[go: up one dir, main page]

WO2019147213A1 - Turbine installation - Google Patents

Turbine installation Download PDF

Info

Publication number
WO2019147213A1
WO2019147213A1 PCT/UA2018/000120 UA2018000120W WO2019147213A1 WO 2019147213 A1 WO2019147213 A1 WO 2019147213A1 UA 2018000120 W UA2018000120 W UA 2018000120W WO 2019147213 A1 WO2019147213 A1 WO 2019147213A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
turbine
fuel
detonation
working
injector
Prior art date
Application number
PCT/UA2018/000120
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Inventor
Андрей Павлович ЛИТВИНЕНКО
Original Assignee
Андрей Павлович ЛИТВИНЕНКО
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 Андрей Павлович ЛИТВИНЕНКО filed Critical Андрей Павлович ЛИТВИНЕНКО
Publication of WO2019147213A1 publication Critical patent/WO2019147213A1/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C5/00Gas-turbine plants characterised by the working fluid being generated by intermittent combustion
    • F02C5/02Gas-turbine plants characterised by the working fluid being generated by intermittent combustion characterised by the arrangement of the combustion chamber in the chamber in the plant

Definitions

  • the invention relates to the energy industry, and more specifically, to turbine installations that convert the kinetic energy of the working fluid into mechanical energy, and can be used as part of power plants, combined heat and power plants, standby power storage facilities, sensitive facilities, portable power plants for private use, etc.
  • the proposed solution is based on the task of creating a highly economical mobile turbine installation, expanding the operational capabilities of the installation, and reducing the operation of the installation from external 10 energy sources by creating design possibilities for using the energy of the explosion of the fuel substance.
  • the driving system of the turbine 15 contains a fuel detonation mechanism connected to the mechanism driving system detonation, and a sealed enclosure, made in the form of a closed system of pipes filled with working fluid, in at least one - - - working area of the enclosure at the beginning of the area a detonation mechanism is installed fuel, and at the end of the region installed turbine connected. with the corresponding 20 electric generator.
  • the turbine in the working area can be removed from the detonation mechanism of the fuel by at least 0.5 meters.
  • a tubular guide casing of the fuel detonation mechanism is installed, the end 25 of the guide casing directed toward the turbine, made open, the opposite end of the guide casing is closed, and the detonation mechanism consists of a fuel injector, air injector and ignition element located inside the guide housing from the side of its closed end.
  • the detonation mechanism actuation system is made in the form of a fuel supply system to the fuel injection unit, an air supply system to the air injection unit, an ignition element ignition system, and an electronic control unit for the operation of these systems.
  • the working fluid can be used gas or gas mixture, or 35 liquid, or steam. Explosives can be used as fuel.
  • substances that form explosive mixtures can be used.
  • the energy of the explosion of the fuel substance drives the working fluid in front of the turbine; the working fluid, bounded by a hermetic housing, performs mechanical work with the rotation of the turbine blades and, through the working shaft, drives an electric generator.
  • Figure 1 shows the structure of the working area of the turbine installation.
  • a turbine unit may have one, two or more workspaces.
  • Figure 2 presents the proposed turbine with a housing that contains one workspace.
  • FIG. 3 shows the proposed turbine installation with a housing that contains two working areas.
  • FIG. 4 shows the detonation mechanism actuation system, as well as its connection with the fuel detonation mechanism.
  • the proposed turbine installation consists of a turbine 1 and a system for driving a turbine.
  • the drive system of the turbine 1 contains a detonation fuel mechanism 2 connected to the drive system 3 of the detonation mechanism 2, and a hermetic case 4.
  • a hermetic case 4 made in the form of a closed system of pipes filled with working fluid 5.
  • sealed housing 4 may contain one or more working areas 6 (see Fig. 2).
  • FIG. 3 shows the proposed turbine installation, in which two working areas 6 are placed in the hermetic case 4.
  • the housing 4 is equipped with a valve 7 for inlet and outlet of the working fluid 5.
  • the working fluid can be used gas, or gas mixture, or liquid, or steam.
  • a fuel detonation mechanism 2 is installed, and at the end of the working area 6 a turbine 1 is installed, connected to the corresponding electric generator 8 via the working shaft 9.
  • the turbine 1 in each working area 6 is at least 0 from the detonation mechanism 2 5 meters. It was established experimentally that the best conditions for the operation of the proposed design are established if the minimum distance between the detonation mechanism and the turbine is 0.5 meters. Removal of the turbine from the detonation mechanism of the fuel leads to an increase in the volume of the working fluid in front of the turbine.
  • each working area 6 is installed a tubular guide casing 10 of the fuel knock mechanism 2, with the end 11 of the guide casing 10 directed toward the turbine, made open, and the other end 12 of the guide casing. 10 is closed (see FIG. 4).
  • the detonation mechanism 2 consists of a fuel injector 13, an air injector 14 and an ignition element 15, which are located inside the guide housing 10 with. side of its closed end 12.
  • the actuation system 3 of the detonation mechanism 2 is made in the form of a fuel supply system 16 to the fuel injection unit 13, an air supply system 17 to the air injection component 14, an ignition system 18 of the ignition element 15 and an electronic control unit 19 for the operation of the systems.
  • the ignition system 18 is represented by an electronic (microprocessor) ignition system.
  • the fuel injector 13 and the air injector 14 can be made in the form of electric nozzles, and the ignition element 15 - in the form of a spark plug.
  • the fuel supply system 16 can be made in the form of a fuel tank 20 with a high-pressure fuel pump 21 connected via fuel lines 22 to a fuel injector 13.
  • the air supply system 17 is made in the form of a compressor, which is connected via air ducts 23 to an air injector 14.
  • the ignition system 18 can be made in the form of a battery 24 and the ignition coil 25, which are interconnected and connected to the ignition element 15 by means of electrical wires 26.
  • the fuel supply system can also be made in the form of an aerosol generator (with a fuel tank), which is connected through fuel lines to a fuel injector.
  • An aerosol generator is designed to turn explosives, or substances that form explosive mixtures from a solid and liquid state into a gaseous state, and deliver the aerosol / sol under pressure through fuel lines to a fuel injector. If an aerosol generator is used, the air supply systems and the air injector may be missing.
  • gaseous fuel instead of the fuel tank, the installation will have gas cylinders, and instead of an aerosol generator - a gas mixture mixer.
  • the electronic control unit 19 is connected by a pair of electric wires 26 to the fuel pump 21, the fuel injector 13, the air injector 14, the ignition coil 25. 27 is the fuel detonation zone, which is located inside the detonation mechanism.
  • the electronic control unit 19, the fuel pump 21 is powered by the battery 24, and the compressor, the battery is powered by the electrical network.
  • the compressor is connected to the mains using a pressure switch for the compressor, the battery is using a battery charging relay.
  • the principle of the proposed turbine installation is as follows. Through the valve 7, the hermetic body 4 is filled with the working fluid 5: air, or another gas or gas mixture, or liquid is supplied.
  • Fuel tank 20 stores fuel. As a fuel. Explosives (for example, ammonium nitrate-based explosives: ammonites, ammonones, aquanites, aquanols, and nitroglycerin) or explosive mixtures (for example naphthalene, sulfur, ebonite, anthracite, rosin with air; nitrate mixtures (mainly potassium), sulfur and carbon; mixtures of liquid oxygen with combustible substances; mixtures of concentrated nitric acid, nitrogen nitrate oxides or other liquid oxidizers with combustible substances).
  • Explosives for example, ammonium nitrate-based explosives: ammonites, ammonones, aquanites, aquanols, and nitroglycerin
  • explosive mixtures for example naphthalene
  • Explosive mixtures with non-explosive substances can be used, which mainly include combustible substances (fine particles (dust) of coal, flour, wood, etc.) and compounds containing significant amounts of oxygen (oxidizers). Due to the fact that explosives or explosive mixtures are used for the needs of power plants, smaller amounts of fuel are needed, which can be supplied by rail and / or by road. Since any explosive substances and explosive mixtures can be used for the operation of the proposed turbine plant, the possibilities and alternatives are being increased regarding sources of fuel attraction to the energy system of a country or region.
  • Using the electronic unit 19 provides a controlled supply of fuel through the fuel supply system 16, the air supply through the air supply system 17, as well as the accumulation and distribution of electricity through the ignition system 18.
  • Fuel is supplied from the fuel tank 20 through the fuel pump 21 fuel lines 22 to the fuel injector 13 through which fuel is injected into the detonation zone 27, which is placed in the guide housing 10.
  • air is supplied from the air supply system 17 through the air ducts 23, pryskivatel air 14 into the detonation zone 27.
  • the battery 24 with electric wires 26 an electric current is supplied to the ignition coil 25, and then supplied to the electric discharge at the ignition element 15..

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Abstract

A turbine installation consists of a turbine (1) linked via a working shaft (9) to an electric generator (8), and a system for actuating the turbine (1). The system for actuating the turbine comprises a fuel-detonation mechanism (2) connected to a system (3) for actuating the detonation mechanism, and a hermetically sealed housing (4) which is in the form of a closed system of pipes and is filled with a working medium (5). The fuel-detonation mechanism (2) is installed at least at the beginning of one working area (6) of the housing (4), while the turbine (1), linked to the corresponding electric generator (8), is installed at the end of the working area. During operation of the turbine installation, the explosive energy actuates the working medium (5), which in turn performs the mechanical work.

Description

Описание изобретения  Description of the invention
Турбинная установка Turbine installation
Изобретение относится к отрасли энергетики, а более конкретно, к турбинным установкам, которые превращают кинетическую энергию рабочего тела в механическую энергию, и может быть использовано в составе электростанций, теплоэлектроцентралей, резервных электростанций хранилищ, режимных объектов, портативных электростанций частного назначения и т.п. The invention relates to the energy industry, and more specifically, to turbine installations that convert the kinetic energy of the working fluid into mechanical energy, and can be used as part of power plants, combined heat and power plants, standby power storage facilities, sensitive facilities, portable power plants for private use, etc.
Известная газотурбинная установка (например, патент РФ на изобретение N°2531110, опубл. 20.10.2014р.), которая содержит компрессор, выполненный с возможностью приема и сжатия рабочей среды, камеру сгорания, турбину. Камера сгорания выполнена с возможностью приема сжатой рабочей среды с компрессора и с возможностью сжигания смеси сжатой рабочей среды и топлива с образованием выхлопного газа.  Known gas turbine installation (for example, the patent of the Russian Federation for the invention N ° 2531110, publ. 10/20/2014), which contains a compressor designed to receive and compress the working medium, the combustion chamber, the turbine. The combustion chamber is made with the possibility of receiving compressed working medium from the compressor and with the possibility of burning a mixture of compressed working medium and fuel to form exhaust gas.
К недостаткам установок такого типа относятся:  The disadvantages of installations of this type include:
.- большая себестоимость изготовления, связанная с необходимостью -использования дорогостоящих материалов, специальных технологий и оборудования;  .- high manufacturing cost associated with the need to use expensive materials, special technologies and equipment;
- большие затраты на транспортировку и монтаж;  - high costs of transportation and installation;
- большие затраты на строительство вспомогательной инфраструктуры (например, затраты на строительство газопроводов, промышленных помещений);  - high costs of building auxiliary infrastructure (for example, the costs of building gas pipelines, industrial premises)
- существенное уменьшение коэффициента полезного действия при работе установки на неполную мощность;  - a significant decrease in efficiency when the unit is operating at incomplete power;
- низкая экономичность вследствие потребления больших объемов топлива: чем больше объемы топлива, тем больше затраты на транспортировку энергоресурсов.  - low efficiency due to the consumption of large amounts of fuel: the greater the volume of fuel, the greater the cost of transporting energy.
Наиболее близким к предложенному решению является турбинная установка The closest to the proposed solution is the turbine installation
(патент РФ на изобретение N°2305789, опубл. 10.09.2007 г.), которая состоит из турбины, соединенной через рабочий вал с электрогенератором, и системы приведения в движение турбины. При этом турбина установлена на выходе установки, а система приведения в рабочее движение турбины включает компрессор низкого давления на входе, промежуточный между компрессорами корпус с распределителем потоков, каналы внешних и внутренних контуров. Внутренний контур содержит компрессор высокого давления со смесителем на выходе. Вход канала внешнего контура соединен с выходом компрессора низкого давления, а выход - с внешней стороной смесителя. В качестве рабочего тела используется газ или газовая смесь. К недостаткам установок такого типа относятся: (RF patent for the invention N ° 2305789, publ. September 10, 2007), which consists of a turbine connected through a working shaft with an electric generator, and a system for driving a turbine. In this case, the turbine is installed at the outlet of the installation, and the turbine driving system includes a low-pressure compressor at the inlet, an intermediate case between the compressors with a flow distributor, and channels for external and internal circuits. The internal circuit contains a high pressure compressor with a mixer at the outlet. The input channel of the external circuit is connected to the output of the low-pressure compressor, and the output is connected to the outside of the mixer. As the working fluid is used gas or gas mixture. The disadvantages of installations of this type include:
- низкая экономичность вследствие потребления больших объемов топлива; - low efficiency due to the consumption of large amounts of fuel;
- не портативность установки; - non-portability of the installation;
- рост себестоимости генерации электроэнергии благодаря данному способу в 5 связи с сокращением запасов полезных ископаемых, которые являются ресурсом для энергетики и ростом стоимости энергоносителей.  - increase in the cost of electricity generation due to this method in 5 due to the reduction of mineral reserves, which are a resource for energy and the rising cost of energy.
В основу предлагаемого решения поставлена задача создать высокоэкономичную мобильную турбинную установку, расширить эксплуатационные возможности установки, уменьшить зависимость работы установки от внешних 10 энергоносителей за счет создания конструктивных возможностей для использования энергии взрыва топливного вещества.  The proposed solution is based on the task of creating a highly economical mobile turbine installation, expanding the operational capabilities of the installation, and reducing the operation of the installation from external 10 energy sources by creating design possibilities for using the energy of the explosion of the fuel substance.
Поставленная задача решается тем, что в турбинной установке, состоящей из турбины, соединенной через рабочий вал с электрогенератором, и системы приведения в движение турбины, согласно предложенного решения, система приведения в 15 движение турбины содержит механизм детонации топлива, подключенный к системе приведения в действие механизма детонации, и герметичный корпус, выполненный в виде замкнутой системы труб, заполненных рабочим телом, по крайней мере в одной - - - рабочей области корпуса в начале области установлен механизм детонации топлива, а в конце области установлена турбина, соединенная . с соответствующим 20 электрогенератором.  The task is solved by the fact that in the turbine installation consisting of a turbine connected via a working shaft with an electric generator and a turbine driving system, according to the proposed solution, the driving system of the turbine 15 contains a fuel detonation mechanism connected to the mechanism driving system detonation, and a sealed enclosure, made in the form of a closed system of pipes filled with working fluid, in at least one - - - working area of the enclosure at the beginning of the area a detonation mechanism is installed fuel, and at the end of the region installed turbine connected. with the corresponding 20 electric generator.
При этом турбина в рабочей области может быть удалена от механизма детонации топлива минимум на 0,5 метра.  In this case, the turbine in the working area can be removed from the detonation mechanism of the fuel by at least 0.5 meters.
В начале каждой рабочей области герметичного корпуса установки установлен трубообразный направляющий корпус механизма детонации топлива, причем конец 25 направляющего корпуса, направленный в сторону турбины, выполненный открытым, противоположный конец направляющего корпуса выполнен закрытым, а механизм детонации состоит из впрыскивателя топлива, впрыскивателя воздуха и элемента зажигания, расположенных внутри направляющего корпуса со стороны его закрытого конца.  At the beginning of each working area of the pressurized enclosure, a tubular guide casing of the fuel detonation mechanism is installed, the end 25 of the guide casing directed toward the turbine, made open, the opposite end of the guide casing is closed, and the detonation mechanism consists of a fuel injector, air injector and ignition element located inside the guide housing from the side of its closed end.
30 При этом система приведения в действие механизма детонации выполнена в виде системы подачи топлива к впрыскивателю топлива, системы подачи воздуха к впрыскивателю воздуха, системы зажигания элемента зажигания и электронного блока управления работой этих систем.  30 In this case, the detonation mechanism actuation system is made in the form of a fuel supply system to the fuel injection unit, an air supply system to the air injection unit, an ignition element ignition system, and an electronic control unit for the operation of these systems.
В качестве рабочего тела может использоваться газ или газовая смесь, или 35 жидкость, или пар. В качестве топлива могут использоваться взрывчатые вещества. As the working fluid can be used gas or gas mixture, or 35 liquid, or steam. Explosives can be used as fuel.
В качестве топлива могут использоваться вещества, образующие взрывчатые смеси.  As a fuel, substances that form explosive mixtures can be used.
В предлагаемой турбинной установке энергия взрыва топливного вещества приводит в движение рабочее тело, находящееся перед турбиной; рабочее тело, ограниченное герметичным корпусом, осуществляет механическую работу с вращения лопастей турбины и через рабочий вал приводит в действие электрогенератор. Благодаря использованию предложенной конструкции можно достичь таких преимуществ:  In the proposed turbine installation, the energy of the explosion of the fuel substance drives the working fluid in front of the turbine; the working fluid, bounded by a hermetic housing, performs mechanical work with the rotation of the turbine blades and, through the working shaft, drives an electric generator. Through the use of the proposed design can achieve such advantages:
- повышение экологичности вследствие того, что предложенная конструкция может работать как система замкнутого типа, в которой сгорает намного меньше кислорода чем при сжигании газа, угля, мазута, бензина и тому подобное;  - improving environmental performance due to the fact that the proposed design can work as a closed-type system, in which much less oxygen is burned than when burning gas, coal, fuel oil, gasoline, and the like;
- мобильность и независимость от постоянных поставок больших объемов топлива позволяет размещать такие установки рядом с потребителями электроэнергии, позволяет избежать потерь, связанных с транспортировкой электроэнергии, затрат, связанных со строительством и обслуживанием линий электропередач;  - mobility and independence from the constant supply of large volumes of fuel makes it possible to place such installations close to electricity consumers, avoids losses associated with the transportation of electricity, the costs associated with the construction and maintenance of power lines;
- мобильность генерации электроэнергии в течение дня (удовлетворение пиковых -потребностей в электроэнергии, снижение мощности в ночное время), благодаря возможности быстро увеличивать или уменьшать мощность электростанций путем подключения или отключения дополнительных турбинных установок, работающих от детонации взрывчатых веществ.  - mobility of electricity generation during the day (meeting the peak demand for electricity, reducing power at night), thanks to the ability to quickly increase or decrease the capacity of power plants by connecting or disconnecting additional turbine plants operating from detonation of explosives.
Предложенное решение объясняется чертежами.  The proposed solution is explained by the drawings.
На фйг.1 представлено строение рабочей области турбинной установки. Турбинная установка может иметь одну, две или более рабочих областей.  Figure 1 shows the structure of the working area of the turbine installation. A turbine unit may have one, two or more workspaces.
На фиг.2 представлена предложенная турбинная установка с корпусом, который содержит одну рабочую область.  Figure 2 presents the proposed turbine with a housing that contains one workspace.
На фиг. 3 представлена предложенная турбинная установка с корпусом, который содержит две рабочие области.  FIG. 3 shows the proposed turbine installation with a housing that contains two working areas.
На фиг. 4 представлена система приведения в действие механизма детонации, а также ее связи с механизмом детонации топлива.  FIG. 4 shows the detonation mechanism actuation system, as well as its connection with the fuel detonation mechanism.
Предложенная турбинная установка состоит из турбины 1 и системы приведения в движение турбины. Система приведения в движение турбины 1 содержит механизм детонации топлива 2, подключенный к системе приведения в действие 3 механизма детонации 2, и герметичный корпус 4. Герметичный корпус 4, выполненный в виде замкнутой системы труб, заполненных рабочим телом 5. В зависимости от поставленных задач и конкретного конструктивного решения герметичный корпус 4 может содержать одну и более рабочие области 6 (см. фиг. 2). В качестве примера, на фиг. 3 представлена предложенная турбинная установка, в которой в герметичном корпусе 4 размещено две рабочие области 6. The proposed turbine installation consists of a turbine 1 and a system for driving a turbine. The drive system of the turbine 1 contains a detonation fuel mechanism 2 connected to the drive system 3 of the detonation mechanism 2, and a hermetic case 4. A hermetic case 4 made in the form of a closed system of pipes filled with working fluid 5. Depending on objectives and specific design solutions sealed housing 4 may contain one or more working areas 6 (see Fig. 2). As an example, in FIG. 3 shows the proposed turbine installation, in which two working areas 6 are placed in the hermetic case 4.
Корпус 4 оснащен клапаном 7 для впуска и выпуска рабочего тела 5. В качестве рабочего тела могут использоваться газ, или газовая смесь, или жидкость, или пар. В начале рабочей области 6 установлен механизм детонации топлива 2, а в конце рабочей области 6 установлена турбина 1, соединенная с соответствующим электрогенератором 8 через рабочий вал 9. При этом турбина 1 в каждой рабочей области 6 удалена от механизма детонации 2 топлива минимум на 0,5 метра. Экспериментально установлено, что наилучшие условия для работы предложенной конструкции устанавливаются, если минимальное расстояние между механизмом детонации и турбиной составляет 0,5 метра. Удаление турбины от механизма детонации топлива, приводит к увеличению объема рабочего тела перед турбиной. Чем больше объем рабочего тела перед турбиной, тем больше кинетическая энергия, образующаяся в результате взрыва топливного вещества, направляется на лопасти турбины, и тем большую работу выполняет рабочее тело. В начале каждой рабочей области 6 установлен-трубообразный направляющий корпус 10 механизма детонации топлива 2, причем конец 11 направляющего корпуса 10, направленный в сторону турбины, выполненный открытым, а другой конец 12 направляющего корпуса. 10 выполнен закрытым (см. фиг. 4). Механизм детонации 2 состоит из впрыскивателя топлива 13, впрыскивателя воздуха 14 и элемента зажигания 15, которые располагаются внутри направляющего корпуса 10 со . стороны его закрытого конца 12. Система приведения в действие 3 механизма детонации 2 выполнена в виде системы подачи топлива 16 к впрыскивателю топлива 13, системы подачи воздуха 17 к впрыскивателю воздуха 14, системы зажигания 18 элемента зажигания 15 и электронного блока управления 19 работой систем.  The housing 4 is equipped with a valve 7 for inlet and outlet of the working fluid 5. As the working fluid can be used gas, or gas mixture, or liquid, or steam. At the beginning of the working area 6, a fuel detonation mechanism 2 is installed, and at the end of the working area 6 a turbine 1 is installed, connected to the corresponding electric generator 8 via the working shaft 9. At the same time, the turbine 1 in each working area 6 is at least 0 from the detonation mechanism 2 5 meters. It was established experimentally that the best conditions for the operation of the proposed design are established if the minimum distance between the detonation mechanism and the turbine is 0.5 meters. Removal of the turbine from the detonation mechanism of the fuel leads to an increase in the volume of the working fluid in front of the turbine. The greater the volume of the working fluid in front of the turbine, the greater the kinetic energy generated by the explosion of the fuel substance, is sent to the turbine blades, and the greater the work done by the working fluid. At the beginning of each working area 6 is installed a tubular guide casing 10 of the fuel knock mechanism 2, with the end 11 of the guide casing 10 directed toward the turbine, made open, and the other end 12 of the guide casing. 10 is closed (see FIG. 4). The detonation mechanism 2 consists of a fuel injector 13, an air injector 14 and an ignition element 15, which are located inside the guide housing 10 with. side of its closed end 12. The actuation system 3 of the detonation mechanism 2 is made in the form of a fuel supply system 16 to the fuel injection unit 13, an air supply system 17 to the air injection component 14, an ignition system 18 of the ignition element 15 and an electronic control unit 19 for the operation of the systems.
Система зажигания 18 представлена электронной (микропроцессорной) системой зажигания. В конкретном варианте выполнения впрыскиватель топлива 13 и впрыскиватель воздуха 14 могут быть выполнены в виде электрических форсунок, а элемент зажигания 15 - в виде свечи зажигания.  The ignition system 18 is represented by an electronic (microprocessor) ignition system. In a specific embodiment, the fuel injector 13 and the air injector 14 can be made in the form of electric nozzles, and the ignition element 15 - in the form of a spark plug.
Система подачи топлива 16 может быть выполнена в виде топливного бака 20 с топливным насосом высокого давления 21, соединенным через топливопроводы 22 с впрыскивателем топлива 13. Система подачи воздуха 17 выполнена в виде компрессора, который через воздуховоды 23 подключен к впрыскивателю воздуха 14. Система зажигания 18 может быть выполнена в виде аккумуляторной батареи 24 и катушки зажигания 25, которые соединены между собой и подключены к элементу зажигания 15 с помощью электропроводов 26. The fuel supply system 16 can be made in the form of a fuel tank 20 with a high-pressure fuel pump 21 connected via fuel lines 22 to a fuel injector 13. The air supply system 17 is made in the form of a compressor, which is connected via air ducts 23 to an air injector 14. The ignition system 18 can be made in the form of a battery 24 and the ignition coil 25, which are interconnected and connected to the ignition element 15 by means of electrical wires 26.
Система подачи топлива также может быть выполнена в виде аэрозольного генератора (с топливным баком), который соединенный через топливопроводы с впрыскивателем топлива. Аэрозольный генератор предназначен превращать взрывчатые вещества, или вещества, образующие взрывчатые смеси с твердого и жидкого агрегатного состояния в газообразное и подавать аэрозоль/золь под давлением через топливопроводы к впрыскивателю топлива. Если используется аэрозольный генератор, то системы подачи воздуха и впрыскиватель воздуха могут отсутствовать. При использовании газообразного топлива, вместо топливного бака установка будет иметь газовые баллоны, а вместо аэрозольного генератора - смеситель газовой смеси.  The fuel supply system can also be made in the form of an aerosol generator (with a fuel tank), which is connected through fuel lines to a fuel injector. An aerosol generator is designed to turn explosives, or substances that form explosive mixtures from a solid and liquid state into a gaseous state, and deliver the aerosol / sol under pressure through fuel lines to a fuel injector. If an aerosol generator is used, the air supply systems and the air injector may be missing. When using gaseous fuel, instead of the fuel tank, the installation will have gas cylinders, and instead of an aerosol generator - a gas mixture mixer.
Электронный блок управления 19 подключен парными электропроводами 26 к топливному насосу 21, впрыскивателю топлива 13, впрыскивателю воздуха 14, катушке зажигания 25. 27 - зона детонации топлива, которая расположена внутри механизма детонации. Электронный блок управления 19, топливный насос 21 питаются от аккумуляторной батареи 24, а компрессор, аккумуляторная батарея питаются от электрической сети. Компрессор подключен к электрической сети с помощью реле давления для компрессора, аккумуляторная батарея с помощью реле зарядки аккумулятора.  The electronic control unit 19 is connected by a pair of electric wires 26 to the fuel pump 21, the fuel injector 13, the air injector 14, the ignition coil 25. 27 is the fuel detonation zone, which is located inside the detonation mechanism. The electronic control unit 19, the fuel pump 21 is powered by the battery 24, and the compressor, the battery is powered by the electrical network. The compressor is connected to the mains using a pressure switch for the compressor, the battery is using a battery charging relay.
Принцип действия предлагаемой турбинной установки заключается в следующем. Через клапан 7 происходит наполнение герметичного корпуса 4 рабочим телом 5: подается воздух, или другой газ или газовая смесь, или жидкость. В топливном баке 20 хранится топливо. В качестве топлива . могут использоваться взрывчатые вещества (например, взрывчатые вещества на основе нитрата аммония: аммониты, аммоналы, акваниты, акванолы, а также нитроглицерин) или взрывчатые смеси (например, пыль нафталина, серы, эбонита, антрацита, канифоли с воздухом; смеси селитры (в основном калиевой), серы и углерода; смеси жидкого кислорода с горючими веществами; смеси концентрированной азотной кислоты, чотирьохокисы азота или других жидких окислителей с горючими веществами). Могут использоваться взрывчатые смеси с невзрывчатых веществ, в которых в основном входят горючие вещества (мелкие частицы (пыль) угля, муки, дерева и т.п.) и соединения, содержащие значительные количества кислорода (окислители). Благодаря тому, что используются взрывчатые вещества или взрывные смеси для нужд электростанций необходимы меньшие объемы топлива, которые можно поставлять по железной дороге и/или автотранспортом. Поскольку для работы предложенной турбинной установки могут использоваться любые взрывчатые вещества и взрывные смеси, то расширяются возможности и альтернативы относительно источников привлечения топлива в энергетическую систему страны, региона. The principle of the proposed turbine installation is as follows. Through the valve 7, the hermetic body 4 is filled with the working fluid 5: air, or another gas or gas mixture, or liquid is supplied. Fuel tank 20 stores fuel. As a fuel. Explosives (for example, ammonium nitrate-based explosives: ammonites, ammonones, aquanites, aquanols, and nitroglycerin) or explosive mixtures (for example naphthalene, sulfur, ebonite, anthracite, rosin with air; nitrate mixtures (mainly potassium), sulfur and carbon; mixtures of liquid oxygen with combustible substances; mixtures of concentrated nitric acid, nitrogen nitrate oxides or other liquid oxidizers with combustible substances). Explosive mixtures with non-explosive substances can be used, which mainly include combustible substances (fine particles (dust) of coal, flour, wood, etc.) and compounds containing significant amounts of oxygen (oxidizers). Due to the fact that explosives or explosive mixtures are used for the needs of power plants, smaller amounts of fuel are needed, which can be supplied by rail and / or by road. Since any explosive substances and explosive mixtures can be used for the operation of the proposed turbine plant, the possibilities and alternatives are being increased regarding sources of fuel attraction to the energy system of a country or region.
С помощью электронного блока 19 обеспечивается контролируемая подача топлива через систему подачи топлива 16, подача воздуха через систему подачи воздуха 17, а также накопление и распределение электроэнергии через систему зажигания 18. Топливо подается из топливного бака 20 через топливный насос 21 топливопроводы 22 к впрыскивателю топлива 13, через который осуществляется впрыск топлива в зону детонации 27, которая размещается в направляющем корпусе 10. Одновременно осуществляется подача воздуха от системы подачи воздуха 17 через воздуховоды 23, впрыскиватель воздуха 14 в зону детонации 27. Одновременно с аккумуляторной батареи 24 электрическими проводами 26 электрический ток подается на катушку зажигания 25, а дальше подается электрический разряд на элемент зажигания 15. . Таким образом, создаются все предпосылки для осуществления регулярных, периодически повторяющихся взрывов с помощью механизма детонации 2. Периодическое срабатывания зажигательного элемента обеспечивает — контролируемое зажигания топливно-воздушной смеси в зоне детонации 27.  Using the electronic unit 19 provides a controlled supply of fuel through the fuel supply system 16, the air supply through the air supply system 17, as well as the accumulation and distribution of electricity through the ignition system 18. Fuel is supplied from the fuel tank 20 through the fuel pump 21 fuel lines 22 to the fuel injector 13 through which fuel is injected into the detonation zone 27, which is placed in the guide housing 10. At the same time, air is supplied from the air supply system 17 through the air ducts 23, pryskivatel air 14 into the detonation zone 27. Simultaneously, the battery 24 with electric wires 26, an electric current is supplied to the ignition coil 25, and then supplied to the electric discharge at the ignition element 15.. Thus, all the prerequisites are created for the implementation of regular, periodically repeated explosions by means of the detonation mechanism 2. The periodic operation of the incendiary element ensures - controlled ignition of the fuel-air mixture in the detonation zone 27.
Происходит взрыв, взрывная сила которого благодаря направляющему корпусу 10 направлена в сторону турбины 1. Рабочее тело 5 (например, объем воздуха, который заполняет пространство в рабочей области 6 между турбиной 1 и механизмом детонации 2) приобретает кинетическую энергию и приводит в движение лопасти турбины 1, что через рабочий вал 9 приводит в действие электрогенератор 8. Рабочее тело 5, прошедшее турбину 1, перемещается дальше в герметичном корпусе 4 в замкнутом цикле, после чего процесс детонации, перемещения рабочего тела и выполнения работы с вращения лопастей турбины происходят в следующей рабочей области с определенным интервалом времени (см. фиг. 3). Процессы детонации происходят в рабочих областях поочередно. После поочередного осуществления процесса детонации внутри всех рабочих областей турбинной установки рабочий цикл повторяется. Перечень последовательностей ции.An explosion occurs, the explosive force of which due to the guide housing 10 is directed towards the turbine 1. Working body 5 (for example, the volume of air that fills the space in working area 6 between the turbine 1 and the detonation mechanism 2) acquires kinetic energy and drives the blades of the turbine 1 that through the working shaft 9 drives the generator 8. The working body 5, passed through the turbine 1, moves further in the hermetic case 4 in a closed cycle, after which the process of detonation, movement of the working fluid and performing p bots with rotation of the turbine blades take place in the next working area with a certain time interval (see. FIG. 3). Detonation processes occur alternately in the work areas. After the detonation process is carried out alternately within all working areas of the turbine installation, the duty cycle repeats. Sequence list.
ия в действие механизма детонации.пус .  It is in action of the mechanism of detonation.
. аправляющий корпус.. directing housing
оны турбины. they are turbines.
ивоположном конце. and the opposite end.
плива. plum.
здуха. zhuha.
я. I.
оплива.fuel.
оздуха.airs
я. I.
к управления. . атарея.to control. . battery
ия. and I.

Claims

Формула изобретения Claim
1. Турбинная установка, состоящая из турбины, соединенной через рабочий вал с электрогенератором, и системы приведения в движение турбины, которая отличается тем, что система приведения в движение турбины содержит механизм детонации топлива, подключенный к системе приведения в действие механизма детонации, и герметичный корпус, выполненный в виде замкнутой системы труб, заполненных рабочим телом, по крайней мере в одной рабочей области корпуса в начале области установлен механизм детонации топлива, а в конце области установлена турбина, соединенная с соответствующим электрогенератором.  1. A turbine plant consisting of a turbine connected via a working shaft to an electric generator and a turbine drive system, which is characterized in that the turbine drive system contains a fuel detonation mechanism connected to the detonation mechanism actuation system and a sealed case , made in the form of a closed system of pipes filled with the working fluid, in at least one working area of the body, a mechanism for detonation of the fuel is installed at the beginning of the area, and a turbine is installed at the end of the area connected to the corresponding generator.
2. Турбинная установка по п. 1, отличающаяся тем, что турбина в рабочей области удаленная от механизма детонации топлива минимум на 0,5 метра.  2. Turbine installation under item 1, characterized in that the turbine in the working area is remote from the mechanism of detonation of the fuel at least 0.5 meters.
3. Турбинная установка по п. 1, отличающаяся тем, что в начале каждой рабочей области герметичного корпуса установки установлен трубообразный направляющий корпус механизма детонации топлива, конец направляющего корпуса, направленный в сторону турбины, выполненный открытым, противоположный конец направляющего корпуса выполнен закрытым, а механизм детонации состоит из впрыскивателя топлива, впрыскивателя воздуха и элемента зажигания, расположенных внутри направляющего корпуса со стороны его закрытого конца.  3. Turbine installation under item 1, characterized in that at the beginning of each working area of the hermetic casing of the installation a tubular guide casing of the fuel detonation mechanism is installed, the end of the guide casing directed toward the turbine is open, the opposite end of the casing is closed, and the mechanism The knock consists of a fuel injector, an air injector and an ignition element located inside the guide housing from the side of its closed end.
4. Турбинная установка по п. 3, отличающаяся тем, что система приведения в действие механизма детонации выполнена в виде системы подачи топлива к впрыскивателю топлива, системы подачи воздуха к впрыскивателю воздуха, системы зажигания элемента зажигания и электронного блока управления работой этих систем.  4. Turbine installation according to claim 3, characterized in that the system for activating the mechanism of detonation is made in the form of a fuel supply system to the fuel injector, an air supply system to the air injector, an ignition element ignition system and an electronic control unit for the operation of these systems.
5. Турбинная установка по и. 1, отличающаяся тем, что как рабочее тело используется газ или газовая смесь, или жидкость, или пар.  5. Turbine installation according to and. 1, characterized in that as the working fluid is used gas or gas mixture, or liquid, or steam.
6. Турбинная установка по п.1, отличающаяся тем, что в качестве топлива используются взрывчатые вещества.  6. Turbine installation according to claim 1, characterized in that explosives are used as fuel.
7. Турбинная установка по п.1, отличающаяся тем, что в качестве топлива используются вещества образующие взрывчатые смеси.  7. Turbine plant according to claim 1, characterized in that substances forming explosive mixtures are used as fuel.
PCT/UA2018/000120 2018-01-24 2018-11-02 Turbine installation WO2019147213A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UAA201800658 2018-01-24
UAA201800658 2018-01-24

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019147213A1 true WO2019147213A1 (en) 2019-08-01

Family

ID=67396089

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/UA2018/000120 WO2019147213A1 (en) 2018-01-24 2018-11-02 Turbine installation

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2019147213A1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6000214A (en) * 1996-07-08 1999-12-14 Scragg; Robert L. Detonation cycle gas turbine engine system having intermittent fuel and air delivery
US20050210879A1 (en) * 2003-02-12 2005-09-29 Ishikawajima-Harima Heavy Industries Co., Ltd. Pulse detonation engine system for driving turbine
CN101144442A (en) * 2007-10-18 2008-03-19 西北工业大学 A multi-tube pulse detonation combustion chamber and its detonation method
US20090322102A1 (en) * 2007-10-23 2009-12-31 Board Of Regents, The University Of Texas System System and Method for Power Production Using a Hybrid Helical Detonation Device
CN106593650A (en) * 2015-10-16 2017-04-26 谭佑军 Detonation turbine engine

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6000214A (en) * 1996-07-08 1999-12-14 Scragg; Robert L. Detonation cycle gas turbine engine system having intermittent fuel and air delivery
US20050210879A1 (en) * 2003-02-12 2005-09-29 Ishikawajima-Harima Heavy Industries Co., Ltd. Pulse detonation engine system for driving turbine
CN101144442A (en) * 2007-10-18 2008-03-19 西北工业大学 A multi-tube pulse detonation combustion chamber and its detonation method
US20090322102A1 (en) * 2007-10-23 2009-12-31 Board Of Regents, The University Of Texas System System and Method for Power Production Using a Hybrid Helical Detonation Device
CN106593650A (en) * 2015-10-16 2017-04-26 谭佑军 Detonation turbine engine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6815840B1 (en) Hybrid electric power generator and method for generating electric power
US9337704B1 (en) System for electricity generation by utilizing flared gas
KR20100049124A (en) Liquid piston internal combustion power system
US7340903B2 (en) Scalable power generation using a pulsed detonation engine
US20130292951A1 (en) Systems for generating energy
US6000214A (en) Detonation cycle gas turbine engine system having intermittent fuel and air delivery
CA3222590A1 (en) Multi-stage power generation using byproducts for enhanced generation
WO2019147213A1 (en) Turbine installation
US12037996B2 (en) Fuel driven near isothermal compressor
JP2024161399A (en) Oxyhydrogen pulse and rotary detonation combustion pumps.
JPS56165701A (en) Power generator
RU2157907C2 (en) Jet engine
WO2001043272A1 (en) Hybrid electric power generator and method for generating electric power
RU2826039C1 (en) Energy-safe combined power plant
RU101096U1 (en) GAS-TURBINE POWER PLANT
RU2263799C2 (en) Method of operation of heat internal combustion engine and device for implementing the method
RU2493441C2 (en) Pneumatic engine with electromagnet piston
CN221536997U (en) Novel spraying machine for coal mine
RU2784128C1 (en) Hybrid detonating reactive power plant of krishtop (hdrppk) and method of functioning of hdrppk (options)
RU2794396C1 (en) Krishtop detonating power unit (kdpu) and kdpu operation method (embodiments)
WO2005047655A1 (en) Rotary piston engine
RU2318128C1 (en) Gas-turbine engine
UA124203C2 (en) Turbine plant
CN116658298A (en) Liquid oxygen and liquid methane comprehensive utilization system and method
UA137951U (en) Turbine plant

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 18902970

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 18902970

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1