ОДНО- И ДВУХСТУПЕНЧАТАЯ СИСТЕМА ПРЯМОЙ ГЕНЕРАЦИИ НА ОСНОВЕ ВИНТОВОГО ДЕТАНДЕРА ДЛЯ ГАЗА И ПАРА (DSG)

1. Способ выработки электроэнергии, включающий:
обеспечение постоянной подачи газа под давлением при заданных температуре и давлении,
подачу указанного газа под давлением в несколько сцепленных роторов, соответствующих системе прямой генерации на основе винтового детандера для газа и пара (DSG), содержащей по меньшей мере один винт, имеющий выходной вал, который вращается, когда через него расширяется газ под давлением,
расширение указанного газа под давлением внутри указанного детандера до пониженного давления и
соединение выходного вала детандера с генератором для выработки электроэнергии.
2. Система для выработки электроэнергии, содержащая:
источник газа под давлением при первом давлении и температуре,
систему прямой генерации на основе винтового детандера для газа и пара (DSG), содержащую по меньшей мере один винт, содержащий несколько сцепленных роторов и выходной вал, который вращается, когда через него расширяется газ под давлением,
средство расширения указанного газа под давлением до пониженного давления, и
средство, соединенное с выходным валом указанного детандера и предназначенное для выработки электроэнергии.
3. Способ выработки электроэнергии, включающий:
обеспечение постоянной подачи газа под давлением при заданных температуре и давлении,
подачу указанного газа под давлением к входному отверстию для текучей среды системы прямой генерации на основе винтового детандера для газа и пара (DSG), содержащей по меньшей мере один винт, причем указанный DSG содержит несколько сцепленных друг с другом роторов, выходное отверстие для текучей среды и выходной вал, который вращается, когда текучая среда в нем расширяется между входным отверстием и выходным отверстием,
обеспечение выпускного давления и температуры в выходном отверстии детандера, причем выпускное давление и температура ниже заданного давления и температуры, и
соединение выходного вала детандера с генератором для выработки электроэнергии.
4. Способ использования системы прямой генерации на основе винтового детандера для газа и пара (DSG) для защиты поверхностей DSG из сплавов на основе железа специальным полимерным покрытием, включающий:
обеспечение постоянной подачи отработанного пара, газа под давлением или геотермально нагретой текучей среды, содержащей в качестве основной своей части воду в состоянии насыщенной жидкости при заданных температуре и давлении,
подачу указанной текучей среды к сцепленным друг с другом нескольким роторам, соответствующим DSG, имеющим выходной вал, который вращается, когда текучая среда или пар расширяется через него,
расширение указанной текучей среды или пара в указанном детандере до таких давления и температуры, что часть указанной воды расширяется в детандере в паровую фазу,
соединение выходного вала детандера с генератором для выработки электроэнергии,
направление пара, газа и геотермальной соленой воды прямо через DSG,
защиту поверхностей роторов и корпуса детандера из сплавов на основе железа от коррозии, образования окалины и истирания,
защиту поверхностей роторов и корпуса детандера из сплавов на основе железа от истирания в связи с непосредственным контактом с минеральными твердыми веществами и агрессивными водными химическими веществами в пару или в геотермальной соленой воде.
5. Способ применения системы прямой генерации на основе винтового детандера для газа и пара (DSG) для повышения эффективности расширения системы, включающий:
обеспечение постоянной подачи отработанного пара, газа под давлением или геотермально нагретой текучей среды, содержащей в качестве основной своей части воду в состоянии насыщенной жидкости при заданных температуре и давлении,
подачу указанной текучей среды к сцепленным друг с другом нескольким роторам, соответствующим DSG, имеющим выходной вал, который вращается, когда текучая среда или пар расширяется через него,
расширение указанной текучей среды или пара в указанном детандере до таких давления и температуры, что часть указанной воды расширяется в детандере в паровую фазу,
соединение выходного вала детандера с генератором для выработки электроэнергии,
использование двух наборов двойных винтов в DSG для увеличения отношения объема к давлению от приблизительно 4:1 до 10:1;
увеличение отношения объема к давлению в DSG, используя пар, газ или геотермальную соленую воду, с подачей их непосредственно в винт для 100% повышения к.п.д. системы от 10% до более 20%,
использование DSG для непосредственно пара, газа под давлением или геотермальной соленой воды для увеличения эффективности расширения с 40% до более 80%.
6. Система для выработки электроэнергии, содержащая:
входную систему, которая обеспечивает газ под давлением в качестве рабочей текучей среды,
систему прямой генерации на основе винтового детандера для газа и пара (DSG), содержащую по меньшей мере один винт и принимающую указанную рабочую текучую среду из направляющей системы для поворота указанного по меньшей мере одного винта в DSG, причем указанная рабочая текучая среда расширяется, когда она проходит через DSG, и указанный по меньшей мере один винт поворачивает по меньшей мере один вал,
выходную систему, которая получает рабочую текучую среду после прохождения через DSG, и
электрический генератор, поворачиваемый под действием указанного по меньшей мере одного вала.
7. Система по п.6, в которой DSG содержит по меньшей мере одну пару сцепленных винтов.
8. Система по п.7, в которой DSG содержит по меньшей мере две пары сцепленных винтов, работающих в последовательных ступенях, причем рабочая текучая среда проходит через винты первой пары сцепленных роторов и поворачивает их до протекания через винты второй пары сцепленных роторов и их поворота.
9. Система по п.6, в которой винты DSG покрыты полимерным покрытием для защиты от коррозии и чрезмерного износа от химических веществ, твердых веществ и минералов.
10. Способ генерации электроэнергии, включающий:
обеспечение постоянной подачи газа при первой температуре и давлении,
подачу указанного газа в первый детандер, имеющий несколько сцепленных друг с другом роторов, которые имеют по меньшей мере один выходной вал, который вращается в результате расширения газа,
расширение указанного газа в указанном первом детандере до второго давления и температуры,
создание крутящего момента на указанном по меньшей мере одном выходном валу в результате расширения газа через роторы первого детандера, и
соединение указанного по меньшей мере одного выходного вала первого детандера с генератором для выработки электроэнергии.
11. Способ по п.10, в котором:
подают указанный газ ко второму детандеру после выхода из первого детандера при указанных вторых температуре и давлении, причем указанный второй детандер имеет несколько сцепленных друг с другом роторов, которые имеют по меньшей мере один выходной вал, который вращается в результате расширения газа, и
расширяют указанный газ во втором детандере от указанной второй температуры и второго давления до третьей температуры и третьего давления.
12. Способ по п.10, в котором газ представляет собой природный газ, а источником постоянной подачи давления газа является газовая магистраль.
13. Способ по п.10, в котором нагревают подаваемый газ перед его поступлением в первый детандер.
14. Способ по п.13, в котором:
измеряют температуру и давление газа перед его поступлением в первый детандер,
определяют, нужно ли далее нагревать газ, и
дополнительно нагревают газ, если устанавливают, что требуется дальнейшее нагревание.
15. Способ по п.10, в котором:
разделяют газ на первый поток и второй поток, передают первый поток газа в первый детандер, передают второй поток газа в станцию снижения давления и объединяют выходы первого детандера и станции снижения давления в выходной поток газа в газопроводе низкого давления.
16. Способ по п.10, в котором первый детандер представляет собой безмасляный детандер, в котором роторы не соприкасаются друг с другом или с внутренней частью корпуса первого детандера.
17. Система для выработки электроэнергии из снижения давления природного газа, содержащая:
первый детандер, имеющий несколько сцепленных друг с другом роторов, которые имеют по меньшей мере один выходной вал, причем первый детандер выполнен с возможностью приема подаваемого газа при первой температуре и первом давлении и с возможностью расширения газа до второй температуры и второго давления, и при расширении газа от первой температуры и первого давления до второй температуры и второго давления вращается указанный по меньшей мере один выходной вал,
генератор для выработки электроэнергии, соединенный с указанным по меньшей мере одним выходным валом и вращаемый им.
18. Система по п.17, в которой первый детандер представляет собой безмасляный детандер, в котором роторы не соприкасаются друг с другом или с внутренней частью корпуса роторов.
19. Система по п.17, которая дополнительно содержит второй детандер, представляющий собой безмасляный детандер, в котором роторы не соприкасаются друг с другом или с внутренней частью корпуса и имеют по меньшей мере один выходной вал, причем второй детандер выполнен с возможностью приема подаваемого газа при второй температуре и втором давлении и с возможностью расширения газа до третьей температуры и третьего давления, и при расширении газа от второй температуры и второго давления вращается по меньшей мере один выходной вал.