[go: up one dir, main page]

RU2705347C1 - Способ работы системы подачи криогенного продукта - Google Patents

Способ работы системы подачи криогенного продукта Download PDF

Info

Publication number
RU2705347C1
RU2705347C1 RU2018141151A RU2018141151A RU2705347C1 RU 2705347 C1 RU2705347 C1 RU 2705347C1 RU 2018141151 A RU2018141151 A RU 2018141151A RU 2018141151 A RU2018141151 A RU 2018141151A RU 2705347 C1 RU2705347 C1 RU 2705347C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cryogenic
cryogenic product
mixer
product
heat exchanger
Prior art date
Application number
RU2018141151A
Other languages
English (en)
Inventor
Владимир Александрович Шишков
Original Assignee
Владимир Александрович Шишков
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Владимир Александрович Шишков filed Critical Владимир Александрович Шишков
Priority to RU2018141151A priority Critical patent/RU2705347C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2705347C1 publication Critical patent/RU2705347C1/ru

Links

Images

Landscapes

  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)

Abstract

Изобретение предназначено для энергетических установок наземного базирования и транспортных средств. Способ работы системы подачи криогенного продукта заключается в насосной подаче его жидкой фазы с последующим разделением ее на две части и регулированием расхода каждой части, подогреве первой части криогенного продукта до газообразного состояния в теплообменном аппарате, ее смешением со второй частью и подачей полученной смеси криогенного продукта в энергетическое устройство. Первая часть расхода криогенного продукта Gтa=Gсм⋅[Ср_см⋅(Тфп+ΔТ)-iж]/[iг-iж], где Gсм - расход криогенного продукта на выходе из смесителя, Ср_см - изобарная теплоемкость криогенного продукта на выходе из смесителя, Тфп - температура фазового перехода от жидкости к газу криогенного продукта при давлении в смесителе, ΔT - превышение температуры газовой смеси криогенного продукта на выходе смесителя над температурой фазового перехода, iж - энтальпия первой части жидкой фазы криогенного продукта на входе в теплообменный аппарат и второй части жидкой фазы криогенного продукта, которую подают на второй вход в смеситель, iг - энтальпия газообразной фазы криогенного продукта на выходе теплообменного аппарата, при которой ее подают на первый вход в смеситель. Технический результат изобретения - уменьшение обмерзания теплообменного аппарата. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Способ работы системы подачи криогенного продукта предназначен для энергетических установок наземного базирования и транспортных средств.
Известен ракетный двигатель (патент РФ №2125176, F02K 9/44, опубликован: 20.01.1999) содержит трубопровод, клапан, газодинамический дроссель, теплообменник, блок регулирования мощности, сопло. При открытии клапана газ поступает к дросселю, в котором его давление снижается и стабилизируется на требуемом уровне, в теплообменнике газ нагревается и выбрасывается через сопло, создавая реактивную тягу. При этом обеспечивается увеличение точности регулирования тяги, что необходимо для решения задач высокоточного управления положением космического аппарата.
Недостаток ракетного двигателя в том, что при использовании в качестве криогенного топлива углеводородного газа или водорода, при их сгорании образуется водяной пар, который конденсируется и замерзает на наружной поверхности теплообменника, что снижает эффективность работы, как самого теплообменника, так и двигателя в целом.
Известна система подачи криогенного топлива в камеру сгорания энергетической установки (авт. св. СССР №1795139, F02K 9/44, опубликовано 1991), содержащую криогенную емкость, соединенную через насос, теплообменник газификатор и отсечной клапан с форсунками камеры сгорания газотурбинного двигателя.
Недостаток этой системы подачи криогенного топлива заключается в том, что наружное обмерзание льдом каналов теплообменника газификатора со стороны входа криогенного топлива достигает 40% от теплопередающей площади наружной поверхности каналов на низких режимах работы энергетической установки и до 10% на максимальных режимах работы энергетической установки.
Известен способ работы двухтопливного газотурбинного двигателя, работающего на углеводородном и криогенном топливе (заявка РФ №93006021, F02C 9/00, опубликована: 30.04.1995), заключающийся в том, что при работе на углеводородном топливе в камеру сгорания через теплообменник подают и криогенное топливо в количестве, обеспечивающем охлаждение стенок теплообменника до температуры ниже допустимой температуры для конструкции теплообменников. Криогенное топливо также подают через теплообменник на режимах выше малого газа, а расход криогенного топлива через теплообменник увеличивают пропорционально увеличению температуры газов за турбиной.
Недостаток способа заключается в том, что при работе газотурбинного двигателя обмерзание льдом наружной поверхности каналов теплообменного аппарата достигает 40% поверхности в зависимости от режима работы, что снижает эффективность теплопередачи, а значит и эффективность энергетической установки.
Известна система подачи криогенного топлива (патент RU №2667845, заявл. 30.08.2017, опубл. 24.09.2018. Бюл. №27. - 11 с.), содержащая криогенную емкость, соединенную последовательно через расходный клапан, топливный насос и первый регулятор расхода с входом первого теплообменника парогенератора, состоящего из входного коллектора, соединенного через параллельные каналы с выходным коллектором, выход которого соединен через отсечной клапан с форсунками камеры сгорания, при этом подвод внешней теплоты к каналам первого теплообменника парогенератора осуществлен от горячих выхлопных газов энергетической установки, а также выход топливного насоса через второй регулятор расхода соединен с холодным входом второго теплообменника парогенератора, холодный выход которого соединен с первым входом смесителя, при этом выход криогенного топлива из первого теплообменника парогенератора соединен с горячим входом второго теплообменника парогенератора, горячий выход которого соединен со вторым входом смесителя, а его выход соединен с входом в отсечной клапан и тем, что первый и второй регуляторы расхода криогенного топлива соединены с блоком управления энергетической установки, при этом на минимальном режиме работы энергетической установки первый регулятор расхода криогенного топлива открыт не более чем на 70%, а второй регулятор расхода криогенного топлива открыт более чем на 30%, а также на максимальном режиме работы энергетической установки первый регулятор расхода криогенного топлива открыт более чем на 90%, а второй регулятор расхода криогенного топлива открыт не более чем на 10%, при этом на промежуточных между минимальным и максимальным режимами работы энергетической установки первый регулятор расхода криогенного топлива открыт в соответствии с режимом в диапазоне от 60 до 100%, а второй регулятор расхода криогенного топлива открыт соответственно в диапазоне от 40 до 0%, со стороны входа криогенного топлива на наружной поверхности канала первого теплообменника установлен датчик температуры, соединенный с блоком управления энергетической установки, при этом первым и вторым регуляторами расхода криогенного топлива управляют в зависимости от температуры стенки со стороны входа криогенного топлива на наружной поверхности канала первого теплообменника парогенератора, при этом если температура ниже 273,15 К, то первый регулятор расхода прикрывают, а второй регулятор расхода открывают до тех пор, пока температура не превысит вышеназванное значение.
Недостаток системы заключается в применении дополнительного теплообменника, а это повышает внешние тепловые потери в нем и увеличивает габаритно-массовые характеристики, как первого теплообменника парогенератора, так и системы в целом.
Задачи изобретения: повышение эффективности работы энергетической установки за счет улучшения теплопередачи в теплообменном аппарате для криогенного продукта путем уменьшения зоны внешнего обледенения каналов теплообменного аппарата, повышение надежности работы газовой турбины энергетической установки за счет снижения температуры газов в камере сгорания путем отбора теплоты к поступающей холодной газовой фазе криогенного продукта, а также снижение гидравлического сопротивления теплообменного аппарата, как с внутренней полости, так и со стороны горячих выхлопных газов путем уменьшения объема льда, намерзающего на внешней поверхности каналов теплообменного аппарата.
Поставленные задачи в способе работы системы подачи криогенного продукта заключающегося в насосной подаче его жидкой фазы, с последующим разделением ее на две части и регулированием расхода каждой части, подогреве первой части криогенного продукта до газообразного состояния в теплообменном аппарате, ее смешением со второй частью и подачей полученной смеси криогенного продукта в энергетическое устройство решают тем, что через теплообменный аппарат пропускают первую часть расхода криогенного продукта Gтa=Gсм⋅[Ср_см⋅(Тфп+ΔT)-iж]/[iг-iж], где Gсм - расход криогенного продукта на выходе из смесителя, Ср_см - изобарная теплоемкость криогенного продукта на выходе из смесителя, Тфп - температура фазового перехода криогенного продукта от жидкости к газу при давлении в смесителе, ΔT - превышение температуры газовой смеси криогенного продукта на выходе смесителя над температурой фазового перехода, iж - энтальпия первой части жидкой фазы криогенного продукта на входе в теплообменный аппарат и второй части жидкой фазы криогенного продукта, которую подают на второй вход в смеситель, iг - энтальпия газообразной фазы криогенного продукта на выходе теплообменного аппарата, при которой ее подают на первый вход в смеситель, при этом iгр_см⋅(Tфп+ΔT)>iж и Gсм=Gтa+Gж, где Gж - расход второй части жидкой фазы криогенного продукта, которую подают на второй вход в смеситель, а также тем, что при давлении криогенного продукта в смесителе ниже критического значения Ркр, температура Тфп фазового перехода от жидкости к газу криогенного продукта принимают равной температуре Тнас на линии насыщения криогенного продукта при соответствующем давлении в смесителе и тем, что превышение температуры смеси криогенного продукта над температурой фазового перехода после смешения газовой и жидкой фаз на выходе из смесителя задают ΔT=60°…170° для криогенного метана и ΔT=150°…260° для криогенного водорода.
В известных технических решениях признаков сходных с признаками, отличающими заявляемое решение от прототипа, не обнаружено, следовательно, это решение обладает существенными отличиями. Приведенная совокупность признаков в сравнении с известным уровнем техники позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения условию «новизна». В то же время, заявляемое техническое решение применимо в промышленности, в частности в энергетическом машиностроении и криогенных системах и может быть использовано в системах подачи криогенного топлива в наземную или транспортную энергетическую установку, поэтому оно соответствует условию «промышленная применимость».
Изобретение поясняется следующими схемами.
На фиг. 1 представлена схема системы подачи криогенного продукта в энергетическую установку для осуществления предлагаемого способа.
На фиг. 2 представлена схема газификации криогенного продукта в теплообменном аппарате и смесителе в координатах T-S (температура - энтропия).
Система для осуществления способа (фиг. 1) содержит криогенную емкость 1 соединенную с входом криогенного насоса 2, выход которого соединен последовательно через первый регулятор расхода 3, теплообменный аппарат 4, с первым входом смесителя 5, выход которого соединен с форсункой 7 в энергетическом устройстве 8, а также через второй регулятор расхода 6, вход которого соединен с выходом насоса 2, а выход со вторым входом смесителя 5. Расход Gта первой части криогенного продукта через регулятор 3 и теплообменный аппарат 4, расход Gж второй части через регулятор расхода 6 и расход Gсм на выходе смесителя 5 с учетом количества тепловой энергии связаны выражением:
Gта⋅iг=Gсм⋅Ср_см⋅(Тфп+ΔТ)-Gж⋅iж,
где Gта - расход первой части криогенного продукта через теплообменный аппарат 4, iг - энтальпия газообразной фазы криогенного продукта на выходе из теплообменного аппарата 4, которую подают на первый вход в смеситель 5, Gсм - расход смеси криогенного продукта на выходе смесителя 5, Ср_см - изобарная теплоемкость смеси криогенного продукта на выходе из смесителя 5, Тфп - температура фазового перехода криогенного продукта от жидкости к газу при соответствующем давлении в смесителе 5, ΔT - превышение температуры криогенного продукта выше температуры фазового перехода, после смешения газовой и жидкой фаз, на выходе из смесителя 5, Gж - расход второй части жидкой фазы криогенного продукта через регулятор 6, которую подают на второй вход в смеситель 5, iж -энтальпия первой части жидкой фазы криогенного продукта на входе в теплообменный аппарат 4 и второй части жидкой фазы криогенного продукта, которую подают на второй вход в смеситель 5. При этом суммарный расход Gсм криогенного продукта в энергетическую установку 8 равен сумме расходов первой части криогенного продукта Gта через регулятор 3 соединенного с входом теплообменного аппарата 4 и второй части жидкой фазы Gж криогенного продукта через регулятор 6: Gсм=Gтa+Gж. Расход Gтa первой части криогенного продукта через теплообменный аппарат 4 зависит от режима работы энергетической установки, т.е. суммарного расхода Gсм криогенного продукта и степени его подогрева в теплообменном аппарате 4: Gтa=Gсм⋅[Ср_см⋅(Тфп+ΔT)-iж]/[iг-iж]. При этом (iгр_см⋅(Тфп+ΔT)>iж) энтальпия iг газа на выходе теплообменного аппарата 4 и на первом входе в смеситель 5 больше энтальпии Ср_см⋅(Tфп+ΔT) смеси криогенного продукта на выходе из смесителя 5, которая, в свою очередь, выше энтальпии iж второй части жидкой фазы криогенного продукта на втором входе в смеситель 5 и первой части жидкой фазы криогенного продукта на входе в теплообменный аппарат 4.
На фиг. 2 изображена в координатах температура - энтропия схема газификации криогенного продукта по предлагаемому способу. На схеме фиг. 2 кривая 22 показывает линию фазового перехода криогенного продукта из жидкости в газ при рабочих давлениях выше критической точки Ркр, а при давлениях ниже критической точки Ркр линия полного фазового перехода из жидкости в газ совпадает с линией насыщения 9. Линия 10 показывает изменение температуры криогенного продукта при давлениях выше критической точки Ркр, а линия 11 при давлениях ниже критической точки. Линии 10 и 11 близки к изобарам, но учитывают потери давления из-за гидравлических сопротивлений элементов системы подачи криогенного продукта. Точка 12 на линии 10 показывает температуру и энтальпию первой части жидкой фазы криогенного продукта на входе в теплообменный аппарат 4 и второй части жидкой фазы криогенного продукта на втором входе в смеситель 5 при давлении выше критической точки Ркр. Точка 13 показывает температуру газовой фазы криогенного продукта на выходе из теплообменного аппарата 4 и на первом входе в смеситель 5. Точка 14 показывает температуру смеси криогенного продукта на выходе смесителя 5 при ΔТ=170° для криогенного метана и ΔT=260° для криогенного водорода. Точка 15 показывает температуру смеси криогенного продукта на выходе смесителя 5 при 60°>ΔТ>170° для криогенного метана и 150°>ΔT>260° для криогенного водорода. Точка 16 показывает температуру смеси криогенного продукта на выходе смесителя 5 при ΔТ=60° для криогенного метана и ΔТ=150° для криогенного водорода. Точка 17 на линии 11 показывает температуру и энтальпию первой части жидкой фазы криогенного продукта на входе в теплообменный аппарат 4 и второй части жидкой фазы криогенного продукта на втором входе в смеситель 5 при давлении ниже критической точки Ркр. Точка 18 показывает температуру газовой фазы криогенного продукта на выходе из теплообменного аппарата 4 и на первом входе в смеситель 5 при давлении ниже критической точки Ркр. Точка 19 показывает температуру смеси криогенного продукта на выходе смесителя 5 при ΔT=170° для криогенного метана и ΔТ=260° для криогенного водорода при давлении ниже критической точки Ркр. Точка 20 показывает температуру смеси криогенного продукта на выходе смесителя 5 при 60°>ΔT>170° для криогенного метана и 150°>ΔТ>260° для криогенного водорода при давлении ниже критической точки Ркр. Точка 21 показывает температуру смеси криогенного продукта на выходе смесителя 5 при ΔТ=60° для криогенного метана и ΔТ=150° для криогенного водорода при давлении ниже критической точки Ркр.
Способ по п. 1 формулы (фиг. 1 и фиг. 2) осуществляют следующим образом. Из криогенной емкости 1 с помощью насоса 2 (фиг. 1) осуществляют подачу первой части жидкой фазы криогенного продукта с температурой в точке 12 (фиг. 2) через первый регулятор расхода 3 (фиг. 1) и подогреве этой первой части криогенного продукта до газообразного состояния до точки 13 (фиг. 2) в теплообменном аппарате 4 (фиг. 1), с выхода которого газовую фазу криогенного продукта подают на первый вход смесителя 5 для последующего смешения со второй частью жидкой фазы криогенного продукта с температурой в точке 12 (фиг. 2), которую подают от выхода насоса 2 через второй регулятор расхода 6 на второй вход смесителя 5 (фиг. 1), с выхода которого газовая смесь криогенного продукта с температурой в точке 15 (фиг. 2) поступает в форсунку 7 в энергетическом устройстве 8 (фиг. 1), при этом через теплообменный аппарат 4 (фиг. 1) пропускают первую часть расхода криогенного продукта: Gтa=Gсм⋅[Ср_см⋅(Тфп+ΔТ)-iж]/[iг-iж], где Gсм - расход смеси криогенного продукта на выходе смесителя 5 (фиг. 1), Ср_см - изобарная теплоемкость смеси криогенного продукта на выходе из смесителя 5, Тфп - температура (фиг. 2) фазового перехода криогенного продукта от жидкости к газу при давлении в смесителе 5 (фиг. 1), ΔТ - превышение температуры в точке 15 (фиг. 2) смеси криогенного продукта над температурой Тфп фазового перехода после смешения газовой и жидкой фаз на выходе из смесителя 5 (фиг. 1), iж - энтальпия в точке 12 (фиг. 2) первой части жидкой фазы криогенного продукта на входе в теплообменный аппарат 4 и второй части жидкой фазы криогенного продукта, которую подают на второй вход в смеситель 5, iг - энтальпия в точке 13 (фиг. 2) газообразной фазы криогенного продукта на выходе теплообменного аппарата 4, и при которой ее подают на первый вход в смеситель 5 (фиг. 1), при этом iгр_см⋅(Tфп+ΔT)>iж и Gсм=Gта+Gж, где Gж - расход второй части жидкой фазы криогенного продукта, которую подают на второй вход в смеситель 5.
Способ по п. 2 формулы (фиг. 1 и фиг. 2) при давлении криогенного продукта в смесителе 5 ниже критического значения Ркр (фиг. 2) осуществляют следующим образом. Из криогенной емкости 1 с помощью насоса 2 (фиг. 1) осуществляют подачу первой части жидкой фазы криогенного продукта с температурой в точке 17 (фиг. 2) через первый регулятор расхода 3 (фиг. 1) и подогреве до точки 18 (фиг. 2) этой первой части криогенного продукта до газообразного состояния в теплообменном аппарате 4, с выхода которого газовую фазу криогенного продукта подают на первый вход смесителя 5 (фиг. 1) с температурой в точке 18 (фиг. 2) для последующего смешения со второй частью жидкой фазы криогенного продукта при температуре в точке 17 (фиг. 2), которую подают от выхода насоса 2 через второй регулятор расхода 6 на второй вход смесителя 5 (фиг. 1), с выхода которого газовая смесь криогенного продукта с температурой в точке 20 (фиг. 2) поступает в форсунку 7 (фиг. 1) в энергетическом устройстве 8, при этом через теплообменный аппарат 4 (фиг. 1) пропускают первую часть расхода криогенного продукта:
Gта=Gсм⋅[Ср_см⋅(Тфп+ΔT)-iж]/[iг-iж], где Gсм - расход смеси криогенного продукта на выходе смесителя 5 (фиг. 1), Ср_см - изобарная теплоемкость смеси криогенного продукта на выходе из смесителя 5, Тфп - температура (фиг. 2) фазового перехода криогенного продукта от жидкости к газу при давлении в смесителе 5 (фиг. 1) принимают равной температуре Тнас (фиг. 2) на линии насыщения криогенного продукта при соответствующем давлении в смесителе 5 (фиг. 1), ΔТ - превышение температуры в точке 20 (фиг. 2) смеси криогенного продукта над температурой Тфп (фиг. 2) фазового перехода после смешения газовой и жидкой фаз на выходе из смесителя 5 (фиг. 1), iж - энтальпия в точке 17 (фиг. 2) первой части жидкой фазы криогенного продукта на входе в теплообменный аппарат 4 и второй части жидкой фазы криогенного продукта, который подают на второй вход в смеситель 5 (фиг. 1), iг -энтальпия в точке 18 (фиг. 2) газообразной фазы криогенного продукта на выходе теплообменного аппарата 4, при которой ее подают на первый вход в смеситель 5 (фиг. 1), при этом iгр_см⋅(Тфп+ΔT)>iж и Gсм=Gта+Gж, где Gж - расход второй части жидкой фазы криогенного продукта, которую подают на второй вход в смеситель 5.
Способ по п. 3 формулы (фиг. 1, фиг. 2) осуществляют следующим образом. При изменении режима работы энергетического устройства 8 (фиг. 1) ограничивают диапазон ΔT превышения температуры криогенного продукта над температурой Tфп (фиг. 2) фазового перехода после смешения газовой и жидкой фаз на выходе из смесителя 5 (фиг. 1), на фиг. 2 точка 16 соответствует превышению ΔT=60° для криогенного метана и ΔТ=150° для криогенного водорода, а точка 14 превышению ΔТ=170° криогенного метана и ΔТ=260° для криогенного водорода. Для давлений в смесителе 5 (фиг. 1) ниже критического значения Ркр (фиг. 2) температура фазового перехода Тфпнас (фиг. 2) равна температуре на линии насыщения 9 (фиг. 2) при соответствующем давлении в смесителе 5 (фиг. 1), при этом точка 21 (фиг. 2) соответствует превышению ΔТ=60° для криогенного метана и ΔТ=150° для криогенного водорода, а точка 19 (фиг. 2) превышению ΔТ=170° для криогенного метана и ΔТ=260° для криогенного водорода. Малые величины ΔТ<60° для криогенного метана и ΔТ<150° для криогенного водорода приводят к появлению двухфазной среды на выходе из смесителя 5 (фиг. 1) и наружному обледенению форсунок 7 энергетического устройства 8, что ухудшает точность дозирования криогенного продукта через форсунки 7 (фиг. 1) при подаче в энергетическую устройство 8 (фиг. 1), а также приводит к его неустойчивой работе. Для ΔТ>60° для криогенного метана и ΔТ>150° для криогенного водорода форсунки 7 (фиг. 1) не получают наружного обледенения из-за высокой температуры (250…400°С) обтекающего их воздуха из-за компрессора и его расхода, который больше расхода Gсм криогенного продукта в соответствии со стехиометрическим числом. Большие величины ΔТ>170° для криогенного метана и ΔТ>260° для криогенного водорода приводят к увеличению габаритов теплообменного аппарата 4 (фиг. 1), а значит и к гидравлическим потерям в нем, как при подаче криогенного продукта Gта, так и внешнего горячего теплоносителя (горячие газы на выходе из турбины энергетической установки) из-за увеличения площади теплопередающей поверхности теплообменного аппарата 4 (фиг. 1) и увеличения наружного обледенения.
За счет газификации части расхода криогенного продукта в теплообменном аппарате и последующем смешении этой части со второй жидкой частью криогенного продукта в смесителе, уменьшено обмерзание наружной поверхности теплообменного аппарата на всех режимах работы энергетической установки. За счет снижения наружного обмерзания каналов теплообменного аппарата, в нем повышена эффективность теплопередачи. За счет снижения габаритов теплообменного аппарата уменьшены гидравлические потери в газодинамическом тракте энергетической установки, что, в свою очередь, повышает ее коэффициент полезного действия. За счет снижения температуры газовой фазы криогенного продукта на входе в камеру сгорания снижена температура выхлопных газов на ее выходе, что, в свою очередь, повысило надежность работы газовой турбины энергетической установки.
Таким образом, изобретением усовершенствована схема системы подачи криогенного продукта в энергетическую установку, в которой изменены и оптимизированы характеристики теплообменного аппарата, а также выполнено распределение потоков криогенного продукта, часть из которого газифицируется в теплообменном аппарате и смешивается со второй жидкой частью криогенного продукта для снижения обмерзания наружной поверхности теплообменного аппарата, который подогревается выхлопными газами от энергетической установки.

Claims (4)

1. Способ работы системы подачи криогенного продукта, заключающийся в насосной подаче его жидкой фазы с последующим разделением ее на две части и регулированием расхода каждой части, подогреве первой части криогенного продукта до газообразного состояния в теплообменном аппарате, ее смешением со второй частью и подачей полученной смеси криогенного продукта в энергетическое устройство, отличающийся тем, что через теплообменный аппарат пропускают первую часть расхода криогенного продукта:
Gта=Gсм⋅[Ср_см⋅(Тфп+ ΔТ)-iж]/[iг-iж], где Gсм - расход криогенного продукта на выходе смесителя, Ср_см - изобарная теплоемкость криогенного продукта на выходе из смесителя, Тфп - температура фазового перехода криогенного продукта от жидкости к газу при давлении в смесителе, ΔТ - превышение температуры газовой смеси криогенного продукта на выходе смесителя над температурой фазового перехода, iж - энтальпия первой части жидкой фазы криогенного продукта на входе в теплообменный аппарат и второй части жидкой фазы криогенного продукта, которую подают на второй вход в смеситель, iг - энтальпия газообразной фазы криогенного продукта на выходе теплообменного аппарата, при которой ее подают на первый вход в смеситель, при этом iгр_см⋅(Тфп+ΔТ)>iж и Gсм=Gтa+Gж, где Gж - расход второй части жидкой фазы криогенного продукта, которую подают на второй вход в смеситель.
2. Способ по п. 1 при давлении криогенного продукта в смесителе ниже критического значения Ркр, отличающийся тем, что температуру Тфп фазового перехода от жидкости к газу криогенного продукта принимают равной температуре Тнас на линии насыщения криогенного продукта при соответствующем давлении в смесителе.
3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что превышение температуры смеси криогенного продукта над температурой фазового перехода после смешения газовой и жидкой фаз на выходе из смесителя задают ΔT=60-170° для криогенного метана и ΔT=150-260° для криогенного водорода.
RU2018141151A 2018-11-22 2018-11-22 Способ работы системы подачи криогенного продукта RU2705347C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018141151A RU2705347C1 (ru) 2018-11-22 2018-11-22 Способ работы системы подачи криогенного продукта

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018141151A RU2705347C1 (ru) 2018-11-22 2018-11-22 Способ работы системы подачи криогенного продукта

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2705347C1 true RU2705347C1 (ru) 2019-11-06

Family

ID=68501022

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018141151A RU2705347C1 (ru) 2018-11-22 2018-11-22 Способ работы системы подачи криогенного продукта

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2705347C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2772515C1 (ru) * 2021-10-04 2022-05-23 Владимир Александрович Шишков Способ пуска газотурбинного двигателя на криогенном топливе

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU453530A1 (ru) * 1973-02-12 1974-12-15 Газификационная установка
US6536208B1 (en) * 1999-01-29 2003-03-25 Astrium Gmbh Device for supplying fuel for a rocket propulsion unit and heat exchanger to be used in said device
EP1306604A2 (en) * 2001-10-29 2003-05-02 Chart Inc. Cryogenic fluid delivery system
RU2289752C2 (ru) * 2004-06-24 2006-12-20 Закрытое акционерное общество Научно-производственное объединение "РЕМГАЗКОМПЛЕКТПОСТАВКА" (ЗАО НПО "РЕМГАЗКОМПЛЕКТПОСТАВКА") Газификационная установка
RU2667845C1 (ru) * 2017-08-30 2018-09-24 Владимир Александрович Шишков Система подачи криогенного топлива

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU453530A1 (ru) * 1973-02-12 1974-12-15 Газификационная установка
US6536208B1 (en) * 1999-01-29 2003-03-25 Astrium Gmbh Device for supplying fuel for a rocket propulsion unit and heat exchanger to be used in said device
EP1306604A2 (en) * 2001-10-29 2003-05-02 Chart Inc. Cryogenic fluid delivery system
RU2289752C2 (ru) * 2004-06-24 2006-12-20 Закрытое акционерное общество Научно-производственное объединение "РЕМГАЗКОМПЛЕКТПОСТАВКА" (ЗАО НПО "РЕМГАЗКОМПЛЕКТПОСТАВКА") Газификационная установка
RU2667845C1 (ru) * 2017-08-30 2018-09-24 Владимир Александрович Шишков Система подачи криогенного топлива

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2772515C1 (ru) * 2021-10-04 2022-05-23 Владимир Александрович Шишков Способ пуска газотурбинного двигателя на криогенном топливе
RU2793269C1 (ru) * 2022-07-13 2023-03-30 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ" (КНИТУ-КАИ) Регазификатор-подогреватель газа

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3516254A (en) Closed-loop rocket propellant cycle
US5131231A (en) Method for operating a closed Brayton engine and engine adapted for use with method
US4062184A (en) Cryogenic fuel evaporation in compressor of gas turbine
US3552134A (en) Process and apparatus for vaporizing liquefied natural gas
US5806316A (en) Apparatus and method for producing working fluid for a power plant
RU2667845C1 (ru) Система подачи криогенного топлива
US20180119613A1 (en) Hybrid combustion turbine power generation system
Zhou et al. Analysis of dynamic characteristics and sensitivity of hydrogen-oxygen expansion cycle rocket engine system
WO2024028016A1 (en) Hydrogen fuel delivery system
US3726101A (en) Method of continuously vaporizing and superheating liquefied cryogenic fluid
RU2746082C1 (ru) Система регулирования газотурбинного двигателя
CN104948302A (zh) 以lng为燃料的航空发动机燃料供应系统及工作方式
JP4225556B2 (ja) 複合サイクルエンジンの再生冷却システム
RU2233990C2 (ru) Кислородно-керосиновый жидкостный ракетный двигатель с тепловым модулем, тепловой модуль и способ получения бессажевого газа в тепловом модуле
RU2705347C1 (ru) Способ работы системы подачи криогенного продукта
US3561217A (en) Liquid air engine cycle with reliquefaction
RU2702454C1 (ru) Топливная система газотурбинного двигателя
Guo et al. Performance study of a supercritical CO 2 Brayton cycle coupled with a compressed CO 2 energy storage system for waste heat recovery of ship gas turbines under variable load conditions
CN213542063U (zh) 一种船舶lng气化器循环水加热装置
RU2147073C1 (ru) Система подачи рабочего тела ядерного ракетного двигателя
RU2038504C1 (ru) Комбинированный газотурбинный двигатель
US20190292986A1 (en) Gas turbine system
AU2019200174A1 (en) A system and a method for power generation
WO2010012645A1 (en) A system for supplying an internal combustion engine
RU2024777C1 (ru) Жидкостный ракетный двигатель на криогенных компонентах