ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА

Решение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано в качестве энергетической установки для объектов специального назначения, например для специальных фортификационных сооружений, подводных технических средств и мобильных комплексов.
Известна энергоустановка с двигателем Стерлинга и водородосодержащим топливом, включающая в себя двигатель Стерлинга и теплоиспользующую холодильную машину Патент РФ №2169319, F25B 27/02, опубл. 20.06.2001. Однако в данной установке используются дорогостоящие водородное топливо и камера сгорания с катализатором.
Известны различные установки на основе жидкого или высокометаллизированного и/или безгазового топлива, например энергохолодильная система с двигателем Стерлинга, использующая в качестве источника теплоты реакцию окисления магния Патент РФ №2214566, F25В 27/02, опубл. 20.10.2003. Однако для начала реакции окисления магния и выделения теплоты требуется наличие окислителя, а в результате реакции образуются окислы магния, которые необходимо в данной системе удалять.
Известна энергоустановка с двигателем Стерлинга и водородосодержащим топливом, включающая в себя двигатель Стерлинга и теплоиспользующую холодильную машину Патент РФ №2169319, F25B 27/02, опубл. 20.06.2001. Однако в данной установке используется дорогостоящее водородное топливо и камера сгорания с катализатором.
В качестве прототипа принята энергоустановка пат. РФ №2258826, F0261/043, опубл. 20.08.2005, включающая в себя двигатель Стерлинга с нагревателем и холодильником, электрогенератор, связанный с двигателем, снабженная тепловым генератором, состоящим из реакционной камеры, камеры безгазового топлива и воспламенительного устройства, реакционная камера теплового генератора связана с нагревателем двигателя Стирлинга через замкнутый газовый контур с промежуточным теплоносителем, а в качестве безгазового топлива применены термиты.
Недостатком данной установки является невозможность остановки реакции горения топлива термита и регулировки мощности установки. Решается задача улучшения эксплуатационных характеристик установки.
Эти недостатки устраняются предлагаемым решением.
Технический результат - обеспечение возможности изменения мощности и остановка установки.
Этот технический результат достигается тем, что энергетическая установка, включающая двигатель Стерлинга с нагревателем, холодильником и электрогенератором, связанный с двигателем, снабженая тепловым генератором, состоящим из реакционной камеры, камеры безгазового топлива и воспламенительного устройства, реакционная камера теплового генератора связана с нагревателем двигателя Стерлинга через замкнутый контур с промежуточным теплоносителем, снабжена блоком хранения окислителя, который через теплообменник соединен с холодильником двигателя Стерлинга, подача окислителя в зону горения осуществлена по трубопроводу, проходящему через теплообменник.
Преимуществом раздельного хранения топлива и окислителя является возможность контроля реакции горения с возможностью прекращения, а также меньшая пожароопасность. Теплообменник применяемый для подогрева окислителя позволяет увеличить общий КПД системы.
Предлагаемая энергетическая установка приведена на схеме. Она содержит двигатель Стерлинга 1 и электрогенератор 2, связанный с двигателем, тепловой генератор 3, состоящим из реакционной камеры 4, камеры безгазового топлива 5 и воспламенительного устройства 6. Реакционная камера 4 теплового генератора связана с нагревателем 7 двигателя Стерлинга через замкнутый контур 8 с промежуточным теплоносителем, предназначенным для передачи тепла от сгоревшего топлива к нагревателю двигателя Стерлинга, в качестве топлива используется высокометаллизированное алюмосодержащее топливо. Установка снабжена блоком хранения окислителя 9, который через теплообменник 10 соединен с холодильником 11 двигателя Стерлинга. Подача окислителя в зону горения теплового генератора осуществляется по трубопроводу 12, проходящему через теплообменник 10. Кроме того имеется компрессор для обеспечения циркуляции теплоносителя 13
Энергетическая установка работает следующим образом.
В тепловом генераторе 3 посредством воспламенительного устройства 6 создается первичная реакционная зона, куда подается подогретый окислитель из блока хранения 9. В результате взаимодействия топлива и окислителя выделяется тепло, которое посредством замкнутого контура 8 разогревает нагреватель 7 двигателя Стерлинга, обеспечивая его пуск. Холодильник 11 двигателя Стерлинга, связанный через теплообменник 10 с блоком хранения окислителя 9, обеспечивает испарение и нагрев окислителя, который, проходя через теплообменник, подается в предварительно разогретую зону, обеспечивая горение топлива. Регулируя подачу окислителя, можно изменять тепловыделение, то есть регулируется мощность. После прекращение горения выгоревшее топливо, имея значительную температуру, используется как тепловой аккумулятор. В случае необходимости аварии установка останавливается путем прекращения подачи окислителя.
Анализ аналогов показывает, что предлагаемое решение соответствует критерию «новизна». Проведенные испытания на модельном стенде подтверждают возможность его промышленного применения.