Способ и устройство получения электроэнергии

Авторы патента:

F03G3/02 - с колесами, имеющими по окружности выступы или вырезы, взаимодействующие с падающими в них твердыми телами (F03G 3/04 имеет преимущество)

F02C3/28 - с использованием отдельного газогенератора для газификации компонентов топлива перед горением

Владельцы патента RU 2473816:

Малютин Николай Васильевич (RU)
Межлумов Георгий Михайлович (RU)

Изобретение относится к энергетике. Способ получения электроэнергии осуществляет гармоничное комбинирование сил различной природы. Вместо стационарного генератора и динамики «рабочего тела» используют перемещение в «рабочей среде», в качестве которой выступает вода, «преобразователей-аккумуляторов» (контейнеров), в которых вследствие их перемещения - опускания на глубину и подъема на поверхность - преобразуются изменяющиеся внешние силовые параметры среды относительно «внутренних» «преобразователя-аккумулятора», и вследствие этого аккумулируется и фиксируется энергетический потенциал, который реализуется далее при подъеме «преобразователя-аккумулятора» на поверхность. Также предложено устройство для осуществления способа. Изобретение позволяет обеспечить получение электроэнергии экологически чистым способом. 2 н.п.ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области энергетики.

Известен способ получения электроэнергии на основе преобразования кинетической энергии ветра в электроэнергию [Герман Хедер. Конструирование и расчеты. Госмашметиздат. 1934. Москва, (стр.499)]. Способ заключается в следующем. Воздушные массы, перемещаясь, вследствие своего давления на лопасти пропеллера, вращают их. Кинетическая энергия ветра преобразуется во вращательное движение пропеллера. Ось пропеллера соединена с электрогенератором, который преобразует вращательное движение в электроэнергию. Недостатком этого способа является ограниченность мощности, зависимость получаемой энергии от природно-климатических условий, географических условий, непредсказуемость на длительный срок, необходимость занятия больших площадей.

Также известен способ получения электроэнергии на основе преобразования кинетической энергии воды в водопадах в электроэнергию [Герман Хедер. Конструирование и расчеты. Госмашметиздат, 1934, Москва, (стр.485)]. Способ заключается в следующем. Вода падает с определенной высоты на лопасти турбины. Турбина преобразует кинетическую энергию падающей воды во вращательное движение оси турбины, которая соединена с электрогенератором. Электрогенератор вырабатывает электроэнергию. Недостатками этого способа являются необходимость привязки к определенному месту, где есть перепад воды по высоте или необходимость постройки плотин со сложными и дорогостоящими гидротехническими сооружениями, занятие водохранилищами больших площадей, возможность непредвиденных экологических последствий, ограниченность энергопотенциала и мощностей, зависимость от природно-климатических условий, возможность катастрофических последствий при разрушении гидротехнических сооружений.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту к заявляемому способу и устройству его реализации является получение электроэнергии способом на основе перепада уровня воды за счет морских приливов [Герман Хедер. Конструирование и расчеты. Госмашметиздат, 1934, Москва, (стр.486)]. Сущность способа заключается в следующем. Строятся специальные шахты с помещенными в них турбинами. Турбина преобразует кинетическую энергию движения воды, возникающую за счет перепада уровня воды при приливе и отливе, во вращательное движение осевого вала турбины, соединенного с электрогенератором. Электрогенератор вырабатывает электроэнергию.

Недостатками этого способа являются:

- необходимость привязки к определенному береговому ландшафту, где возможны существенные перепады уровня воды за счет приливов и отливов;

- необходимость в сложных береговых капитальных гидротехнических коммуникациях, в наибольшей степени подвергаемых разрушительному воздействию штормов;

- ограниченные возможности по наращиванию потенциальной энергии и мощностей;

- существенные материально-технические сложности по наращиванию мощностей.

Особенностью всех трех вышеприведенных способов является то, что трансформация энергии осуществляется исключительно за счет кинетической энергии «рабочего тела» окружающей среды. «Преобразователь-генератор» энергии является стационарным в пространстве, а также то, что в процессе получения энергии в устройстве используется непосредственно преобразование одного вида энергии в другой, но не используется предварительная аккумуляция энергии.

Общим недостатком всех вышеприведенных способов является то, что возможность получения энергии имеется только в случае наличия кинетической энергии природного энергоносителя (вода, ветер). Недостатком прототипа является также то, что хотя и используется сила гравитации (приливы, вес воды), но используется эта потенциальная энергия гравитации только частично.

Таким образом, основными недостатками прототипа являются: невозможность получения электроэнергии в условиях отсутствия кинетической энергии природного энергоносителя (воды), а также не достаточно полное использование потенциальной энергии гравитации для получения энергии.

Целью изобретения является решение задачи на осуществление возможности получения электроэнергии в условиях отсутствия кинетической энергии природного энергоносителя (воды), а также более полное использование потенциальной энергии гравитации Земли в комбинировании с энергопотенциалами другого рода.

Поставленная цель достигается тем, что ротор электрогенератора, производящего электроэнергию известного способа получения энергии, вращают движущиеся по замкнутому контуру контейнеры, при этом контейнеры, через определенные пространственные интервалы, связывают между собой и образуют из них замкнутый связанный контур, к каждому контейнеру прикрепляют груз, последовательно, по траектории, образующей замкнутый контур, опускают под действием веса контейнеры с грузом на глубину водоема, поднимают контейнеры из глубины водоема под действием выталкивающей силы воды, при этом на максимальной глубине от контейнеров осуществляют отделение и сброс груза, а объем контейнеров увеличивают путем химического преобразования в нем твердого вещества в горючее газообразное, на минимальной глубине осуществляют стравливание газа, находящегося в контейнере под давлением, при этом газ вращает ротор электрогенератора, производящего электроэнергию, а далее этот газ сжигают в газовой турбине, которая также вращает ротор электрогенератора, производящего электроэнергию.

Предлагаемый способ получения энергии состоит в следующем. В море или достаточно глубоком водоеме из контейнеров, которые могут изменять свой объем, образуют замкнутый контур. При этом смежные контейнеры жестко связывают между собой через определенное расстояние между контейнерами. На поверхности водоема, или минимальном расстоянии от поверхности, к контейнерам прикрепляют груз, вес которого в несколько раз больше выталкивающей силы воды. Сам контейнер также весит несколько больше, чем выталкивающая сила контейнера из воды. Одновременно с прикреплением груза к контейнеру во внутреннюю полость контейнера вставляют твердый химический реагент, который при взаимодействии с определенным веществом преобразуется в газообразное горючее состояние. Контейнер герметично закрывается, а объем контейнера фиксируется. Контейнеры последовательно, как на карусели, опускаются на глубину. Максимальная глубина погружения может составлять сотни и тысячи метров. В процессе погружения химические реагенты взаимодействуют, и давление внутри контейнера повышается. При этом объем контейнера, вследствие действия фиксаторов, не изменяется. На максимальной расчетной глубине от контейнеров отделяется груз, который далее автономно падает на дно. Также срабатывают фиксаторы, которые препятствовали увеличению объема контейнера. Объем контейнера возрастает, и сила выталкивания контейнера из воды становится больше веса контейнера. Таким образом, в одном плече, замкнутого жестко связанного контура, действуют силы, направленные вниз, а в другом плече - силы, направленные вверх. Эти силы не противостоят, а поэтому складываются. Весь замкнутый контур с контейнерами вращается. Вращаясь, данный контур вращает электрогенератор, который находится на поверхности. На поверхности с контейнеров стравливают горючий газ, который находится под давлением. При этом газ также вращает ротор электрогенератора. Далее этот газ поступает в газовую турбину, где сжигается. Газовая турбина также вращает ротор электрогенератора. Побочным положительным эффектом в предлагаемом способе может быть утилизация мусора и отходов. Ожидаемая средняя мощность одного замкнутого контура - сотни киловатт, мегаватты.

Для реализации способа получения электроэнергии предлагается устройство, которое отличается от устройства, используемого в «Способе получения энергии» - прототипе [Герман Хедер. Конструирование и расчеты. Госмашметиздат, 1934, Москва, (стр.486)]. Данное устройство не позволяет получать электроэнергию в условиях отсутствия динамики потенциального энергоносителя внешней окружающей среды (воды), и соответственно недостаточности или отсутствия его кинетической энергии, а также в нем исключена возможность в достаточной мере расширения возможностей более полного использования энергетического потенциала гравитационного поля Земли.

С целью устранения указанных недостатков и реализации предлагаемого способа получения электроэнергии предлагается устройство, содержащее электрогенератор, выход которого является выходом устройства, отличающееся тем, что дополнительно введены базовая платформа, совокупность грузовых контейнеров, цепная связь контейнеров, N контейнеров связки - с первого контейнера связки до N контейнера связки, крепление груза контейнеров - от крепления первого контейнера связки до крепления N контейнера связки, прикрепленный к соответствующему контейнеру связки грузовой контейнер - от первого грузового контейнера до N грузового контейнера, фиксаторы внутреннего объема каждого контейнера связки - от фиксатора первого контейнера связки до фиксатора N контейнера связки, затвор каждого контейнера связки - от затвора первого контейнера связки до затвора N контейнера связки, патрон с химическим реагентом каждого контейнера связки - от патрона первого контейнера связки до патрона N контейнера связки, передаточный механизм каждого контейнера связки - от передаточного механизма первого контейнера связки до передаточного механизма N контейнера связки, спусковой механизм газа каждого контейнера связки - от спускового механизма первого контейнера связки до спускового механизма N контейнера связки, ветротурбину, тепловую газовую турбину, коробку механических передач, при этом электрогенератор связан с базовой платформой, которая также связана с совокупностью грузовых контейнеров и цепной связью контейнеров, которая связана со всеми контейнерами связки - с первого контейнера связки по N контейнер связки, каждый контейнер связки связан с креплением грузового контейнера - от крепления первого контейнера связки по крепление N контейнера связки, каждое из которых также связано с совокупностью грузовых контейнеров и каждым грузовым контейнером, прикрепленным к каждому контейнеру связки - с первого грузового контейнера до N грузового контейнера, которые также связаны с цепной связью контейнеров, каждый контейнер связки связан с фиксаторами внутреннего объема контейнера - от фиксатора первого контейнера связки до фиксатора N контейнера связки, каждый фиксатор внутреннего объема контейнера связан с затвором контейнера связки - от затвора первого контейнера связки до затвора N контейнера связки, каждый затвор контейнера связки связан с патроном с химическим реагентом - от патрона первого контейнера связки до патрона N контейнера связки, каждый затвор контейнера связки также связан с передаточным механизмом контейнера связки - от передаточного механизма первого контейнера связки до передаточного механизма N контейнера связки, при этом каждый передаточный механизм контейнера связки связан с фиксатором внутреннего объема контейнера соответствующего контейнера связки, каждый фиксатор внутреннего объема контейнера и каждый контейнер связки связаны со спусковым механизмом газа - от спускового механизма первого контейнера связки до спускового механизма N контейнера связки, каждый спусковой механизм газа также связан с базовой платформой, которая связана с ветротурбиной, которая связана с тепловой газовой турбиной и коробкой механических передач, которая также связана с тепловой газовой турбиной, базовой платформой и электрогенератором.

На чертеже представлены основные составляющие элементы устройства, реализующего способ получения электроэнергии. На чертеже обозначены: электрогенератор 1, базовая платформа 2, совокупность грузовых контейнеров 3, цепная связь контейнеров 4, N - контейнеров связки - с первого контейнера связки 5 до N - контейнера связки 6, крепление груза контейнеров - от крепления первого контейнера связки 7 до крепления N - контейнера связки 8, прикрепленный к каждому контейнеру связки грузовой контейнер - от первого грузового контейнера 9 до N - грузового контейнера 10, фиксаторы внутреннего объема каждого контейнера связки - от фиксатора первого контейнера связки 11 до фиксатора N - контейнера связки 12, затвор каждого контейнера связки - от затвора первого контейнера связки 13 до затвора N - контейнера связки 14, патрон с химическим реагентом каждого контейнера связки - от патрона первого контейнера связки 15 до патрона N - контейнера связки 16, передаточный механизм каждого контейнера связки - от передаточного механизма первого контейнера связки 17 до передаточного механизма N - контейнера связки 18, спусковой механизм газа каждого контейнера связки - от спускового механизма первого контейнера связки 19 до спускового механизма N - контейнера связки 20, ветротурбина 21, тепловая газовая турбина 22, коробка механических передач 23.

Устройство работает следующим образом. На морской поверхности, над глубокой впадиной, располагается базовая платформа 2, плавучесть которой может, например, обеспечиваться за счет воздушных понтонов. Базовая платформа 2 соединена с цепной связью контейнеров 4. Цепная связь контейнеров 4 также связывает между собой N контейнеров связки 5,6. Между смежными контейнерами связки обеспечивается жесткая связь. N контейнеров связки 5,6 с цепной связью контейнеров 4 образуют замкнутый контур, аналогичный вертикально расположенной «карусели». На базовой платформе 2 располагается совокупность грузовых контейнеров 3. Эта совокупность грузовых контейнеров 3 должна периодически пополняться. На базовой платформе 2 к каждому контейнеру связки 5,6 последовательно, посредством крепления груза контейнеров 7,8 прикрепляется грузовой контейнер 9,10. Плотность грузового контейнера 9,10 в несколько раз больше плотности воды. Сам контейнер связки 5,6 может изменять свой объем. В исходном состоянии, на базовой платформе 2, плотность контейнера связки 5,6 несколько больше плотности воды. Также, с прикреплением грузового контейнера 9,10 к контейнеру связки 5,6 в контейнер связки, через затвор 13,14 контейнера связки вставляется патрон с химическим реагентом 15,16. Исходный объем контейнера связки 5,6 фиксируется фиксатором внутреннего объема 11,12. Контейнеры связки 5,6 с грузовыми контейнерами 9,10 последовательно на цепной связи контейнеров 4 опускаются вниз, к морскому дну. При этом вес контейнера связки 5,6 с грузовым контейнером 9,10 существенно превышает силу выталкивания воды. В процессе опускания контейнера связки 5,6 с грузовым контейнером 9,10 в контейнере связки 5,6 осуществляется химическая реакция патрона с химическим реагентом 15,16 и химический реагент из твердого состояния последовательно превращается в газообразное состояние. Давление внутри контейнера связки 5,6 возрастает, но его объем не изменяется, так как он зафиксирован фиксатором внутреннего объема 11,12. При опускании контейнера связки 5,6 внешнее давление также возрастает. На определенной, заданной глубине Н происходит разблокировка крепления груза контейнеров 7,8 и сброс грузового контейнера 9,10. Грузовой контейнер 9,10 далее самостоятельно падает на дно. В то же время срабатывают фиксаторы внутреннего объема контейнера связки 11,12. В этот момент давление внутри контейнера связки 5,6 превышает внешнее давление. Посредством передаточного механизма 17,18 контейнера связки осуществляется изменение объема контейнера связки 5,6, и его плотность становится меньше плотности воды. Выталкивающая сила воды, в данном случае, превышает вес контейнера связки 5,6. Контейнер связки 5,6 начинает подниматься к поверхности. При этом сила веса последовательности контейнеров связки 5,6 с грузовыми контейнерами 9,10 и выталкивающая сила воды контейнеров связки 5,6 организованно складываются. Цепная связь контейнеров 4, вместе с контейнерами связки 5,6 осуществляет вращательное движение. На базовой платформе 2 цепная связь контейнеров 4, через коробку механических передач 23 вращает ротор электрогенератора 1, который генерирует электроэнергию. Контейнеры связки 5,6 поднимаясь, последовательно на базовой платформе 2, через спусковой механизм газа 19,20 сбрасывают избыточное давление, которое существует внутри контейнера связки 5,6. Выходящий под давлением газ вращает ветротурбину 21, которая, через коробку механических передач 23, вращает ротор электрогенератора 1. Далее, на базовой платформе 2, последовательно у каждого контейнера связки 5,6 фиксируется исходный объем, к нему прикрепляется грузовой контейнер 9,10, вставляется патрон с химическим реагентом 15,16 и цикл повторяется. Таким образом, реализуется поточный циклический способ вращения цепной связи контейнеров 4 с контейнерами связки 5,6. Электроэнергия генерируется за счет опускания контейнеров связки 5,6 с грузовыми контейнерами 9,10 под действием превышения веса над выталкивающей силой воды на этапе опускания, силы подъема контейнеров связки 5,6 вследствие превышения силы выталкивания контейнеров связки над весом контейнеров связки на этапе подъема, кинетической энергии выходящего из контейнера связки под давлением газа, кинетической энергии газа патрона с химическим реагентом за счет его расширения при сжигании в тепловой газовой турбине.

В зависимости от примененных технологий, возможно неограниченное наращивание мощностей и имеется значительный потенциальный источник энергии на основе энергии гравитации Земли.

Примерный расчет генерируемой энергии устройством и варианта возможной средней мощности получения энергии на основе предлагаемого способа следующий. На глубине Н₁=10 м давление воды равно 1 атм.

1 атм=100000 Па=100000 ^Н/_м ².

На глубине Н₂=1000 м давление воды равно 100 атм.

100 атм=10⁷ ^Н/_м ².

Если площадь штока равна 1 м^2, то давление на шток равно F_д=10⁷ Н.

Если ход штока равен ∆ℓ=1 м, то потенциальная энергия «сжатия» равна

∆Э=(F ∆ℓ)=10⁷ Дж.

Обозначим: Р_к - вес контейнера связки; F_вк - сила выталкивания контейнера связки;

Р_гр - вес груза; F_{в гр} - сила выталкивания груза.

На этапе 1 (опускание): Сила, направленная вниз:

∆F₁=(Р_к+Р_гр) - (F_вк1+F_{в гр})

На этапе 2 (подъем): Сила, направленная вверх:

∆F₂=F_вк2 - Р_к

Пусть: Н=1000 м; Р_к=25000 Н; Р_гр=30000 Н; F_вк1=20000 Н; F_{в гр}=10000 Н;

F_вк2=30000 Н. Тогда ∆F₁=25000 Н. ∆F₂=5000 Н. Необходимо изменить объем контейнера связки - 1 м³. Следовательно, газ одного контейнера должен совершить работу не менее 10⁷ Дж. Работа при опускании одного контейнера связки с грузом равна:

∆Э₁=∆F₁*Н=25·10⁶ Дж.

Работа при подъеме одного контейнера связки равна:

∆Э₂=∆F2*Н=5·10⁶ Дж.

Тогда энергия одного контейнера связки (без сжигания газа) равна:

∆Э_Σ1=∆Э+∆Э₁+∆Э₂=40*10⁶ Дж.

Пусть длина всей «карусели» равна 2200 м. Расстояние между контейнерами равно 22 м. Тогда количество контейнеров N=100. Суммарная энергия «карусели» равна 40*10⁸ Дж.

Если скорость «карусели» равна 2,2 м/с, то время одного цикла равно 1000 с, а средняя мощность «карусели» (без учета сжигания газа) равна 4*10⁶ Вт.

1. Способ получения электроэнергии на основе использования энергетического потенциала природной среды путем комбинирования и преобразования сил внешнего природного энергоносителя в электрическую энергию, заключающийся в том, что электрогенератор вследствие вращения его ротора за счет действия внешних сил генерирует электроэнергию, отличающийся тем, что ротор электрогенератора вращают движущиеся по замкнутому контуру контейнеры, при этом контейнеры через определенные пространственные интервалы связывают между собой и образуют из них замкнутый связанный контур, к каждому контейнеру прикрепляют груз, последовательно, по траектории, образующей замкнутый контур, опускают под действием веса контейнеры с грузом на глубину водоема, поднимают контейнеры из глубины водоема под действием выталкивающей силы воды, при этом на максимальной глубине от контейнеров осуществляют отделение и сброс груза, а объем контейнеров увеличивают путем химического преобразования в нем твердого вещества в горючее газообразное, на минимальной глубине осуществляют стравливание газа, находящегося в контейнере под давлением, при этом газ вращает ротор электрогенератора, производящего электроэнергию, а далее этот газ сжигают в газовой турбине, которая также вращает ротор электрогенератора производящего электроэнергию.

2. Устройство для осуществления способа по п.1, содержащее электрогенератор, выход которого является выходом устройства, отличающееся тем, что дополнительно введены базовая платформа, совокупность грузовых контейнеров, цепная связь контейнеров, N контейнеров связки - с первого контейнера связки до N контейнера связки, крепление груза контейнеров - от крепления первого контейнера связки до крепления N контейнера связки, прикрепленный к соответствующему контейнеру связки грузовой контейнер - от первого грузового контейнера до N грузового контейнера, фиксаторы внутреннего объема каждого контейнера связки - от фиксатора первого контейнера связки до фиксатора N контейнера связки, затвор каждого контейнера связки - от затвора первого контейнера связки до затвора N контейнера связки, патрон с химическим реагентом каждого контейнера связки - от патрона первого контейнера связки до патрона N контейнера связки, передаточный механизм каждого контейнера связки - от передаточного механизма первого контейнера связки до передаточного механизма N контейнера связки, спусковой механизм газа каждого контейнера связки - от спускового механизма первого контейнера связки до спускового механизма N контейнера связки, ветротурбину, тепловую газовую турбину, коробку механических передач, при этом электрогенератор связан с базовой платформой, которая также связана с совокупностью грузовых контейнеров и цепной связью контейнеров, которая связана со всеми контейнерами связки - с первого контейнера связки по N контейнер связки, каждый контейнер связки связан с креплением грузового контейнера - от крепления первого контейнера связки по крепление N контейнера связки, каждое из которых также связано с совокупностью грузовых контейнеров и каждым грузовым контейнером, прикрепленным к каждому контейнеру связки - с первого грузового контейнера до N грузового контейнера, которые также связаны с цепной связью контейнеров, каждый контейнер связки связан с фиксаторами внутреннего объема контейнера - от фиксатора первого контейнера связки до фиксатора N контейнера связки, каждый фиксатор внутреннего объема контейнера связан с затвором контейнера связки - от затвора первого контейнера связки до затвора N контейнера связки, каждый затвор контейнера связки связан с патроном с химическим реагентом - от патрона первого контейнера связки до патрона N контейнера связки, каждый затвор контейнера связки также связан с передаточным механизмом контейнера связки - от передаточного механизма первого контейнера связки до передаточного механизма N контейнера связки, при этом каждый передаточный механизм контейнера связки связан с фиксатором внутреннего объема контейнера соответствующего контейнера связки, каждый фиксатор внутреннего объема контейнера и каждый контейнер связки связаны со спусковым механизмом газа - от спускового механизма первого контейнера связки до спускового механизма N контейнера связки, каждый спусковой механизм газа также связан с базовой платформой, которая связана с ветротурбиной, которая связана с тепловой газовой турбиной и коробкой механических передач, которая также связана с тепловой газовой турбиной, базовой платформой и электрогенератором.

Двигатель // 2079705

Изобретение относится к преобразованию гравитационной энергии в механическую. .

Механический двигатель // 2025575

Способ эксплуатации энергетической установки с интегрированной газификацией, а также энергетическая установка // 2471080

Изобретение относится к способу эксплуатации энергетической установки интегрированным газифицирующим устройством. .

Способ работы газотурбинной установки // 2467187

Изобретение относится к газотурбинной технологии, используемой для получения работы и генерации электроэнергии или в качестве привода транспортных средств или компрессорных станций магистральных газопроводов.

Комбинированная энергетическая система // 2463463

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано для выработки электроэнергии гарантированных параметров в широком температурном диапазоне атмосферного воздуха при пониженном выбросе вредных веществ в составе выхлопных газов.

Комбинированная парогазовая установка // 2455499

Изобретение относится к области теплоэнергетики, в частности к комбинированным энергетическим установкам, производящим электрическую и тепловую энергию. .

Способ генерации энергии // 2444637

Изобретение относится к способам преобразования энергии газообразного топлива (природный или синтез-газ, водород) в механическую (электрическую), преимущественно к транспортным энергетическим установкам и системам энергообеспечения на их основе и предназначено для транспортных средств, снабженных электро- или гибридным приводом.

Электростанция комбинированного цикла с внутрицикловой газификацией (варианты), устройство управления для такой электростанции (варианты) и способ управления такой электростанцией // 2438028

Газогенератор // 2406840

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к двигателестроению, и может применяться там, где требуется источник горячего газа с высокими энергетическими параметрами, например в газотурбинных и прямоточных двигателях или при расчистке обледенелой взлетно-посадочной полосы.

Парогазовая установка с пиролизом угля // 2387847

Изобретение относится к области теплоэнергетики. .

Способ и установка для комплексной термической переработки твердого топлива // 2340651

Изобретение относится к способу и установке для комплексной переработки твердого топлива с целью получения из него жидких углеводородных топлив и электроэнергии. .

Газотурбинный двигатель // 2280184

Изобретение относится к авиадвигателестроению, в частности к газотурбинным двигателям, и может быть широко использовано в двигателях различного назначения. .

Способ использования угля в парогазовой установке на основе процесса пиролиза // 2487158

Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к способу получения высокотемпературного воздуха для использования его в качестве рабочего тела в газовой турбине

Системы и способы производства сверхчистого водорода при высоком давлении // 2516527

Изобретение относится к области химии. В первом реакторе производят экзотермически-генерированный продукт 4 синтез-газа, преобразуя первую часть потока углеводородного сырья. В теплообменной установке риформинга получают эндотермически-преобразованный продукт 7 синтез-газа, в котором, по меньшей мере, часть тепла используют от экзотермически-генерированного продукта синтез-газа. Поток 7 охлаждают. Охлажденный поток 8 пропускают через высокотемпературный реактор сдвига, в котором часть CO реагирует с паром, давая диоксид углерода и водород. Полученный поток 9 направляют в низкотемпературный реактор сдвига. Полученный поток 11 подают в сепаратор, который отделяет метан от комбинации экзотермически-генерированного продукта синтез-газа и эндотермически-преобразованного продукта синтез-газа, получая поток отходящего газа. При этом нагреватель сжигает, по меньшей мере, часть отходящего газа, используя выхлоп из газовой турбины в качестве окислителя, давая потоки перегретого пара и углеводородного сырья, используемые в экзотермически- и эндотермически-генерированном продукте синтез-газа. Генератор генерирует энергию, используя газовую турбину для приведения в действие установки по производству кислорода, обеспечивая кислород для генерирования синтез-газа. Изобретение позволяет получать водород высокой чистоты при высоком давлении. 3 н. и 26 з.п. ф-лы, 16 ил.

Твердотопливная газотурбинная установка // 2545113

Изобретение относится к энергетике. Твердотопливная газотурбинная установка, содержащая компрессор, турбину, полезную нагрузку, расположенные на одном валу, твердотопливную камеру сгорания, выполненную в виде последовательно установленных газификатора, дожигателя и смесителя, и теплообменник. Компрессор выполнен с входом атмосферного воздуха и выходом, соединенным с входом холодного контура теплообменника. Выход холодного контура теплообменника соединен с входом турбины, выход турбины связан с линией подачи воздуха в камеру сгорания, выполненной в виде трех трубопроводов с дросселями, установленными в трубопроводах подачи воздуха в смеситель и дожигатель. Установка дросселей в трубопроводах подачи воздуха в смеситель и дожигатель определяет минимальные гидравлические потери через газификатор и тем самым обеспечивает максимальный КПД установки. Изобретение позволяет снизить потери по тракту газотурбинной установки, исключает абразивный износ проточной части установки и повышает КПД установки в целом. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Энергетическая установка с газификатором и обработка отходов // 2561793

Изобретение относится к энергетике. В изобретении описаны системы постепенного окисления, в которые поступает твердое, жидкое или газообразное топливо и которые обеспечивают обработку твердого, жидкого или газообразного топлива. Система может включать в себя установку для газификации твердого топлива, которая обеспечивает извлечение и очистку газообразного топлива из твердого топлива. Система также может включать в себя реакционную камеру, в которую поступает газообразное топливо и которая обеспечивает поддержание процесса постепенного окисления топлива. В некоторых вариантах осуществления жидкости, содержащие загрязняющие вещества, могут быть подвергнуты окислению в камере постепенного окисления. Жидкое топливо и газообразное топливо могут быть подведены в камеру окисления отдельно или в сочетании. Изобретение позволяет повысить эффективность использования топлива. 7 н. и 55 з.п. ф-лы,16 ил.

Топливная система газопаротурбинной установки и способ ее промывки // 2576398

Топливная система (8) и способ её промывки для газопаротурбинной установки с интегрированной газификацией угля, включающей газовую турбину (1). Топливная система (8) подключена к камере (3) сгорания газовой турбины (1) и содержит устройство (10) для газификации природного топлива и газопровод (9), ответвляющийся от устройства (10) для газификации и соединенный с камерой (3) сгорания газовой турбины (1). В направлении, обратном потоку, выше камеры (3) сгорания в газопровод (9) встроено устройство (21) для насыщения топлива паром. Имеется промывочный трубопровод (42), встроенный в газопровод (9) между устройством (10) для газификации и устройством (21) для насыщения. Топливную систему (8) промывают посредством введения промывочной среды в газопровод (9) между устройством (10) газификации и устройством (21) для насыщения в направлении камеры (3) сгорания. Достигается повышение надёжности и снижение трудоёмкости промывки. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 1 ил.

Способ получения электроэнергии из некондиционной топливной биомассы и устройство для его осуществления // 2631450

Изобретение относится к электроэнергетике на основе возобновляемых источников энергоресурсов и местных видов топлива, в частности биомассы, децентрализованному электроснабжению, а также к переработке и утилизации твердых органических, в том числе бытовых отходов. Техническим результатом является повышение эффективности производства электроэнергии. Способ предусматривает на первой стадии подачу исходного сырья - измельченной топливной биомассы различного происхождения - и осуществление ее паровоздушной газификации в плотном слое в реакторе-газификаторе прямого процесса, при этом в процессе газификации в противоток движению сырья через нижнюю часть реактора-газификатора, где происходит накопление и вывод твердых продуктов - отходов газификации, в активную зону газификации посредством, например, дутья подают газифицирующие агенты - воздух и водяной пар и/или воду - в необходимых для протекания окислительно-восстановительных реакций газификации соотношениях с газифицируемым сырьем, а получаемый в результате газификации горючий топливный газ фильтруется через слой загруженного в реактор-газификатор сырья и отводится из его верхней части для использования на второй стадии, включающей сжигание получаемого топливного газа в паровом котле, преобразование тепловой энергии пара в механическую энергию в тепловой машине и в электрическую энергию посредством электрогенератора. Причем сырье для газификации - некондиционную по содержанию влаги топливную биомассу, подвергают предварительной подготовке, включающей сушку, для чего создают замкнутый контур циркуляции рабочего тела тепловой машины, в котором отработавший пар охлаждают в воздушном конденсаторе атмосферным воздухом, который затем за счет принудительной циркуляции в качестве сушильного агента используют для конвективной воздушно-калориферной сушки подаваемого сырья, а отработавший пар, завершивший фазовый переход, в виде конденсата продолжает циркулировать в замкнутом контуре, при этом сырьем для сушки является оптимизированная биотопливная смесь, которую получают путем смешивания сырья из различных групп, характеризующихся различными значениями параметров топливной биомассы, в том числе некондиционной по одному или нескольким параметрам, при этом оптимизируемой характеристикой является относительная влажность биотопливной смеси, параметром оптимизации - состав смеси как соотношение весовых долей видов сырья в конечной смеси, а критерием оптимальности - соответствие значения относительной влажности биотопливной смеси оптимальному значению, обеспечивающему максимум электрического КПД на выходе электрогенератора при полном удалении внешней влаги из сырья в процессе его сушки. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 1 табл., 4 ил.

Способ получения электроэнергии из некондиционной (влажной) топливной биомассы и устройство для его осуществления // 2631456

Изобретение относится к электроэнергетике на основе возобновляемых источников энергоресурсов и местных видов топлива, в частности биомассы, децентрализованному электроснабжению, а также к переработке и утилизации твердых органических, в том числе бытовых, отходов. Техническим результатом является повышение эффективности производства электроэнергии. Способ предусматривает на первой стадии подачу исходного сырья - измельченной топливной биомассы различного происхождения - и осуществление ее паровоздушной газификации в плотном слое в реакторе-газификаторе прямого процесса, при этом в процессе газификации в противоток движению сырья через нижнюю часть реактора-газификатора, где происходит накопление и вывод твердых продуктов - отходов газификации, в активную зону газификации посредством, например, дутья подают газифицирующие агенты - воздух и водяной пар и/или воду - в необходимых для протекания окислительно-восстановительных реакций газификации соотношениях с газифицируемым сырьем, а получаемый в результате газификации горючий топливный газ фильтруется через слой загруженного в реактор-газификатор сырья и отводится из его верхней части для использования на второй стадии, включающей сжигание получаемого топливного газа с преобразованием тепловой энергии в механическую энергию посредством тепловой машины и в электрическую энергию посредством электрогенератора. При этом исходное сырье для производства электроэнергии перед подачей на газификацию подвергают полной глубокой сушке, включая конвективную воздушно-калориферную сушку для удаления внешней влаги с использованием тепла отработавшего в тепловой машине рабочего тела посредством его воздушного охлаждения и, возможно, конденсации в замкнутом контуре циркуляции рабочего тела, а также кондуктивно-конвективную сушку отходящими дымовыми газами для удаления остаточной, в том числе реакционной, влаги. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 14 ил., 1 табл.

Гибридная энергетическая установка // 2636599

Изобретение относится к оборудованию для генерации энергии в области альтернативной, а именно водородной энергетики, и может быть использовано для получения электрической и/или механической энергии. Установка содержит реактор, связанный с блоком подготовки суспензии, смонтированный в газостатических подшипниках вал, на одном конце которого установлено Сегнерово колесо, имеющее возможность соединения с потребителем или преобразователем энергии, а другой связан с воздушным компрессором, блок разделения смеси пара, водорода и оксидов алюминия на водород, оксиды алюминия и воду, вход которого связан с Сегнеровым колесом, камеру сгорания, входы которой связаны с блоком разделения для подачи в камеру сгорания водорода и воды, а также связанную с воздушным компрессором для подачи воздуха, а выход камеры сгорания связан с парогазовой турбиной. Установка оснащена дополнительными турбиной, работающей на смеси пара, водорода и оксидов алюминия, и воздушным компрессором, роторы которых соединены посредством смонтированного в газостатических подшипниках вала, причем вход указанной дополнительной турбины связан с выходом реактора, а выход дополнительного воздушного компрессора связан с газостатическими подшипниками валов. Заявленная установка обеспечивает высокоэффективную выработку энергии, а также утилизацию алюминиевой пудры в различных соотношениях с последующей выработкой водорода и использование энергии при его сжигании. За счет применения двух контуров обеспечивается плавная регулировка установки по выходной мощности с сохранением максимальной эффективности работы. Одновременно решаются задачи снижения частоты вращения вала за счет снижения пиковых нагрузок и оптимальных условий работы газостатических подшипников, что увеличивает ресурс работы установки. 1 ил.