RU2300654C1 - Cogeneration plant with stirling engine operating on locally available fuel - Google Patents
Cogeneration plant with stirling engine operating on locally available fuel Download PDFInfo
- Publication number
- RU2300654C1 RU2300654C1 RU2005138392/06A RU2005138392A RU2300654C1 RU 2300654 C1 RU2300654 C1 RU 2300654C1 RU 2005138392/06 A RU2005138392/06 A RU 2005138392/06A RU 2005138392 A RU2005138392 A RU 2005138392A RU 2300654 C1 RU2300654 C1 RU 2300654C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heat
- stirling engine
- heat exchanger
- generator
- gas
- Prior art date
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D12/00—Other central heating systems
- F24D12/02—Other central heating systems having more than one heat source
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D18/00—Small-scale combined heat and power [CHP] generation systems specially adapted for domestic heating, space heating or domestic hot-water supply
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D2101/00—Electric generators of small-scale CHP systems
- F24D2101/80—Electric generators driven by external combustion engines, e.g. Stirling engines
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D2103/00—Thermal aspects of small-scale CHP systems
- F24D2103/10—Small-scale CHP systems characterised by their heat recovery units
- F24D2103/13—Small-scale CHP systems characterised by their heat recovery units characterised by their heat exchangers
-
- 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
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/14—Combined heat and power generation [CHP]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области автономной энергетики и когенерационных установок с двигателями Стирлинга, предназначено для одновременного производства электроэнергии и тепла.The invention relates to the field of autonomous energy and cogeneration plants with Stirling engines, is intended for the simultaneous production of electricity and heat.
Известны принцип работы и устройство двигателя Стирлинга, включающее в себя камеру сгорания, топливную форсунку, нагреватель, горячую полость, регенератор, вытеснитель, рабочий поршень, холодильник, холодную полость, цилиндр и привод (Г.Ридер, Ч.Хупер. Двигатели Стирлинга. М.: Изд. "Мир", 1986, стр.55).The principle of operation and the device of the Stirling engine are known, including a combustion chamber, a fuel nozzle, a heater, a hot cavity, a regenerator, a displacer, a working piston, a refrigerator, a cold cavity, a cylinder and a drive (G. Reeder, C. Hooper. Stirling engines. M .: Publishing house "Mir", 1986, p. 55).
Известно устройство газогенераторов для производства генераторного газа из местного топлива (древесины, торфа, сланцев и т.д.) и его применение в двигателях внутреннего сгорания, в отопительных печах, в паровых котельных и т.д. (Тагеев Д.Л. Использование местного топлива. Ленинград, 1940, стр.14-21). Однако не известно применение генераторного газа в двигателях с внешним подводом теплоты - в двигателях Стирлинга.A device for generating gas for generating gas from local fuels (wood, peat, shale, etc.) and its use in internal combustion engines, in heating furnaces, in steam boiler rooms, etc. are known. (Tageev D.L. Use of local fuel. Leningrad, 1940, pp. 14-21). However, it is not known the use of generator gas in engines with an external supply of heat - in Stirling engines.
Известно устройство современной газогенераторной установки, при работе которой получаемый генераторный газ содержит до 27% Н2, с низшей теплотой сгорания до 5 МДж/м3 (Леонтьев А.К., Понорков Н.В., Смоляков А.Ф. Получение и использование газообразного топлива из древесных отходов. Обзор, инфрм. - М.: ВНИПИЭИлеспром, вып.27, 1986. - 24 с.)A device of a modern gas generator is known, during operation of which the resulting generator gas contains up to 27% H 2 , with a lower heat of combustion of up to 5 MJ / m 3 (Leontyev A.K., Ponorkov N.V., Smolyakov A.F. Production and use gaseous fuels from wood waste. Review, information - Moscow: VNIPIEIlesprom, issue 27, 1986. - 24 pp.)
Известно устройство комбинированной Стирлинг-установки для одновременного производства электроэнергии и тепла, включающей в себя двигатель Стирлинга с генератором на одном валу, систему охлаждения двигателя Стирлинга, имеющую в своем составе насос и теплообменник-охладитель, через который проходит магистраль подачи воздуха, систему внешнего теплоснабжения с теплообменником-утилизатором теплоты отработанных газов и теплообменником предварительного подогрева, через который система внешнего теплоснабжения связана с системой охлаждения двигателя Стирлинга, и магистраль отработанных газов (Патент РФ №2196243, Бюл. №1, 10.01.2003). Однако устройство данной когенерационной установки не приспособлено к работе на местном топливе, имеет сложное конструктивное исполнение, связанное с использованием пара.A device is known for combined Stirling units for the simultaneous production of electricity and heat, including a Stirling engine with a generator on one shaft, a Stirling engine cooling system, which includes a pump and a heat exchanger-cooler through which an air supply pipe passes, an external heat supply system with a heat exchanger-utilizer of the heat of the exhaust gases and a preheater heat exchanger through which the external heat supply system is connected to the cooling system the Stirling engine, and the exhaust gas line (RF Patent No. 2196243, Bull. No. 1, 01/10/2003). However, the device of this cogeneration unit is not adapted to operate on local fuel, it has a complex design associated with the use of steam.
Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, заключается в возможности работы установки на различных видах местного топлива, повышении ресурса работы двигателя и упрощении конструкции системы передачи теплоты от двигателя к внешним потребителям.The technical result that can be obtained by carrying out the invention consists in the possibility of operating the installation on various types of local fuel, increasing the life of the engine and simplifying the design of the heat transfer system from the engine to external consumers.
Для достижения этого технического результата когенерационная установка с двигателем Стирлинга на местном топливе, включающая в себя двигатель Стирлинга с электрогенератором на одном валу, систему охлаждения двигателя Стирлинга, имеющую в своем составе насос и теплообменник-охладитель, через который проходит магистраль подачи воздуха, систему внешнего теплоснабжения с теплообменником-утилизатором теплоты отработанных газов и теплообменником предварительного подогрева, через который система внешнего теплоснабжения связана с системой охлаждения двигателя Стирлинга, и магистраль отработанных газов, снабжена газогенератором, обеспечивающим производство генераторного газа из различных видов местного топлива, магистралью генераторного газа, соединяющей газогенератор с камерой сгорания двигателя Стирлинга, магистралью частичного возврата отработанных газов в камеру сгорания двигателя Стирлинга, насосом в системе внешнего теплоснабжения, обеспечивающим движение теплоносителя последовательно через теплообменник подогрева и теплообменник-утилизатор теплоты отработанных газов, при этом в качестве местного топлива может применяться древесина, торф и горючие сланцы.To achieve this technical result, a cogeneration unit with a Stirling engine using local fuel, including a Stirling engine with an electric generator on one shaft, a Stirling engine cooling system, which includes a pump and a heat exchanger-cooler through which an air supply pipe passes, an external heat supply system with a heat exchanger-utilizer of heat of exhaust gases and a preheater heat exchanger through which the external heat supply system is connected to the system cooling of the Stirling engine, and the exhaust gas line, is equipped with a gas generator that provides production of generator gas from various types of local fuel, a generator gas line connecting the gas generator to the Stirling engine combustion chamber, a partial exhaust return line to the Stirling engine combustion chamber, and a pump in the external system heat supply, providing movement of the coolant sequentially through the preheater heat exchanger and heat exchanger-heat recovery unit At the same time, wood, peat and oil shale can be used as local fuel.
Введение в состав когенерационной установки с двигателем Стирлинга на местном топливе газогенератора, обеспечивающим производство генераторного газа и магистрали частичного возврата отработанных газов в камеру сгорания двигателя Стирлинга, позволяет получить новое свойство, заключающееся в возможности использования для работы Стирлинга различных видов местного топлива, увеличения долговечности работы камеры сгорания и нагревателя двигателя Стирлинга за счет снижения температуры горения генераторного газа вследствие подвода в камеру сгорания отработанных газов.The introduction of a gas generator in a cogeneration unit with a Stirling engine using local gas fuel, which ensures the production of generator gas and a partial return line of exhaust gases to the Stirling engine’s combustion chamber, allows us to obtain a new property, which makes it possible to use various types of local fuel for Stirling’s operation and increase the durability of the chamber combustion and heater of the Stirling engine by reducing the combustion temperature of the generator gas due to the supply to measure the combustion exhaust gases.
На чертеже изображена когенерационная установка с двигателем Стирлинга на местном топливе.The drawing shows a cogeneration unit with a Stirling engine using local fuel.
Когенерационная установка с двигателем Стирлинга на местном топливе включает в себя двигатель Стирлинга 1 с электрогенератором 2 на одном валу, систему охлаждения 3 двигателя Стирлинга 1, имеющую в своем составе насос 4 и теплообменник-охладитель 5, через который проходит магистраль подачи воздуха 6, систему 7 внешнего теплоснабжения с теплообменником-утилизатором теплоты отработанных газов 8, насосом 9, потребителем тепла 10 и теплообменником предварительного подогрева 11, через который система внешнего теплоснабжения 7 связана с системой охлаждения двигателя Стирлинга 3, магистраль отработанных газов 12, газогенератор 13, обеспечивающий производство генераторного газа из различных видов местного топлива, магистраль генераторного газа 14, соединяющего газогенератор 13 с камерой сгорания 15 двигателя Стирлинга 1 и магистраль частичного возврата отработанных газов 16 с регулирующим клапаном 17. Система охлаждения двигателя 3 проходит через холодильник двигателя Стирлинга 18.A cogeneration unit with a Stirling engine using local fuel includes a Stirling engine 1 with an electric generator 2 on one shaft, a cooling system 3 of the Stirling engine 1, which includes a pump 4 and a heat exchanger-cooler 5, through which the air supply pipe 6, system 7 external heat supply with a heat exchanger-utilizer of heat of exhaust gases 8, a pump 9, a heat consumer 10 and a preheater heat exchanger 11, through which the external heat supply system 7 is connected to the system the engine Stirling 3, the exhaust gas line 12, a gas generator 13, providing the production of generator gas from various types of local fuel, the generator gas line 14 connecting the gas generator 13 with the combustion chamber 15 of the Stirling engine 1 and the partial exhaust return pipe 16 with the control valve 17. The cooling system of the engine 3 passes through the refrigerator of the Stirling engine 18.
Когенерационная установка с двигателем Стирлинга на местном топливе работает следующим образом.A cogeneration unit with a Stirling engine using local fuel works as follows.
При работе двигатель Стирлинга 1 производит полезную энергию, преобразуемую в электрическую энергию с помощью электрогенератора 2, расположенного на одном валу с двигателем 1. Для охлаждения двигателя 1 в холодильник 18 из системы охлаждения 3 подается охлаждающая жидкость. Охладив двигатель 1, нагретая охлаждающая жидкость из холодильника 18 с помощью насоса 4 поступает в теплообменник подогрева 11, где передает часть теплоты теплоносителю системы внешнего теплоснабжения 7. Затем охлаждающая жидкость поступает в теплообменник-охладитель 5, где охлаждается до температуры окружающей среды за счет теплообмена с воздухом, поступающим по магистрали подачи воздуха 6, и возвращается в холодильник 18.During operation, the Stirling engine 1 produces useful energy that is converted into electrical energy using an electric generator 2 located on the same shaft as engine 1. To cool engine 1, coolant is supplied to refrigerator 18 from cooling system 3. After cooling the engine 1, the heated coolant from the refrigerator 18 by means of a pump 4 enters the heat exchanger 11, where it transfers part of the heat to the coolant of the external heat supply system 7. Then, the coolant enters the heat exchanger-cooler 5, where it is cooled to ambient temperature by heat exchange with air entering the air supply line 6, and returns to the refrigerator 18.
Для обеспечения работы двигателя Стирлинга 1 из газогенератора 13, где происходит газификация твердого местного топлива (древесины, торфа, отходов сельского хозяйства и т.д.), по магистрали 14 подается в камеру сгорания 15 генераторный газ. Для его горения по магистрали 6 подается предварительно подогретый воздух. Отработанные газы из камеры сгорания 15 по магистрали 12 подаются в теплообменник-утилизатор теплоты отработанных газов 8, где передают свою теплоту теплоносителю системы внешнего теплоснабжения 7. Из теплообменника-утилизатора теплоты отработанных газов 8 горячий теплоноситель поступает к потребителю теплоты 10, где отдает тепло, а затем поступает в теплообменник предварительного подогрева 11, где частично нагревается от охлаждающей жидкости системы охлаждения 3 двигателя Стирлинга 1. Циркуляция теплоносителя в систем внешнего теплоснабжения 7 осуществляется с помощью насоса 9.To ensure the operation of the Stirling engine 1 from the gas generator 13, where the gasification of solid local fuel (wood, peat, agricultural waste, etc.) takes place, the generator gas is supplied to the combustion chamber 15 via line 14. For its combustion, preheated air is supplied along line 6. The exhaust gases from the combustion chamber 15 along the line 12 are supplied to the heat exchanger-heat exchanger of the exhaust gas 8, where they transfer their heat to the heat transfer agent of the external heat supply system 7. From the heat exchanger-heat exchanger of the heat of exhaust gas 8, the hot heat carrier enters the heat consumer 10, where it gives off heat, and then it enters the preheater heat exchanger 11, where it is partially heated from the coolant of the cooling system 3 of the Stirling engine 1. The circulation of the coolant in the external heat supply systems eniya 7 by means of pump 9.
Для повышения ресурса двигателя Стирлинга 1 и увеличения долговечности работы камеры сгорания 15, часть отработанных газов по магистрали 16 возвращают в камеру сгорания 15, что обеспечивает снижение температуры горения смеси генераторного газа и воздуха. Для регулирования подачи отработанных газов в камеру сгорания 15 на магистрали 16 установлен регулирующий клапан 17.To increase the life of the Stirling engine 1 and increase the durability of the combustion chamber 15, part of the exhaust gases through the line 16 is returned to the combustion chamber 15, which ensures a decrease in the combustion temperature of the mixture of the generator gas and air. To regulate the supply of exhaust gases to the combustion chamber 15 on the highway 16 has a control valve 17.
Источники информации, принятые во внимание при составлении заявкиSources of information taken into account when preparing the application
1. Г.Ридер, Ч.Хупер. Двигатели Стирлинга. М.: Изд. "Мир", 1986, стр.55.1. G. Reeder, C. Hooper. Stirling engines. M .: Publishing. The World, 1986, p. 55.
2. Тагеев Д.Л. Использование местного топлива. Ленинград, 1940, стр.14-21.2. Tageev D.L. Use of local fuel. Leningrad, 1940, pp. 14-21.
3. Леонтьев А.К., Понорков Н.В., Смоляков А.Ф. Получение и использование газообразного топлива из древесных отходов. Обзор, инфрм. - М.: ВНИПИЭИлеспром, вып.27, 1986. - 24 с.3. Leontiev A.K., Ponorkov N.V., Smolyakov A.F. Obtaining and using gaseous fuels from wood waste. Review, infr. - M.: VNIPIEIlesprom, issue 27, 1986.- 24 p.
4. Патент РФ №2196243, Бюл. №1 от 10.01.2003 - прототип.4. RF patent No. 2196243, bull. No. 1 dated January 10, 2003 - a prototype.
Claims (1)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005138392/06A RU2300654C1 (en) | 2005-12-09 | 2005-12-09 | Cogeneration plant with stirling engine operating on locally available fuel |
PCT/RU2006/000545 WO2007067094A1 (en) | 2005-12-09 | 2006-10-20 | Cogenerating plant provided with a stirling engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005138392/06A RU2300654C1 (en) | 2005-12-09 | 2005-12-09 | Cogeneration plant with stirling engine operating on locally available fuel |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2300654C1 true RU2300654C1 (en) | 2007-06-10 |
Family
ID=38123135
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005138392/06A RU2300654C1 (en) | 2005-12-09 | 2005-12-09 | Cogeneration plant with stirling engine operating on locally available fuel |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2300654C1 (en) |
WO (1) | WO2007067094A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2480680C2 (en) * | 2009-03-24 | 2013-04-27 | Панасоник Корпорэйшн | Cogeneration system on fuel elements |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102008057989A1 (en) * | 2008-11-19 | 2010-05-20 | Horst Wascher | Heating system with additional free electrical energy |
CN102392755B (en) * | 2011-09-29 | 2014-03-19 | 西安航空动力股份有限公司 | Gas pressurizing device for Stirling engine |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2156373C1 (en) * | 1999-05-19 | 2000-09-20 | Военный инженерно-космический университет им. А.Ф. Можайского | Off-line stirling-stirling power plant |
DE19943613B4 (en) * | 1999-09-11 | 2006-09-07 | Robert Bosch Gmbh | Heating system for heat and power generation |
US6543229B2 (en) * | 2000-06-14 | 2003-04-08 | Stm Power, Inc. | Exhaust gas alternator system |
RU2196243C2 (en) * | 2000-09-30 | 2003-01-10 | Военный инженерно-космический университет им. А.Ф.Можайского | Combination stirling engine plant for simultaneous generation of power and heat |
-
2005
- 2005-12-09 RU RU2005138392/06A patent/RU2300654C1/en not_active IP Right Cessation
-
2006
- 2006-10-20 WO PCT/RU2006/000545 patent/WO2007067094A1/en active Application Filing
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2480680C2 (en) * | 2009-03-24 | 2013-04-27 | Панасоник Корпорэйшн | Cogeneration system on fuel elements |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2007067094A1 (en) | 2007-06-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2015165200A1 (en) | Parallel motion heat energy power machine and work-doing method therefor | |
PL1816318T3 (en) | Cogeneration Plant with an Internal Combustion Engine and an Organic Rankine Cycle (ORC) | |
US6526754B1 (en) | Combined cycle power plant | |
CN105605827A (en) | Complementary type distributed energy system integrating internal combustion engine tail gas into thermochemical process | |
RU2487305C1 (en) | Trigeneration plant based on microturbine motor | |
CN105089753A (en) | Device and method for generating power by virtue of waste heat of internal combustion engine | |
CN103180573A (en) | Stationary power plant, in particular a gas power plant, for generating electricity | |
CN107956525B (en) | Ship waste heat cascade recycling system based on TEG-ORC combined cycle | |
RU2300654C1 (en) | Cogeneration plant with stirling engine operating on locally available fuel | |
WO2015165201A1 (en) | Inline-type heat energy power device and work-doing method therefor | |
KR100383559B1 (en) | Aa | |
RU2440504C1 (en) | Cogeneration plant with internal combustion engine and stirling engine | |
CN108412565A (en) | CO2Organic Rankine Cycle and combustion in IC engine natural gas coupled electricity-generation system | |
RU53380U1 (en) | COGENERATION PLANT WITH LOCAL FUEL STIRLING ENGINE | |
US20110036097A1 (en) | System for producing power, in particular electrical power, with a gas turbine and a rotary regenerative heat exchanger | |
RU2196243C2 (en) | Combination stirling engine plant for simultaneous generation of power and heat | |
Gehlot et al. | Development and fabrication of Alpha Stirling Engine | |
RU2164615C1 (en) | Thermal power plant | |
RU2162532C1 (en) | Off-line stirling-engine heat-and-power cogeneration plant | |
RU2163684C1 (en) | Off-line heat-and-power cogeneration plant | |
RU2162533C1 (en) | Off-line heat-and-power cogeneration plant | |
RU2162534C1 (en) | Off-line cogeneration power plant | |
RU2573541C1 (en) | Power system based on organic rankine cycle for combustion of associated petroleum gas | |
RU2156373C1 (en) | Off-line stirling-stirling power plant | |
CN203892046U (en) | Negative pressure power machine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20081210 |