя газа 4, электронагревателя газа 5 и ресивера 6 установлен датчик температуры - электротермометр 10, электрически связанный с регулятором температуры газа 3 и электронагревателем газа 5. Смеситель 4 и электронагреватель газа 5 конструктивно могут быть объединены в одном корпусе.The device includes a heated gas pipe 1 and a cryogenic
Реализация заявленного способа осуществляется следующим образом.Implementation of the claimed method is as follows.
Криогенное жидкое топливо из криогенной емкости газотурбовоза нагревается и испаряется за счет тепла отработавших газов газотурбинного двигателя в теплообменнике-газификаторе (на чертеже не показано), после чего нагретый газ подают по топливопроводу 1 в смеситель 4, который соединен криогенным трубопроводом также с емкостью криогенного жидкого топлива, и далее через электронагреватель газа 5, ресивер 6, дозатор 7, отсечной клапан 8 в коллектор 9 форсунок камер сгорания газотурбинного двигателя. Дозатор 7 и отсечной клапан 8 не должны подвергаться воздействию высоких температур газа. Подачу криогенного жидкого топлива в смеситель 4 и температуру газа регулируют с помощью регулятора температуры газа 3, установленного на трубопроводе 2 криогенного жидкого топлива перед смесителем 4 и электрически соединенного с электротермометром 10, установленным за смесителем 4 электронагревателем газа 5 и ресивером 6. При превышении установленной температуры газа перед дозатором 7 по показанию датчика температуры - электротермометра 10 открывают регулятор температуры газа и подают криогенное жидкое топливо по трубопроводу 2 через регулятор температуры газа в смеситель 4, в котором перемешивают нагретый газ с криогенным жидким топливом, испаряют криогенное жидкое топливо и понижают температуру нагретого газа, в результате температура нагретого газа, поступающего из смесителя 4 в электронагреватель газа 5, ресивер 6, дозатор 7, отсечной клапан 8 и коллектор 9 форсунок камер сгорания газотурбинного двигателя, понижается и поддерживается на заданном уровне. При температуре нагретого газа ниже установленной температуры повышают температуру нагретого газа по показанию электротермометра автоматическим включением электронагревателя газа для обеспечения гарантированного пуска газотурбинного двигателя.The cryogenic liquid fuel from the cryogenic tank of a gas turbine locomotive is heated and evaporates due to the heat of the exhaust gases of a gas turbine engine in a heat exchanger-gasifier (not shown in the drawing), after which the heated gas is fed through a fuel pipe 1 to a mixer 4, which is also connected by a cryogenic pipeline to a tank of cryogenic liquid fuel and then through the gas
Осуществление предложенного способа позволяет обеспечить регулируемое изменение температуры газа в системе топливоподачи при пуске ГТД газотурбовоза, что ограничит тепловую напряженность дозирующей и регулирующей газовой аппаратуры, исключит возможность попадания в газовый тракт ГТД криогенного жидкого топлива.The implementation of the proposed method allows for a controlled change in the temperature of the gas in the fuel supply system when starting a gas turbine gas turbine engine, which will limit the thermal tension of the metering and control gas equipment, and exclude the possibility of cryogenic liquid fuel entering the gas channel of the gas turbine engine.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012110018/06A RU2497014C1 (en) | 2012-03-15 | 2012-03-15 | Method to control gas temperature in system of fuel supply of gas turbine locomotives |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012110018/06A RU2497014C1 (en) | 2012-03-15 | 2012-03-15 | Method to control gas temperature in system of fuel supply of gas turbine locomotives |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2012110018A RU2012110018A (en) | 2013-09-20 |
| RU2497014C1 true RU2497014C1 (en) | 2013-10-27 |
Family
ID=49183098
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012110018/06A RU2497014C1 (en) | 2012-03-15 | 2012-03-15 | Method to control gas temperature in system of fuel supply of gas turbine locomotives |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2497014C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2695549C1 (en) * | 2018-07-09 | 2019-07-24 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Вятский государственный университет" (ВятГУ) | Multifuel power supply system for automotive and diesel engines |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU968501A1 (en) * | 1975-04-08 | 1982-10-23 | Грузинский Ордена Ленина И Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт Им.В.И.Ленина | System for feeding vehicle engine by liquefied gas |
| RU2106574C1 (en) * | 1995-01-31 | 1998-03-10 | Казанский государственный технический университет им.А.Н.Туполева | Burner assembly |
| US6494190B1 (en) * | 2000-08-04 | 2002-12-17 | Siemens Automotive Corporation | Bi-fuel gasoline and low pressure gas fuel system and method of operation |
| US6951210B2 (en) * | 2002-08-06 | 2005-10-04 | Landi Renzo S.P.A. | Feed and control system for an internal combustion engine fed with two different fuels |
| RU2295467C1 (en) * | 2005-12-29 | 2007-03-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие Всероссийский научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава Министерства путей сообщения Российской Федерации (ФГУП ВНИКТИ МПС России) | Gas-turbine locomotive |
| RU2427724C1 (en) * | 2010-05-12 | 2011-08-27 | Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" | Cryogenic fuel supply system for engine feed |
-
2012
- 2012-03-15 RU RU2012110018/06A patent/RU2497014C1/en active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU968501A1 (en) * | 1975-04-08 | 1982-10-23 | Грузинский Ордена Ленина И Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт Им.В.И.Ленина | System for feeding vehicle engine by liquefied gas |
| RU2106574C1 (en) * | 1995-01-31 | 1998-03-10 | Казанский государственный технический университет им.А.Н.Туполева | Burner assembly |
| US6494190B1 (en) * | 2000-08-04 | 2002-12-17 | Siemens Automotive Corporation | Bi-fuel gasoline and low pressure gas fuel system and method of operation |
| US6951210B2 (en) * | 2002-08-06 | 2005-10-04 | Landi Renzo S.P.A. | Feed and control system for an internal combustion engine fed with two different fuels |
| RU2295467C1 (en) * | 2005-12-29 | 2007-03-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие Всероссийский научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава Министерства путей сообщения Российской Федерации (ФГУП ВНИКТИ МПС России) | Gas-turbine locomotive |
| RU2427724C1 (en) * | 2010-05-12 | 2011-08-27 | Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" | Cryogenic fuel supply system for engine feed |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2695549C1 (en) * | 2018-07-09 | 2019-07-24 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Вятский государственный университет" (ВятГУ) | Multifuel power supply system for automotive and diesel engines |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2012110018A (en) | 2013-09-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8915218B2 (en) | Fuel system and method for burning a liquid renewable fuel in engines and boilers | |
| US9394808B2 (en) | Method for operating a combined cycle power plant and plant to carry out such a method | |
| US7661414B2 (en) | Internal combustion engine system | |
| ES2384541T3 (en) | LPG / ammonia feed system for gasoline or diesel engines by direct injection | |
| US9127600B2 (en) | Method and apparatus for generating useful work from the vent gas of a dual fuel internal combustion engine | |
| JP2009197800A (en) | Power generation system including exhaust gas temperature adjusting device and system for controlling temperature of exhaust gas | |
| US10323591B2 (en) | Method for accelerating the warming-up of a motor vehicle power unit in order to place it under operating conditions for testing and/or for a maintenance operation | |
| US20090320774A1 (en) | Operating method for an internal combustion engine which can be selectively operated by means of a liquid fuel and a gaseous fuel, and fuel supply system | |
| BRPI0902488A2 (en) | fuel temperature controller for an internal combustion engine | |
| US20130227932A1 (en) | Heater/cooler module, integrated into an intake manifold of an internal combustion engine for conditioning a gaseous intake fluid | |
| JP6585632B2 (en) | Device and method for preheating turbo engine fuel | |
| RU2017142123A (en) | METHOD AND SYSTEM FOR WATER INJECTION INTO THE ENGINE | |
| RU2497014C1 (en) | Method to control gas temperature in system of fuel supply of gas turbine locomotives | |
| US8408186B2 (en) | Fuel conservation device | |
| AU2015326220B2 (en) | Gas turbine | |
| CN103644049B (en) | LNG Liquefied natural gas Engine Inlet Temperature control system and controlling method | |
| KR102088950B1 (en) | Liquid natural gas combustion apparatus using exhaust heat | |
| JP2009275543A (en) | Catalyst combustion type fuel and intake heating system | |
| CN210289963U (en) | Natural gas engine LNG vaporization rate, cylinder temperature control system | |
| RU108499U1 (en) | INTERNAL COMBUSTION ENGINE POWER SYSTEM WITH LIQUEFIED GAS FUEL | |
| RU2546135C2 (en) | Air temperature control system for inlet air of internal combustion engine | |
| RU2722796C1 (en) | Method of feeding light hydrocarbon fuel into internal combustion engine | |
| CN113804596B (en) | Soot loading system and loading method thereof | |
| RU2459098C2 (en) | Power plant for supply of electrical and thermal energy | |
| RU122449U1 (en) | VEHICLE DIESEL POWER SYSTEM |