ЭЛЕКТРОНАГРЕВАЕМАЯ КАМЕРА КАТАЛИТИЧЕСКОГО СГОРАНИЯ

1. Система, содержащая регенеративный газотурбинный двигатель с камерой каталитического сгорания, причем камера каталитического сгорания содержит:
(a) расположенную выше по потоку секцию с электронагревателем и
(b) расположенную ниже по потоку секцию катализатора, причем расположенная выше по потоку секция и расположенная ниже по потоку секция катализатора размещены смежно друг с другом и сообщаются друг с другом по текучей среде.
2. Система по п. 1, в которой расположенная выше по потоку секция дополнительно содержит расположенный выше по потоку катализатор.
3. Система по п. 1 или 2, в которой расположенная ниже по потоку секция катализатора дополнительно содержит расположенный ниже по потоку катализатор.
4. Система по любому из предшествующих пунктов, в которой расположенная выше по потоку секция с электронагревателем является единственным источником воспламенения в камере каталитического сгорания, и отсутствует необходимость использовать другой источник или систему зажигания.
5. Система по любому из предшествующих пунктов, в которой один или оба из расположенных выше по потоку или ниже по потоку катализаторов независимым образом содержат Ag, Au, Cu, Co, Cr, Fe, Ir, Mo, Mn, Ni, Pd, Pt, Rh, Sc, Ti, V, W, Y, Zn, Zr или их комбинацию в форме металла или оксида.
6. Система по любому из предшествующих пунктов, содержащая устройство для смешивания и/или испарения топливовоздушной смеси, расположенное выше по потоку от камеры каталитического сгорания, установленное с возможностью подачи или регулирования подачи топливовоздушной смеси в камеру каталитического сгорания.
7. Система по любому из предшествующих пунктов, дополнительно содержащая:
(а) компрессор, установленный с возможностью приема воздуха и сжатия воздуха;
(b) систему подачи топлива, выполненную с возможностью подачи топлива в компрессор, так что из компрессора может подаваться/подается смесь сжатого воздуха и топлива;
(с) турбину, выполненную с возможностью приема газов сгорания при их образовании из камеры каталитического сгорания и увеличения объема газов для выработки механической энергии, которая частично приводит в действие компрессор;
(d) теплообменник или «рекуператор», выполненный с возможностью приема отработавших газов из турбины и смеси или воздуха, подаваемых компрессором, и теплообмена между ними, так что воздух или смесь может предварительно нагреваться или предварительно нагревается перед вводом в камеру каталитического сгорания.
8. Подвижный наземный, промышленный, коммерческий, морской или воздушный электрогенератор, содержащий систему по любому из пп. 1–7.
9. Способ эксплуатации системы регенеративного газотурбинного двигателя по любому из пп. 1–7, включающий:
(а) подачу энергоснабжения на электронагреватель для нагрева расположенной выше по потоку секции до температуры, по меньшей мере равной температуре каталитической реакции топливовоздушной смеси,
(b) подачу топливовоздушной смеси с определенным массовым расходом в нагреваемую расположенную выше по потоку секцию, чтобы инициировать каталитическое сгорание, и
(c) поддержание или повышение массового расхода топливовоздушной смеси через катализатор для подачи сжигаемой топливовоздушной смеси во вторую секцию, причем происходит соответствующий нагрев сжигаемой смеси.
10. Способ по п. 9, дополнительно включающий стадию поддержания или повышения массового расхода подачи топливовоздушной смеси через нагретый катализатор, чтобы уровень нагрева сжигаемой топливовоздушной смеси при контакте с расположенной ниже по потоку секцией катализатора был достаточным для повышения температуры по меньшей мере части расположенной ниже по потоку секции катализатора до температуры воспламенения топливовоздушной смеси в расположенной ниже по потоку секции катализатора.
11. Способ по п. 10, дополнительно включающий стадию поддержания повышенного массового расхода в течение времени, достаточного для обеспечения нагревания по существу всей расположенной ниже по потоку секции катализатора до по меньшей мере температуры каталитического сгорания топливовоздушной смеси, чтобы поддерживать стабильное каталитическое сгорание и иметь возможность повышать его интенсивность.
12. Способ по п. 11, дополнительно включающий стадию поддержания или повышения массового расхода до тех пор, пока рекуператор не нагреется до такой степени, что воздух или топливовоздушная смесь будет подаваться в камеру сгорания при температуре выше температуры розжига в центре камеры сгорания.
13. Способ по любому из пп. 9–12, дополнительно включающий стадию регулирования массового расхода и топливовоздушной смеси для обеспечения выполнения требований по нагрузке в системе регенеративного газотурбинного двигателя.
14. Способ по любому из пп. 9–13, дополнительно включающий стадию отключения электронагревателя при одновременном поддержании стабильного каталитического сгорания.
15. Способ эксплуатации регенеративного газотурбинного двигателя по п. 14, включающий:
(a) сжатие по меньшей мере воздуха в компрессоре;
(b) подачу энергоснабжения на электронагреватель для нагрева расположенной выше по потоку секции до температуры, по меньшей мере равной температуре воспламенения топливовоздушной смеси;
(c) подачу топливовоздушной смеси с определенным массовым расходом в нагреваемую расположенную выше по потоку секцию, так что топливовоздушная смесь сгорает в расположенной выше по потоку секции;
(d) повышение массового расхода топливовоздушной смеси, так что поток сжигаемой смеси нагревает расположенную ниже по потоку секцию катализатора до температуры выше температуры воспламенения расположенной ниже по потоку секции катализатора;
(e) поддержание массового расхода топливовоздушной смеси через расположенную выше по потоку секцию и расположенную ниже по потоку секцию катализатора, так чтобы топливовоздушная смесь по мере ее прохождения через расположенную ниже по потоку секцию катализатора сгорала в ней с образованием нагретых газов сгорания, выходящих из расположенной ниже по потоку секции катализатора;
(f) направление по меньшей мере части нагреваемых газов сгорания, выходящих из расположенной ниже по потоку секции катализатора и камеры каталитического сгорания, через турбину для выработки механической энергии и использования части механической энергии для приведения в действие компрессора;
(g) направление части или всех нагретых газов сгорания, проходящих через турбину в рекуператор; и
(h) использование нагретых газов сгорания в рекуператоре для предварительного нагрева топливовоздушной смеси, вводимой в нагретую расположенную выше по потоку секцию.