СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СИЛЬНО ПЕРЕГРЕТОГО ПАРА И УСТРОЙСТВО ДЕТОНАЦИОННОГО ПАРОГЕНЕРАТОРА (ВАРИАНТЫ)
METHOD FOR OBTAINING HIGHLY OVERHEATED STEAM AND DETONATION STEAM GENERATOR DEVICE (OPTIONS)

Область техники
Изобретение относится к способам и устройствам для получения сильно перегретого водяного пара для использования в различных технологических установках, например, по переработке и утилизации твердых бытовых и других отходов по бескислородным технологиям.
В существующих парогенераторах перегретый водяной пар, как правило, получают теплопередачей от горячих продуктов сгорания того или иного горючего: тепло сначала подводится для подогрева питательной воды до температуры насыщения и ее парообразования, а затем - к насыщенному водяному пару. В результате на выходе из парогенератора получают перегретый пар заданной температуры, которая не может превысить адиабатическую температуру горения того или иного горючего (например, для смеси метана с воздухом около 2200 K) и определяется жаропрочностью материала стенок теплообменников. Даже если стенки теплообменников выполнены из дорогостоящей жаропрочной стали их максимальная температура не превышает ~1000 К. Поэтому получение сильно перегретого пара, т.е. пара с очень высокой температурой (1500-2000 К и выше) - проблема, которая до настоящего времени не решена. Для решения этой проблемы предлагается новый способ сильного перегрева насыщенного водяного пара с помощью его ударного или детонационного сжатия и разогрева в циклическом или непрерывном рабочем процессе, основанном на импульсно-детонационном (Фролов С.М., Сметанюк В.А., Фролов Ф.С., Патент WO/2016/060582 А1, Способ детонационной штамповки и устройство для его реализации B21D 26/08 (2006.01), опубликованный 21.04.2016) или непрерывно-детонационном (Фролов С.М., Фролов Ф.С Устройство для сжигания топлива в непрерывной детонационной волне. Заявка PCT/RU 2013/000130 от 19.02.2013) сжигании того или иного горючего. Во-первых, в таком способе вместо относительно медленной теплопередачи через стенки теплообменника используется быстропротекающий процесс ударного сжатия и разогрева водяного пара в бегущей ударной или детонационной волне, повышающей давление и температуру до 25-30 и до 8-10 раз соответственно в течение нескольких микросекунд. Во-вторых, детонационное сжигание горючего более энергоэффективно, чем дефлаграционное (Фролов С.М., Барыкин А.Е., Борисов А.А. Термодинамический цикл с детонационным сжиганием топлива. Химическая физика, 2004, том 23, №3, с. 17-25).
Предшествующий уровень техники
Известны способы работы и устройства генераторов перегретого пара, описанные в монографии Резникова М.И. и Липова Ю.М «Паровые котлы тепловых электростанций» - М.: Энергоиздат, 1981, с. 9-11. Описанные в данной монографии способы заключаются в передаче энергии, выделяемой при сжигании различных топлив посредством теплопередачи через стенки теплообменника, сначала воде, а затем к влажному насыщенному пару, который поступает в пароперегреватель, где завершается образование перегретого пара. Известные устройства для получения перегретого пара включают, как правило, камеру сгорания (топку) и три вида поверхностей нагрева: экономайзер (для предварительного подогрева воды), парообразующий экран (для получения влажного пара) и пароперегреватель (для получения собственно перегретого пара). Основной недостаток таких способов и устройств заключается в их низкой экономичности, обусловленной недогоранием топлива, и высокой металлоемкости из-за необходимости использовать развитые поверхности теплообмена между продуктами горения и водой/паром.
Известны способ работы и устройство для генерирования перегретого пара, предложенные в заявке на изобретение RU 94028304 A1, F22G 1/10 (1995.01), F22B 1/28 (1995.01), 27.05.1995. В предложенном способе перегретый пар генерируется дросселированием и последующим нагреванием насыщенного пара, причем насыщенный пар получают в емкости путем нагревания находящейся в ней жидкости при постоянном давлении насыщения, меньшем давления в критической точке и равном давлению до дросселирования, а нагревание сдросселированного пара осуществляют путем рекуперативного теплообмена с этой же жидкостью в этой же емкости. В устройстве, согласно предложенному способу, жидкость по патрубку 7 поступает в корпус 1, где нагревается с помощью нагревателя 2. Нагрев жидкости происходит при постоянном давлении. Образующийся насыщенный пар поднимается в верхнюю часть корпуса 1 и поступает в дроссель 3. Сдросселированный пар по магистрали 4 проходит в теплообменник 5, который погружен в нагреваемую в корпусе жидкость. При теплообмене сдросселированного пара с жидкостью происходит перегрев пара, и перегретый пар по магистрали 6 поступает потребителю. Основной недостаток устройства заключается в том, что максимально достижимая температура образуемого перегретого пара ограничена температурой системы «вода -насыщенный пар» в корпусе, которая, не превышает, согласно изобретению, температуру при давлении в критической точке.
Известно устройство для генерирования перегретого пара, предложенное в патенте RU 2202067 С2, F22B 31/04 (2000.01), F23R 7/00 (2000.01), 10.04.2003. Устройство содержит топочную камеру, включающую горелочное устройство, камеру охлаждения, питательный насос, экономайзер, парообразующие экраны, пароперегреватель, детонатор и дополнительные топочные камеры с горелочными устройствами и камерами охлаждения. Детонатор имеет цилиндр, поршень, энергоаккумулятор, амортизатор, детонационный канал, систему клапанов и установлен в одной из топочных камер. Все топочные камеры содержат жалюзи и клапаны и соединены между собой детонационными каналами, а камеры охлаждения снабжены шлаковыми летками, фильтрами и соплами. Основной недостаток устройства заключается в том, что для получения перегретого пара используется только тепловая составляющая детонационной волны, а тепловая энергия передается водяному пару традиционным способом - с помощью теплопередачи.
st
th
Наиболее близкими к предлагаемому изобретению по технической сущности является способ и устройство для его реализации, предложенные в патенте WO 2011/070580 A1, F23D 14/12 (2006.01), 09.12.2010 и в работе «Performance-Stability and Performance-Safety of a Practical Pulse Detonation Burner (based on patent WO 2011070580 A8)» // Michael Zettner / The 31 Annual Symposium on the Israel Section of the Combustion Institute, December 14, 2017, pp.73-76. В способе-прототипе пар генерируется в результате теплопередачи от ударных волн и продуктов детонации к нагреваемой воде и/или пару через стенку камеры сгорания, имеющей развитую наружную поверхность. Устройство-прототип включает систему подачи топлива, систему подачи окислителя, каналы подачи топлива и окислителя в камеру сгорания, камеру сгорания с гладкими внутренними стенками, источник искрового зажигания, выпускной канал, соединяющий камеру сгорания с атмосферой, а также теплообменник для нагрева воды и/или пара, состоящий из внешнего кожуха и ребер, выполненных на внешней стороне стенки камеры сгорания. Основной недостаток способа-прототипа и устройства-прототипа заключается в том, что для получения перегретого пара используется только тепловая составляющая детонационной волны, а тепловая энергия передается водяному пару традиционным способом - с помощью теплопередачи.
Раскрытие изобретения
Задача изобретения - создание способа сильного перегрева водяного пара с помощью его ударного или детонационного сжатия и разогрева в циклическом или непрерывном рабочем процессе, основанном на детонационном сжигании смеси «горючее - окислитель», не перемешанной или перемешанной с водяным паром.
Задача изобретения - создание устройства, которое обеспечит сильный перегрев водяного пара с помощью его ударного или детонационного сжатия и разогрева в циклическом или непрерывном рабочем процессе, основанном на детонационном сжигании смеси «горючее - окислитель», не перемешанной или перемешанной с водяным паром.
Решение поставленной задачи достигается предлагаемыми:
- способом получения сильно перегретого водяного пара из питательной воды за счет циклического или непрерывного детонационного сжигания горючей смеси, в котором водяной пар, предварительно получаемый из питательной воды, подвергается циклическому или непрерывному детонационному сжатию в случае, когда горючая смесь перемешана с водяным паром и находится внутри концентрационных пределов детонации, или циклическому ударному сжатию в случае, когда горючая смесь не перемешана с водяным паром, причем в обоих случаях часть тепловой энергии, выделяющейся при циклическом или непрерывном детонационном сжигания горючей смеси, расходуется на предварительное получение водяного пара из питательной воды с помощью теплопередачи.
- устройством, включающим камеру сгорания, системы подачи горючего и окислителя, систему зажигания и систему подачи питательной воды, в котором камера сгорания выполнена в виде импульсно-детонационной трубы, система подачи питательной воды включает приточный резервуар с датчиком температуры питательной воды и датчиком уровня питательной воды, причем приточный резервуар всегда частично заполнен питательной водой, а импульсно-детонационная труба и подводящие магистрали систем подачи горючего и окислителя всегда погружены в эту питательную воду, а в верхней части приточного резервуара, всегда заполненной водяным паром, расположен паровой коллектор с клапаном, направляющий водяной пар во входное сечение импульсно-детонационной трубы;
- устройством, включающим камеру сгорания, системы подачи горючего и окислителя, систему зажигания и систему подачи питательной воды, в котором камера сгорания выполнена в виде кольцевой или дисковой непрерывно-детонационной камеры сгорания, снабженной системой охлаждения, а система подачи питательной воды включает приточный резервуар с датчиком температуры питательной воды и датчиком уровня питательной воды, причем питательная вода сначала поступает в систему охлаждения непрерывно-детонационной камеры сгорания, а затем в приточный резервуар, всегда частично заполненный питательной водой, а непрерывно-детонационная камера сгорания и подводящие магистрали систем подачи горючего и окислителя всегда погружены в эту питательную воду, а в верхней части приточного резервуара, всегда заполненной водяным паром, расположен паровой коллектор с клапаном, направляющий водяной пар во входное сечение непрерывно-детонационной камеры сгорания.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 приведена схема первого варианта заявляемого устройства: 1 - импульсно-детонационная труба, 2 - паровой коллектор с клапаном, 3 - приточный резервуар, 4 - датчик уровня питательной воды, 5 - датчик температуры питательной воды, 6 - система зажигания, 7 - подводящая магистраль системы подачи окислителя, 8 - подводящая магистраль системы подачи горючего, ДВ - детонационная волна, ВП - водяной пар.
На фиг. 2 приведена схема второго варианта заявляемого устройства: 2 - паровой коллектор с клапаном, 3 - приточный резервуар, 4 - датчик уровня питательной воды, 5 - датчик температуры питательной воды, 6 - система зажигания, 7 - подводящая магистраль системы подачи окислителя, 8 - подводящая магистраль системы подачи горючего, 9 - непрерывно-детонационная кольцевая или дисковая камера сгорания, ДВ - детонационная волна, ВП - водяной пар, СО - система охлаждения, НДКС - непрерывно-детонационная камера сгорания.
Вариант осуществления изобретения
На фиг. 1 приведена схема первого варианта заявляемого устройства. Основной узел устройства - импульсно-детонационная труба (1) с присоединенным к ее входному сечению паровым коллектором (2) с клапаном. Импульсно-детонационная труба (1) и паровой коллектор (2) с клапаном размещены в приточном резервуаре (3) с датчиком уровня питательной воды (4) и датчиком температуры (5). Устройство также включает систему зажигания (6), а также системы подачи окислителя и горючего и систему управления (на фиг. не показаны). Импульсно-детонационная труба (1) и подводящие магистрали систем подачи окислителя (7) и горючего (8) всегда погружены в питательную воду, а паровой коллектор (2) с клапаном располагается в верхней части приточного резервуара (3), всегда заполненной водяным паром.
На фиг. 2 приведена схема второго варианта заявляемого устройства. Основной узел устройства - непрерывно-детонационная камера сгорания (9), снабженная системой охлаждения (на фиг. не показана). К входному сечению непрерывно-детонационной камеры сгорания (9) присоединен паровой коллектор (2) с клапаном. Непрерывно-детонационная камера сгорания (9) и паровой коллектор (2) с клапаном размещены в приточном резервуаре (3) с датчиком уровня питательной воды (4) и датчиком температуры (5). Устройство также включает систему зажигания (6), системы подачи окислителя и горючего и систему управления (на фиг. не показаны). Непрерывно-детонационная камера сгорания (9) и подводящие магистрали систем подачи окислителя (7) и горючего (8) всегда погружены в питательную воду, а паровой коллектор (2) с клапаном располагается в верхней части приточного резервуара (3), всегда заполненной водяным паром.
Предлагаемое устройство работает следующим образом.
В первом варианте предлагаемого устройства нижняя часть приточного резервуара (3) всегда заполнена питательной водой, причем импульсно-детонационная труба (1) и подводящие магистрали систем подачи окислителя (7) и горючего (8) всегда погружены в питательную воду. Верхняя часть приточного резервуара (3) всегда заполнена водяным паром, который образуется при испарении питательной воды, охлаждающей нагретую поверхность импульсно-детонационной трубы (1). Система управления с помощью датчика уровня питательной воды (4) и датчика температуры питательной воды (5) обеспечивает поддержание постоянного уровня и постоянной температуры питательной воды в приточном резервуаре (3). Устройство работает циклически с частотой рабочих циклов, задаваемых системой управления.
Рабочий цикл начинается с заполнения импульсно-детонационной трубы (1) свежей порцией рабочего тела: горючей смесью и водяным паром, причем горючая смесь может быть перемешана или не перемешана с водяным паром. Окислитель подается в импульсно-детонационную трубу (1) по подводящей магистрали системы подачи окислителя (7), а горючее - по подводящей магистрали системы подачи горючего (8). Водяной пар подается в импульсно-детонационную трубу (1) по паровому коллектору (2) с клапаном из верхней части приточного резервуара (3). Времена подачи окислителя, горючего и водяного пара в импульсно-детонационную трубу (1) определяются системой управления. При этом система управления может обеспечить несколько режимов работы предлагаемого устройства.
В режиме работы I окислитель, горючее и водяной пар подаются в импульсно-детонационную трубу (1) одновременно до ее полного или частичного заполнения.
В режиме работы II в импульсно-детонационную трубу (1) сначала подается только водяной пар, а затем в дополнение к водяному пару начинают одновременно подаваться окислитель и горючее до тех пор, пока импульсно-детонационная труба (1) не будет заполнена водяным паром полностью, а горючей смесью частично.
В режиме работы III в импульсно-детонационную трубу (1) сначала подается только водяной пар, а затем подача водяного пара прекращается и одновременно начинают подаваться только окислитель и горючее, и заполнение импульсно-детонационной трубы (1) продолжается до тех пор, пока она не будет заполнена такой расслоенной смесью полностью или частично.
По достижении той или иной заданной степени заполнения импульсно-детонационной трубы (1) подача окислителя и горючего в импульсно-детонационную трубу (1) прекращается. Для устойчивой работы устройства необходимо предотвращать возможность контакта свежей горючей смеси с горячими продуктами детонации предыдущего рабочего цикла. Это достигается формированием «пробки» водяного пара между свежей горючей смесью и горячими продуктами детонации предыдущего рабочего цикла. Например, в режиме работы I после прекращения подачи окислителя и горючего в импульсно-детонационную трубу (1) подача водяного пара еще продолжается в течение некоторого промежутка времени, достаточного для формирования «пробки».
Заполнение импульсно-детонационной трубы (1) горючей смесью заканчивается в момент, когда по команде системы управления в импульсно-детонационной трубе (1) инициируется процесс детонационного горения горючей смеси при помощи системы зажигания (6). Процесс детонационного горения осуществляется в соответствии с принципом, изложенным в патенте WO/2016/060582 А1, Способ детонационной штамповки и устройство для его реализации, B21D 26/08 (2006.01), опубликованном 21.04.2016.
При реализации режима работы I перегрев водяного пара осуществляется в результате его сжатия в детонационной волне, бегущей по смеси «горючее - окислитель - водяной пар», причем в результате детонационного горения смеси «горючее - окислитель» может образовываться дополнительное количество перегретого водяного пара (если в составе горючего имеется водород).
При реализации режима работы II перегрев водяного пара осуществляется сначала в результате его сжатия в бегущей детонационной волне, а затем, после выхода детонационной волны в объем импульсно-детонационной трубы (1), заполненный водяным паром, и превращение детонационной волны в ударную волну, перегрев водяного пара осуществляется в результате его сжатия в этой ударной волне.
При реализации режима III перегрев водяного пара осуществляется в результате его сжатия в бегущей ударной волне, получаемой после выхода детонационной волны из объема импульсно-детонационной трубы (1), заполненного смесью «горючее - окислитель», в объем импульсно-детонационной трубы (1), заполненный водяным паром.
2
На всех рассмотренных режимах работы предлагаемого устройства полученная смесь перегретого водяного пара с примесью продуктов детонации, например СО, направляется потребителю через выходное сечение импульсно-детонационной трубы (1) до тех пор, пока система управления не выдаст сигнал на начало следующего рабочего цикла, начинающегося с заполнения импульсно-детонационной трубы (1) свежей порцией рабочего тела.
Во втором варианте предлагаемого устройства нижняя часть приточного резервуара (3) всегда заполнена питательной водой, причем непрерывно-детонационная камера сгорания (9) и подводящие магистрали систем подачи окислителя (7) и горючего (8) всегда погружены в питательную воду, поступающую через систему охлаждения непрерывно-детонационной камеры сгорания (9). Верхняя часть приточного резервуара (3) всегда заполнена водяным паром, который образуется при испарении питательной воды, охлаждающей нагретые поверхности непрерывно-детонационной камеры сгорания (9). Система управления с помощью датчика уровня питательной воды (4) и датчика температуры питательной воды (5) обеспечивает поддержание постоянного уровня и постоянной температуры питательной воды в приточном резервуаре (3). Устройство работает непрерывно.
Рабочий процесс заключается в непрерывной раздельной подаче в непрерывно-детонационную камеру сгорания (9) компонентов рабочего тела: горючего, окислителя и водяного пара. Окислитель подается в непрерывно-детонационную камеру сгорания (9) по подводящей магистрали системы подачи окислителя (7), а горючее - по подводящей магистрали системы подачи горючего (8). Водяной пар подается в непрерывно-детонационную камеру сгорания (9) по паровому коллектору (2) с клапаном из верхней части приточного резервуара (3). Расходы окислителя, горючего и водяного пара через непрерывно-детонационную камеру сгорания (9) определяются системой управления и обеспечивают устойчивый рабочий процесс с непрерывно-детонационным горением.
2
Процесс инициирования непрерывно-детонационного горения осуществляется с помощью системы зажигания (6), а протекание самого рабочего процесса осуществляется в соответствии с принципом, изложенным в патенте WO 2014/129920 А1, Устройство для сжигания топлива в непрерывной детонационной волне, F23R 7/00 (2006.01), опубликованном 28.08.2014 (авторы Фролов С.М., Фролов Ф.С). Перегрев водяного пара осуществляется в результате его сжатия в детонационной волне, непрерывно вращающейся в непрерывно-детонационной камере сгорания (9), заполняемой смесью «горючее - окислитель - водяной пар», причем в результате детонационного горения смеси «горючее - окислитель» может образовываться дополнительное количество перегретого водяного пара (если в составе горючего имеется водород). Полученная смесь перегретого водяного пара с примесью продуктов детонации, например СО, направляется потребителю через выходное сечение непрерывно-детонационной камеры сгорания (9).
Приводим пример осуществления первого варианта изобретения на опытном образце предлагаемого устройства, оснащенного регистрирующей аппаратурой.
Опытный образец устройства включал приточный резервуар, частично заполненный питательной водой, импульсно-детонационную трубу, систему подачи окислителя, систему подачи горючего, паровой коллектор с клапаном, систему зажигания, систему подачи питательной воды, а также систему управления. В качестве окислителя использовали кислород, в качестве горючего - магистральный природный газ.
Импульсно-детонационная труба включала камеру сгорания внутренним диаметром 150 мм и длиной 400 мм, к которой последовательно присоединены ускоритель пламени внутренним диаметром 150 мм и длиной 3500 мм с препятствиями-турбулизаторами, обеспечивающими быстрый переход горения в детонацию, и гладкий участок трубы внутренним диаметром 150 мм и длиной 3000 мм. Камера сгорания содержала смесительное устройство с обратным клапаном, коллектор подачи горючего с 20 распределенными форсунками, обеспечивающими быстрое смешение горючего с окислителем и водяным паром, и 4 автомобильные свечи зажигания, обеспечивающие надежное зажигание горючей смеси, и была присоединена к магистралям подачи кислорода из системы подачи окислителя и водяного пара из парового коллектора с клапаном. Импульсно-детонационная труба, паровой коллектор с клапаном и подводящие магистрали систем подачи окислителя и горючего были размещены в приточном резервуаре. Импульсно-детонационная труба и подводящие магистрали систем подачи окислителя и горючего были погружены в питательную воду, а паровой коллектор с клапаном размещался в верхней части приточного резервуара, всегда заполненной водяным паром. Выходное сечение импульсно-детонационной трубы сообщалось с атмосферой.
Расходы кислорода, водяного пара и природного газа выбирались такими, чтобы состав горючей смеси «горючее - окислитель - водяной пар», заполняющей импульсно-детонационную трубу был стехиометрическим по соотношению горючего и окислителя, а соотношение объемов водяного пара и кислорода достигало 3:1. Время подачи компонентов горючей смеси задавали таким, чтобы обеспечить полное заполнение импульсно-детонационной трубы. Испытания проводились при частоте работы опытного образца устройства до 5 Гц. Измерения параметров рабочего режима и теплового состояния опытного образца устройства проводились по методикам приемочных испытаний горелки импульсно-детонационной скоростной (ЦИДГ. 100.000.000 ПМ01), разработанным в рамках государственного контракта №16.526.12.6018 от «14» октября 2011 г. (Шифр «2011-2.6-526-006-002») «Разработка высокоскоростной энергосберегающей импульсно-детонационной газовой горелки для повышения эффективности тепловой работы промышленных печей и теплоэнергетических установок».
Испытания показали, что в импульсно-детонационной трубе циклически формируется детонационная волна, бегущая вдоль трубы со скоростью 1700±50 м/с с максимальным избыточным давлением на уровне 30±5 атм. Другими словами, при соотношении объемов водяного пара и кислорода до 3:1 в горючей смеси «горючее - окислитель - водяной пар» достигался устойчивый процесс импульсно-детонационного горения. В таких условиях в выходном сечении импульсно-детонационной трубы циклически формируется плотная и дальнобойная струя сильно перегретого водяного пара с примесью диоксида углерода с температурой выше 2000°С.
Приводим пример осуществления второго варианта изобретения на опытном образце предлагаемого устройства, оснащенного регистрирующей аппаратурой.
Опытный образец устройства включал приточный резервуар, частично заполненный питательной водой, непрерывно-детонационную кольцевую камеру сгорания, систему подачи окислителя, систему подачи горючего, паровой коллектор с клапаном, систему зажигания, систему подачи питательной воды, а также систему управления. В качестве окислителя использовали кислород, в качестве горючего - магистральный природный газ.
Кольцевая непрерывно-детонационная камера сгорания длиной 310 мм состояла из внешней цилиндрической стенки диаметром 406 мм и соосно расположенного водоохлаждаемого цилиндрического центрального тела с кольцевым зазором 25 мм. В основании непрерывно-детонационной камеры сгорания размещались магистрали систем подачи окислителя и горючего, а также паровой коллектор с клапаном. Окислитель и водяной пар подавались в осевом направлении, а горючее подавалось в радиальном направлении через 240 отверстий диаметром 1 мм, равномерно распределенных по периметру центрального тела, что обеспечивало быстрое смешение горючего, окислителя и водяного пара. Для инициирования рабочего процесса использовали автомобильную свечу зажигания, установленную во внешней цилиндрической стенке. Непрерывно-детонационная камера сгорания, паровой коллектор с клапаном и подводящие магистрали систем подачи окислителя и горючего были размещены в приточном резервуаре. Непрерывно-детонационная камера сгорания и подводящие магистрали систем подачи окислителя и горючего были погружены в питательную воду, причем питательная вода сначала поступала в систему охлаждения непрерывно-детонационной камеры сгорания, а затем в приточный резервуар, всегда частично заполненный питательной водой. Паровой коллектор с клапаном размещался в верхней части приточного резервуара, всегда заполненной водяным паром. Выходное сечение непрерывно-детонационной камеры сгорания сообщалось с атмосферой.
Расходы кислорода, водяного пара и природного газа выбирались такими, чтобы состав горючей смеси «горючее - окислитель - водяной пар», заполняющей непрерывно-детонационную камеру сгорания был стехиометрическим по соотношению горючего и окислителя, а соотношение объемов водяного пара и кислорода достигало 1:1. Измерения параметров рабочего режима и теплового состояния опытного образца устройства проводились по методикам экспериментальных исследований стендового демонстрационного образца детонационного ракетного двигателя, разработанным в рамках государственного контракта №14.609.21.0002 (идентификатор контракта RFMEFI60914X0002) с Минобрнауки России по теме «Разработка технологий использования сжиженного природного газа (метан, пропан, бутан) в качестве топлива для ракетно-космической техники нового поколения и создание стендового демонстрационного образца ракетного двигателя» в рамках федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы».
Испытания показали, что в кольцевом зазоре непрерывно-детонационной камеры сгорания формируется и вращается детонационная волна с тангенциальной скоростью 1800±50 м/с. Другими словами, при соотношении объемов водяного пара и кислорода 1:1 в горючей смеси «горючее - окислитель - водяной пар» достигался устойчивый процесс непрерывно-детонационного горения. В таких условиях в выходном сечении непрерывно-детонационной камеры сгорания формируется плотная и дальнобойная струя сильно перегретого водяного пара с примесью диоксида углерода с температурой выше 2000°C.
Таким образом, предложены способ и устройства, обеспечивающие получение сильно перегретого водяного пара для использования в различных технологических установках, например, для переработки и утилизации твердых бытовых и других отходов по бескислородным технологиям.