ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА

1. Энергетическая установка, включающая контур рециркуляции, по которому рециркулируют рабочую среду, причем контур рециркуляции включает компоненты, предназначенные для приема потока рабочей среды, выходящего из соседнего компонента, расположенного выше по потоку, и обеспечения потока рабочей среды, поступающего в соседний компонент, расположенный ниже по потоку, где контур рециркуляции включает рециркуляционный компрессор; верхнюю по потоку камеру сгорания, расположенную ниже по потоку относительно рециркуляционного компрессора; турбину высокого давления, расположенную ниже по потоку относительно верхней по потоку камеры сгорания; нижнюю по потоку камеру сгорания, расположенную ниже по потоку относительно турбины высокого давления; турбину низкого давления, расположенную ниже по потоку относительно нижней по потоку камеры сгорания, и рециркуляционный трубопровод, предназначенный для направления потока рабочей среды, выходящего из турбины низкого давления, в рециркуляционный компрессор, и энергетическая установка включает:
компрессор для окислителя, предназначенный для обеспечения сжатого окислителя как для верхней по потоку камеры сгорания, так и для нижней по потоку камеры сгорания, и
средство извлечения части рабочей среды из точки отбора, расположенной в заранее заданном положении в контуре рециркуляции.
2. Энергетическая установка по п.1, в которой:
поток рабочей среды, выходящий из турбины низкого давления, включает отработанные газы, которые посредством рециркуляционного трубопровода, направляют в рециркуляционный компрессор;
рециркуляционный компрессор предназначен для сжатия отработанных газов, так что поток рабочей среды, выходящий из рециркуляционного компрессора включает сжатые отработанные газы, и
средства извлечения части рабочей среды из точки отбора включают средства регулирования количества извлеченной рабочей среды, извлекаемой в точке отбора.
3. Энергетическая установка по п.2, в которой рециркуляционный трубопровод предназначен для сбора части отработанных газов из турбины низкого давления и направления части отработанных газов по длине трубопровода так, что отработанные газы поставляют на вход рециркуляционного компрессора; где рециркуляционный трубопровод дополнительно включает парогенератор-рекуператор, содержащий бойлер, и парогенератор-рекуператор сконструирован так, что отработанные газы из турбины низкого давления составляют источник тепла для бойлера.
4. Энергетическая установка по п.2, в которой по меньшей мере один из компонентов, выбранных из холодильника и вентилятора, расположен в рециркуляционном трубопроводе; где холодильник включает средства регулируемого извлечения тепла из отработанных газов, проходящих через рециркуляционный трубопровод, чтобы достичь более предпочтительной температуры на входе в рециркуляционный компрессор, а вентилятор включает средства обеспечения регулируемой циркуляции отработанных газов, проходящих через рециркуляционный трубопровод, чтобы достичь более предпочтительного давления на входе в рециркуляционный компрессор.
5. Энергетическая установка по п.2, дополнительно включающая по меньшей мере один из подвода топлива в верхнюю по потоку камеру сгорания и подвода топлива в нижнюю по потоку камеру сгорания; причем
подвод топлива в верхнюю по потоку камеру сгорания, если он присутствует, включает средства регулируемого изменения количества топлива, подаваемого в верхнюю по потоку камеру сгорания, и
подвод топлива в нижнюю по потоку камеру сгорания, если он присутствует, включает средства регулируемого изменения количества топлива, подаваемого в нижнюю по потоку камеру сгорания.
6. Энергетическая установка по п.5, дополнительно включающая:
первый трубопровод для окислителя, предназначенный для поставки сжатого окислителя из компрессора для окислителя в верхнюю по потоку камеру сгорания, включающий средства регулируемого изменения количества сжатого окислителя, подаваемого в верхнюю по потоку камеру сгорания, и
второй трубопровод для окислителя, предназначенный для поставки сжатого окислителя в нижнюю по потоку камеру сгорания, включающий средства регулируемого изменения количества сжатого окислителя, подаваемого в нижнюю по потоку камеру сгорания.
7. Энергетическая установка по п.6, дополнительно включающая бустерный компрессор, расположенный по меньшей мере в одном из первого трубопровода для окислителя и второго трубопровода для окислителя, причем бустерный компрессор предназначен для повышения давления сжатого окислителя, протекающего по меньшей мере через один из первого трубопровода для окислителя и второго трубопровода для окислителя, так что сжатый окислитель, подаваемый в верхнюю по потоку камеру сгорания или нижнюю по потоку камеру сгорания, имеет давление, соответствующее предпочтительному давлению ввода в верхнюю по потоку или нижнюю по потоку камеру сгорания.
8. Энергетическая установка по п.6, в которой на верхнем по потоку конце второго трубопровода для окислителя обеспечено соединение с первым трубопроводом для окислителя.
9. Энергетическая установка по п.8, дополнительно включающая выпускной клапан для выпуска в атмосферу, расположенный в первом трубопроводе для окислителя между компрессором для окислителя и бустерным компрессором, причем выпускной клапан выполнен с возможностью регулируемого изменения количества сжатого окислителя, выпускаемого в атмосферу.
10. Энергетическая установка по п.9, в которой первый трубопровод для окислителя включает бустерный компрессор, предназначенный для повышения давления сжатого окислителя, проходящего через первый трубопровод для окислителя, и соединение второго трубопровода для окислителя с первым трубопроводом для окислителя расположено ниже по потоку относительно бустерного компрессора.
11. Энергетическая установка по п.9, в которой первый трубопровод для окислителя включает бустерный компрессор, предназначенный для повышения давления сжатого окислителя, проходящего через первый трубопровод для окислителя, и соединение второго трубопровода для окислителя с первым трубопроводом для окислителя расположено выше по потоку относительно бустерного компрессора.
12. Энергетическая установка по п.6, в которой на верхнем по потоку конце первый трубопровод для окислителя содержит первое место отбора окислителя, где сжатый окислитель извлекают из компрессора для окислителя; на верхнем по потоку конце второй трубопровод для окислителя содержит второе место отбора окислителя, где сжатый окислитель извлекают из компрессора для окислителя, и в компрессоре для окислителя первое место отбора окислителя расположено ниже по потоку относительно второго места отбора окислителя.
13. Энергетическая установка по п.12, в которой первое положение для извлечения окислителя включает положение в нагнетательной камере компрессора для окислителя, и в которой второе положение для извлечения окислителя включает ступень вверх по потоку от нагнетательной камеры компрессора.
14. Энергетическая установка по п.12, в которой первое место отбора окислителя находится в заранее заданном положении в компрессоре для окислителя, исходя из предпочтительного давления ввода в верхнюю по потоку камеру сгорания, и второе место отбора окислителя находится в заранее заданном положении в компрессоре для окислителя, исходя из предпочтительного давления ввода в нижнюю по потоку камеру сгорания.
15. Энергетическая установка по п.6, дополнительно включающая средства регулирования энергетической установки таким образом, что одна из верхней по потоку камеры сгорания и нижней по потоку камеры сгорания работает в предпочтительном стехиометрическом отношении; где заранее заданное положение точки отбора включает интервал положений в контуре рециркуляции, который ограничен между той из верхней по потоку камеры сгорания и нижней по потоку камеры сгорания, которая работает в предпочтительном стехиометрическом отношении, и в направлении вниз по потоку, другой из верхней по потоку и нижней по потоку камеры сгорания.
16. Энергетическая установка по п.15, в которой средства регулирования энергетической установки таким образом, что одна из верхней по потоку камеры сгорания и нижней по потоку камеры сгорания работает в предпочтительном стехиометрическом отношении, включают компьютеризированный блок управления, предназначенный для регулирования работы следующих компонентов: средств регулируемого изменения количества сжатого окислителя, подаваемого в верхнюю по потоку камеру сгорания; средств регулируемого изменения количества сжатого окислителя, подаваемого в нижнюю по потоку камеру сгорания; средств регулируемого изменения количества топлива, подаваемого в верхнюю по потоку камеру сгорания, и средств для регулируемого изменения количества топлива, подаваемого в нижнюю по потоку камеру сгорания, и предпочтительное стехиометрическое отношение включает стехиометрическое отношение, приблизительно равное 1.
17. Энергетическая установка по п.16, в которой предпочтительное стехиометрическое отношение включает стехиометрическое отношение от 0,75 до 1,25.
18. Энергетическая установка по п.16, в которой предпочтительное стехиометрическое отношение включает стехиометрическое отношение от 0,9 до 1,1.
19. Энергетическая установка по п.16, в которой предпочтительное стехиометрическое отношение включает стехиометрическое отношение от 1,0 до 1,1.
20. Энергетическая установка по п.15, в которой по меньшей мере один из подвода топлива в верхнюю по потоку камеру сгорания и подвода топлива в нижнюю по потоку камеру сгорания представляет собой подвод топлива в верхнюю по потоку камеру сгорания, но не подвод топлива в нижнюю по потоку камеру сгорания, и средства регулирования энергетической установки таким образом, что одна из верхней по потоку камеры сгорания и нижней по потоку камеры сгорания работает в предпочтительном стехиометрическом отношении, включают средства регулирования энергетической установки таким образом что нижняя по потоку камера сгорания работает в предпочтительном стехиометрическом соотношении.
21. Энергетическая установка по п.20, в которой заранее заданное положение точки отбора включает интервал положений в контуре рециркуляции, определенный между нижней по потоку камерой сгорания, и в направлении вниз по потоку, верхней по потоку камерой сгорания.
22. Энергетическая установка по п.21, в которой верхняя по потоку камера сгорания предназначена для объединения сжатого окислителя из компрессора для окислителя с сжатыми отработанными газами из рециркуляционного компрессора, и внутри нее сжигают топливо из подвода топлива в верхнюю по потоку камеры сгорания, и нижняя по потоку камера сгорания предназначена для объединения сжатого окислителя из компрессора для окислителя с отработанными газами из турбины высокого давления, и внутри нее сжигают топливо, содержащееся в отработанных газах из турбины высокого давления.
23. Энергетическая установка по п.21, дополнительно включающая средства анализа рабочей среды, чтобы определить работает ли нижняя по потоку камера сгорания в предпочтительном стехиометрическом соотношении; и средства для анализа рабочей среды расположены в контуре рециркуляции относительно заранее заданного положения точки отбора.
24. Энергетическая установка по п.23, в которой средства анализа рабочей среды включают по меньшей мере один из датчика для определения избытка окислителя и датчика для определения неизрасходованного топлива, и положение средств анализа рабочей среды в контуре рециркуляции включает интервал положений, определенный между точкой отбора и, в направлении вверх по потоку, нижней по потоку камерой сгорания.
25. Энергетическая установка по п.15, в которой по меньшей мере один из подвода топлива в верхнюю по потоку камеру сгорания и подвода топлива в нижнюю по потоку камеру сгорания представляет собой подвод топлива в нижнюю по потоку камеру сгорания, а не подвод топлива в верхнюю по потоку камеру сгорания; где средства регулирования энергетической установки таким образом, что одна из верхней по потоку камеры сгорания и нижней по потоку камеры сгорания работает в предпочтительном стехиометрическом отношении, включают средства регулирования энергетической установки таким образом, что верхняя по потоку камера сгорания работает в предпочтительном стехиометрическом отношении, и где заранее заданное положение точки отбора включает интервал положений, определенный между верхней по потоку камерой сгорания и, в направлении вниз по потоку, нижней по потоку камерой сгорания.
26. Энергетическая установка по п.25, дополнительно включающая средства анализа рабочей среды, чтобы определить, работает ли нижняя по потоку камера сгорания в предпочтительном стехиометрическом отношении; где средства анализа рабочей среды включают датчик для определения избытка окислителя, и где положение средств анализа рабочей среды в контуре рециркуляции включает интервал положений, определенный между точкой отбора и, в направлении вверх по потоку, верхней по потоку камерой сгорания.
27. Энергетическая установка по п.15, в которой по меньшей мере один из подвода топлива в верхнюю по потоку камеру сгорания и подвода топлива в нижнюю по потоку камеру сгорания включает как подвод топлива в нижнюю по потоку камеру сгорания, так и подвод топлива в верхнюю по потоку камеру сгорания, и где средства регулирования энергетической установки таким образом, что одна из верхней по потоку камеры сгорания и нижней по потоку камеры сгорания работает в предпочтительном стехиометрическом отношении, включают средства регулирования энергетической установки таким образом, что нижняя по потоку камера сгорания работает в предпочтительном стехиометрическом отношении.
28. Энергетическая установка по п.27, в которой в которой заранее заданное положение точки отбора включает интервал положений в контуре рециркуляции, определенный между нижней по потоку камерой сгорания и, в направлении вниз по потоку, верхней по потоку камерой сгорания.
29. Энергетическая установка по п.28, в которой верхняя по потоку камера сгорания предназначена для объединения сжатого окислителя из компрессора для окислителя с сжатыми отработанными газами из рециркуляционного компрессора, и внутри нее сжигают топливо из подвода топлива в верхнюю по потоку камеру сгорания, а нижняя по потоку камера сгорания предназначена для объединения сжатого окислителя из компрессора для окислителя с отработанными газами из турбины высокого давления, и внутри нее сжигают топливо из подвода топлива в нижнюю по потоку камеру сгорания.
30. Энергетическая установка по п.28, дополнительно включающая средства анализа рабочей среды, чтобы определить, работает ли нижняя по потоку камера сгорания в предпочтительном стехиометрическом отношении; где средства анализа рабочей среды расположены в контуре рециркуляции относительно заранее заданного положения точки отбора.
31. Энергетическая установка по п.30, в которой средства анализа рабочей среды включают по меньшей мере один из датчика для определения избытка окислителя и датчика для определения неизрасходованного топлива, и где положение средства анализа рабочей среды в контуре рециркуляции включает интервал положений, определенных между точкой отбора и, в направлении вверх по потоку, нижней по потоку камерой сгорания.
32. Энергетическая установка по п.15, в которой по меньшей мере один из подвода топлива в верхнюю по потоку камеру сгорания и подвода топлива в нижнюю по потоку камеру сгорания включает как подвод топлива в нижнюю по потоку камеру сгорания, так и подвод топлива в верхнюю по потоку камеру сгорания, и где средства регулирования энергетической установки таким образом, что одна из верхней по потоку камеры сгорания и нижней по потоку камеры сгорания работает в предпочтительном стехиометрическом отношении, включают средства регулирования энергетической установки таким образом, что верхняя по потоку камера сгорания работает в предпочтительном стехиометрическом отношении.
33. Энергетическая установка по п.32, в которой заранее заданное положение точки отбора включает интервал положений в контуре рециркуляции, определенный между верхней по потоку камерой сгорания и, в направлении вниз по потоку, нижней по потоку камерой сгорания.
34. Энергетическая установка по п.33, в которой верхняя по потоку камера сгорания предназначена для объединения сжатого окислителя из компрессора для окислителя с сжатыми отработанными газами из рециркуляционного компрессора, и внутри нее сжигают топливо из подвода топлива в верхнюю по потоку камеру сгорания, и нижняя по потоку камера сгорания предназначена для объединения сжатого окислителя из компрессора для окислителя с отработанными газами из турбины высокого давления, и внутри нее сжигают топливо из подвода топлива в нижнюю по потоку камеру сгорания.
35. Энергетическая установка по п.33, дополнительно включающая средства анализа рабочей среды, чтобы определить, работает ли верхняя по потоку камера сгорания в предпочтительном стехиометрическом отношении, где средства анализа рабочей среды расположены в контуре рециркуляции относительно заранее заданного положения точки отбора.
36. Энергетическая установка по п.35, в которой средства анализа рабочей среды включают по меньшей мере один из датчика для кислорода и датчика для определения неизрасходованного топлива, и где положение средств анализа рабочей среды в контуре рециркуляции включает интервал положений, определенный между точкой отбора и, в направлении вверх по потоку, верхней по потоку камерой сгорания.
37. Энергетическая установка по п.15, дополнительно включающая датчик для кислорода, предназначенный для анализа рабочей среды в контуре рециркуляции и расположенный между точкой отбора и, в направлении вверх по потоку по контуру рециркуляции, первой встречной из верхней по потоку камерой сгорания и нижней по потоку камеры сгорания; и дополнительно включающая средства определения, превосходит ли содержание кислорода заранее заданный порог.
38. Энергетическая установка по п.2, дополнительно включающая:
нагрузку и
общий вал, соединяющий нагрузку, компрессор для окислителя, рециркуляционный компрессор, турбину высокого давления и турбину низкого давления, так что турбина высокого давления и турбина низкого давления приводят в действие нагрузку, компрессор для окислителя и рециркуляционный компрессор.
39. Энергетическая установка по п.38, в которой:
нагрузка включает генератор;
на общем валу, рециркуляционный компрессор расположен между турбиной высокого давления и компрессором для окислителя, и
на общем валу, турбина высокого давления расположена между турбиной низкого давления и рециркуляционным компрессором.
40. Энергетическая установка по п.2, дополнительно включающая:
генератор и
сосные валы, включающие первый вал и второй вал, где первый вал соединен с турбиной высокого давления и приводит в действие по меньшей мере одно из устройств, выбранных из генератора, компрессора для окислителя и рециркуляционного компрессора, а второй вал соединен с турбиной низкого давления и приводит в действие по меньшей мере одно из устройств, выбранных из генератора, компрессора для окислителя и рециркуляционного компрессора.
41. Энергетическая установка по п.2, в которой средства извлечения части рабочей среды включают клапан для извлечения, выполненный с возможностью регулируемого изменения количества извлекаемой рабочей среды.
42. Энергетическая установка по п.2, дополнительно включающая клапан рециркуляционного трубопровода, выполненный с возможностью выпуска регулируемого количества рабочей среды в атмосферу, где клапан рециркуляционного трубопровода расположен в контуре рециркуляции.