СИСТЕМА И СПОСОБ ГЕНЕРАЦИИ ЭНЕРГИИ

1. Система генерации энергии для использования при работе теплового двигателя, включающая:
2
2
2
2
2
устройство для восстановления, снабжаемое энергией от внешнего источника питания, выполненное с возможностью восстановления CO до СО и O, причем это устройство для восстановления CO имеет газовпускное отверстие, соединенное с газовыпускным отверстием теплового двигателя для подвода CO, и имеет газовыпускные отверстия для СО и O, и
2
2
2
2
2
2
камеру сгорания, включающую множество газовпускных отверстий, включая газовпускные отверстия, соединенные с выпускными отверстиями указанного устройства для восстановления для приема газообразных СО и O, и газовпускное отверстие для приема рабочей среды CO, а также газовыпускное отверстие, соединенное с газовпускным отверстием теплового двигателя, причем камера сгорания выполнена с возможностью осуществления реакции между указанными газообразными СО и O, сжигания газообразного СО с образованием газообразного CO, и подачи через указанное газовыпускное отверстие по существу чистого газообразного CO для приведения в действие теплового двигателя с обеспечением работы теплового двигателя, приводимого в действие указанным внешним источником энергии через посредство восстановления CO.
2
2. Система по п.1, отличающаяся тем, что камера сгорания дополнительно включает дополнительное впускное отверстие, соединенное с указанным газовыпускным отверстием теплового двигателя и выполненное с возможностью приема по меньшей мере части CO, вырабатываемого тепловым двигателем.
2
2
3. Система по п.1, отличающаяся тем, что дополнительно включает один или более компрессоров, присоединенных к одному или нескольким впускным отверстиям камеры сгорания, и выполненных с возможностью сжатия CO и подачи по меньшей мере части сжатого CO в камеру сгорания.
2
4. Система по п.3, отличающаяся тем, что компрессор также присоединен к газовпускному отверстию теплового двигателя, при этом компрессор выполнен с возможностью подачи по меньшей мере части указанного сжатого CO в тепловой двигатель.
2
2
2
2
5. Система по п.1, включающая второй компрессор, соединенный с газовпускным отверстием устройства для восстановления CO и выполненный с возможностью сжатия CO, вырабатываемого тепловым двигателем, и подачи по меньшей мере части сжатого CO в указанное устройство для восстановления CO.
6. Система по п.1, отличающаяся тем, что дополнительно включает генератор электрического тока, соединенный с тепловым двигателем, при этом указанный генератор электрического тока выполнен с возможностью преобразования работы теплового двигателя в электрическую энергию.
7. Система по п.3, отличающаяся тем, что генератор электрического тока соединен с компрессором, причем компрессор выполнен с возможностью приведения в действие этим генератором электрического тока с обеспечением энергии, необходимой для циркуляции рабочей среды в замкнутом цикле.
2
2
2
8. Система по п.1, дополнительно содержащая смесительную камеру, присоединенную между выпускным отверстием указанного устройства для восстановления CO и впускным отверстием камеры сгорания, при этом смесительная камера выполнена с возможностью приема O и СО и направления смеси СО и O в камеру сгорания.
9. Система по п.1, отличающаяся тем, что тепловой двигатель включает по меньшей мере одно устройство, выбранное из газовой турбины, паровой турбины и двигателя внутреннего сгорания.
10. Система по п.1, выполненная в виде комбинированного цикла, включающего более одного термодинамического цикла.
11. Система по п.10, отличающаяся тем, что комбинированный цикл включает первый цикл и второй цикл, при этом первый цикл включает тепловой двигатель, а второй цикл включает турбину Рэнкина.
2
2
2
12. Система по п.11, отличающаяся тем, что второй цикл включает установку утилизации тепла (УУТ), соединенную с выпускным отверстием теплового двигателя и имеющую по меньшей мере одно впускное отверстие для CO и одно выпускное отверстие для CO, при этом УУТ выполнена с возможностью переноса по меньшей мере некоторого количества тепла от CO, вырабатываемого тепловым двигателем, к среде, циркулирующей во втором цикле.
2
13. Система по п.12, отличающаяся тем, что УУТ включает парогенератор, использующий тепло указанного выходящего газа CO для превращения воды в пар или для нагревания пара, и по меньшей мере одну паровую турбину, соединенную с выпускным отверстием указанного парогенератора.
14. Система по п.13, отличающаяся тем, что по меньшей мере одна паровая турбина соединена со вторым генератором электрического тока, приводимым в действие указанной паровой турбиной.
15. Система по п.1, отличающаяся тем, что:
2
2
2
устройство для восстановления выполнено с возможностью восстановления смеси CO с водой или паром до O и синтез-газа (смеси СО и Н);
2
2
камера сгорания выполнена с возможностью осуществления реакции между синтез-газом и O, приводящей к образованию смеси CO и водяного пара; и
2
тепловой двигатель выполнен с возможностью приведения в действие газом, выходящим из камеры сгорания, содержащим смесь CO и водяного пара.
16. Система по п.10, отличающаяся тем, что указанный второй цикл включает конденсатор, выполненный с возможностью конденсации выходящего пара из паровой турбины с получением водного конденсата.
17. Система по п.16, включающая компрессор с охлаждением, соединенный с и приводимый в действие указанной паровой турбиной, причем этот компрессор с охлаждением выполнен с возможностью сжатия среды, выпускаемой указанным тепловым двигателем и направляемой в указанную камеру сгорания или в указанный паровой двигатель, путем охлаждения указанной среды и через посредство теплообмена с по меньшей мере частью воды, образующейся в указанном конденсаторе.
2
18. Система по п.1, отличающаяся тем, что указанный внешний источник энергии включает приемник солнечного излучения, соединенный с указанным устройством для восстановления, которое включает реактор диссоциации CO, приводимый в действие солнечной энергией.
19. Система по п.2, включающая приемник солнечного излучения, соединенный с указанным дополнительным впускным отверстием камеры сгорания и выполненный с возможностью предварительного подогрева среды, проходящей через указанное дополнительное впускное отверстие перед подачей указанной среды в камеру сгорания.
20. Система по п.1, включающая приемник солнечного излучения, соединенный с по меньшей мере одним указанным дополнительным впускным отверстием камеры сгорания и указанным газовыпускным отверстием указанной камеры сгорания, причем этот приемник солнечного излучения выполнен с возможностью нагрева среды параллельно камере сгорания или выше по потоку от камеры сгорания.
21. Система по п.20, включающая регулятор расхода, расположенный выше по потоку от указанного приемника солнечного излучения, при этом регулятор расхода выполнен с возможностью направления частей потока либо в указанный приемник солнечного излучения, либо в указанную камеру сгорания, где приемник солнечного излучения установлен параллельно камере сгорания.
22. Система по п.18, отличающаяся тем, что приемник солнечного излучения соединен с выпускным отверстием первого компрессора, соединенного с камерой сгорания, при этом приемник солнечного излучения выполнен с возможностью нагрева сжатой среды, покидающей первый компрессор.
23. Система по п.1, отличающаяся тем, что устройство для восстановления включает:
2
2
модуль буферного накопителя для приема среды с УУТ, где среда представляет собой CO или смесь CO с паром или водой;
2
2
2
2
реактор восстановления, выполненный с возможностью приема указанной среды из буферного модуля накопителя и восстановления CO до СО и O, или указанной смеси CO с паром или водой до синтез-газа и O;
регулятор потока, регулирующий поток среды из буферного модуля накопителя в реактор восстановления;
первый компрессор, выполненный с возможностью сжатия СО или синтез-газа, покидающих реактор восстановления, и для подачи сжатого СО или синтез-газа в камеру сгорания, и
2
2
второй компрессор, выполненный с возможностью сжатия O, покидающего реактор восстановления, и для подачи сжатого O в камеру сгорания.
2
2
24. Система по п.23, отличающаяся тем, что буферный модуль накопителя выполнен с возможностью приема CO или смеси CO с водой или паром из внешнего источника.
25. Система для работы цикла паросиловой установки, снабжающей энергией паровую турбину, включающая:
2
2
2
2
устройство для восстановления, снабжаемое энергией от внешнего источника питания и выполненное с возможностью восстановления CO до СО и O, имеющее газовпускное отверстие, выполненное с возможностью приема CO, и газовыпускные отверстия для СО и O;
2
2
2
2
камеру сгорания, имеющую первое газовпускное отверстие, выполненное с возможностью приема СО из устройства для восстановления, второе газовпускное отверстие, выполненное с возможностью приема O из устройства для восстановления, и газовыпускное отверстие, соединенное с газовпускным отверстием устройства для восстановления, при этом камера сгорания выполнена с возможностью осуществления реакции между газообразными СО и O и сжигания посредством этого газообразного СО с образованием газообразного CO, и обеспечения подачи по существу чистого дымового газа CO в устройство для восстановления;
2
установку утилизации тепла (УУТ), соединенную с выпускным отверстием камеры сгорания, при этом УУТ содержит по меньшей мере одно впускное и одно выпускное отверстие и выполнена с возможностью подачи по меньшей мере некоторого количества тепла от CO, полученного в камере сгорания, воде и/или пару, циркулирующим в паровом цикле, тем самым обеспечивая энергией паровой цикл и приводя в действие паровую турбину.
26. Система по п.25, отличающаяся тем, что:
2
2
2
устройство для восстановления выполнено с возможностью восстановления смеси CO с водой или паром до O и синтез-газа (смеси СО и Н); и
2
2
указанная реакция в камере сгорания включает реакцию между синтез-газом и O с образованием указанной смеси CO с водой или паром.
27. Энергетическая установка для получения электроэнергии, включающая: паровой цикл, включающий паровую турбину, имеющую впускное отверстие для
приема высокотемпературного пара и выпускное отверстие для отработанных пара и/или воды, имеющих более низкую температуру и давление, чем высокотемпературный пар, при этом паровая турбина выполнена с возможностью приведения в действие в результате прохождения через нее пара;
систему по п. 25 или 26 для передачи по меньшей мере некоторого количества тепла отработанных газов из камеры сгорания воде и/или пару, выпускаемым из паровой турбины, с обеспечением энергией парового цикла и приведением в действие паровой турбины; и
генератор электрического тока, соединенный с паровой турбиной и выполненный с возможностью использования работы, производимой указанной турбиной, для получения электроэнергии.
28. Энергетическая установка по п.27, дополнительно включающая топливную камеру сгорания для сжигания топлива в воздухе и передачи по меньшей мере некоторого количества тепла от по меньшей мере одного продукта сгорания при указанном сжигании в воздухе указанной воде и/или пару перед тем, как они попадают в указанную паровую турбину.
29. Энергетическая установка по п.28, отличающаяся тем, что топливо включает уголь или природный газ.
30. Способ для использования при работе теплового двигателя, включающий:
2
2
(a) восстановление газообразного CO до газообразных СО и O;
2
2
(b) осуществление реакции между СО и O и сжигание посредством этого СО с образованием по существу чистого выходящего газа CO;
2
(c) подачу выходящего газа CO в качестве рабочего газа в тепловой двигатель, в котором осуществляется процесс преобразования тепла в работу.
31. Способ по п.30, дополнительно включающий:
2
(d) направление газообразного CO, вырабатываемого тепловым двигателем, в устройство для восстановления для дальнейшего восстановления; и
(e) повторение предыдущих стадий;
2
2
тем самым образуя замкнутый цикл работы теплового двигателя за счет повторного использования CO, отработанного тепловым двигателем, для получения СО и O.
2
32. Способ по п.30, включающий сжигание по меньшей мере части газообразного CO, выходящего из теплового двигателя, для использования в качестве рабочей среды в цикле.
2
2
33. Способ по п.30, в котором восстановление CO до СО и O осуществляют с использованием солнечной энергии.
2
2
2
34. Способ по п.30, отличающийся тем, что восстановление CO до СО и O осуществляют с использованием дополнительного газообразного CO, подаваемого из внешнего источника.
35. Способ по п.30, включающий получение электроэнергии за счет использования работы, генерируемой тепловым двигателем, приводящей в действие генератор электрического тока, соединенного с тепловым двигателем.
2
2
36. Способ по п.30, включающий смешивание указанного СО и указанного O перед сжиганием с получением смеси СО и O.
2
37. Способ по п.30, включающий извлечение тепла из газообразного CO, выходящего из теплового двигателя.
2
38. Способ по п.37, включающий использование тепла указанного выходящего газообразного CO для нагревания пара или превращения воды в пар.
39. Способ по п.38, включающий приведение в действие по меньшей мере одной паровой турбины за счет использования указанного пара.
40. Способ по п.39, включающий получение электроэнергии за счет использования работы, производимой указанной паровой турбиной.
2
41. Способ по п.37, включающий рециркуляцию указанного пара в цикле Рэнкина, обеспечиваемом энергией с помощью указанного тепла от указанного выходящего газообразного CO.
2
2
42. Способ по п.30, включающий сжатие CO и использование по меньшей мере части указанного сжатого CO в качестве рабочей среды при сжигании.
2
43. Способ по п.42, включающий приведение в действие по меньшей мере одного компрессора за счет использования указанного теплового двигателя и подачи по меньшей мере части указанного сжатого CO в тепловой двигатель.
2
2
2
44. Способ по п.30, включающий направление по меньшей мере части газообразного CO, вырабатываемого тепловым двигателем, в устройство для восстановления CO или CO и воды.
45. Способ по п.30, отличающийся тем, что:
2
2
2
смесь CO с водой или паром восстанавливают до синтез-газа (смеси СО и Н) и отдельного O;
2
2
осуществляют реакцию синтез-газа с O с получением смеси CO и воды;
2
указанную смесь CO с водой или паром подают в тепловой двигатель; и
2
смесь CO с водой или паром, выходящую из теплового двигателя, направляют в устройство для восстановления для дальнейшего восстановления.
46. Способ для использования при работе парового цикла, приводящего в действие паровую турбину, включающий:
2
2
(a) восстановление газообразного CO до СО и O;
2
2
(b) осуществление реакции между СО и O, и сжигание посредством этого газообразного СО с образованием по существу чистого выходящего газа CO;
2
2
2
(c) направление указанного выходящего CO в установку утилизации тепла (УУТ) для передачи по меньшей мере некоторого количества тепла указанного выходящего газа для обеспечения энергией паровой турбины и осуществление последующего восстановления CO, выходящего из УУТ, до СО и O и затем сжигание газообразного СО, с обеспечением работы в замкнутом цикле.
47. Способ по п.46, отличающийся тем, что:
2
2
2
смесь CO с водой или паром восстанавливают до синтез-газа (смеси СО и Н) и O;
2
2
осуществляют реакцию синтез-газа с O с получением смеси CO и воды;
2
указанную смесь CO с водой или паром направляют в указанный УУТ; и
2
смесь CO с водой или паром, выходящую из УУТ, направляют в устройство для восстановления для дальнейшего восстановления.
48. Энергетическая установка для получения электроэнергии, включающая: паровой цикл, включающий паровую турбину, имеющую впускное отверстие для приема высокотемпературного пара и выпускное отверстие для отработанного пара и/или воды, имеющих более низкие давление и температуру, чем высокотемпературный пар, приводимую в действие прохождением через нее пара;
2
первую топливную камеру сгорания, выполненную с возможностью сжигания в кислороде топлива на основе углерода с получением выходящего газа, представляющего собой смесь CO с водой или паром, при этом эта первая топливная камера сгорания имеет впускное устройство для приема топлива из внешнего источника, впускное устройство для приема кислорода и выпускное отверстие для выпуска указанного выходящего газа;
установку утилизации тепла (УУТ), выполненную с возможностью передачи по меньшей мере некоторого количества тепла от указанного выходящего газа из камеры сгорания указанным воде и/или пару, выпускаемым паровой турбиной, снабжающую энергией указанный паровой цикл и приводящую в действие паровую турбину;
2
2
2
2
устройство для восстановления, выполненное с возможностью приема указанного выходящего газа из камеры сгорания, покидающего УУТ, и восстановления указанной смеси CO с водой или паром до синтез-газа (смеси СО и Н) и O, при этом устройство для восстановления имеет выпускное отверстие для повторного введения указанного O в указанную первую топливную камеру сгорания, и выпускное отверстие для выпуска указанного синтез-газа;
устройство для хранения синтез-газа, выполненное с возможностью приема и хранения синтез-газа, выходящего из устройства для восстановления; и
генератор электрического тока, соединенный с указанной паровой турбиной и выполненный с возможностью использования работы, производимой указанной турбиной, для получения электроэнергии для использования в электросети.
49. Энергетическая установка по п.48, дополнительно включающая:
вторую топливную камеру сгорания для сжигания второго топлива в воздухе; и
вторую УУТ для передачи по меньшей мере некоторого количества тепла от по меньшей мере одного продукта сгорания при указанном сжигании в воздухе указанным воде и/или пару, выпускаемым указанной паровой турбиной.
50. Энергетическая установка по п.48 или 49, отличающаяся тем, что по меньшей мере одно из первого и второго топлива включает уголь или природный газ.