КОГЕНЕРАЦИОННАЯ УСТАНОВКА НА МЕТАЛЛСОДЕРЖАЩЕМ ТОПЛИВЕ

1. Когенерационная установка (1) на металлсодержащем горючем, включающая, по меньшей мере, одну реакционную камеру (2), средства (3) для ввода, по меньшей мере, одного жидкого окислителя на водной основе, и средства (4) для подачи, по меньшей мере, одного металлсодержащего топлива в указанную камеру (2), при этом окислитель и топливо являются способными вызывать экзотермическую реакцию окисления для получения газообразного водорода и, по меньшей мере, одного оксида металла, отличающаяся тем, что указанные средства (3) для ввода выполнены с возможностью ввода в указанную камеру (2) количества окислителя, которое значительно больше, чем стехиометрическое количество для образования пара, и содержит, по меньшей мере, один движущий блок (5) на жидкостной основе, в который подается на входе, по меньшей мере, указанный пар для приведения во вращательное движение приводного вала (6), средства отделения и извлечения (7), для по меньшей мере, указанного пара, находящиеся между камерой (2) и впуском в движущий блок (5), и средства (8) для отвода указанного водорода, подаваемого далее.
2. Установка (1) по п.1, отличающаяся тем, что указанные средства (4) подачи включают, по меньшей мере, один инструмент (9), который расположен внутри указанной камеры (2) так, чтобы образовывать рабочую зону, которая является погруженной в указанный окислитель, и является связанным с указанным приводным валом (6) для приведения в движение с режущим движением, и толкающие средства (10) для ввода, по меньшей мере, одной заготовки (М), изготовленной из указанного топлива в указанную камеру (2) в указанной рабочей зоне, при этом механическое воздействие инструмента (9) на заготовку (М) является приспособленным для образования фрагментов указанного топлива, чьи открытые поверхности несут металлические частицы, которые являются реакционно-способными по отношению к окислителю.
3. Установка (1) по п.1, отличающаяся тем, что она включает средства (11) двигательного привода для исходного приведения в движение указанных средств (3) ввода и/или указанных средств (4) подачи, при этом в стационарном состоянии приведение в движение средств (3) ввода и/или средств (4) подачи поддерживается механической энергией, даваемой движущим блоком (5).
4. Установка (1) по п.2, отличающаяся тем, что указанная камера (2) лежит существенным образом вдоль продольной оси (А) так, чтобы были установлены первый конец (2a) и второй конец (2b), которые являются взаимно противоположными, и являются связанными жидкостным соединением соответственно, с указанными средствами (3) ввода и с указанными средствами (7) отделения и извлечения.
5. Установка (1) по п.4, отличающаяся тем, что указанные средства (3) ввода включают корпус гребенки (14), который является связанным с трубопроводом (15) для входящего потока указанного окислителя, с жидкостным соединением с указанным первым концом (2a) и имеющий существенным образом кольцеобразную форму вокруг указанной продольной оси (А) так, чтобы образовывать центральное отверстие, в котором располагается указанный приводной вал (6) так, что он проходит насквозь герметично.
6. Установка (1) по п.5, отличающаяся тем, что указанные средства (3) ввода включают направляющую перегородку (17), которая расположена между указанным корпусом гребенки (14) и указанным первым концом (2а), так, чтобы сообщать указанному окислителю движение в направлении, которое является, по существу, параллельным с продольной осью (А) по длине указанной камеры (2).
7. Установка (1) по п.1, отличающаяся тем, что указанные средства (3) ввода и указанные средства (4) подачи функционируют непрерывно.
8. Установка (1) по п.4, отличающаяся тем, что указанные средства (7) отделения и извлечения включают отстойный бассейн (18), который является связанным жидкостным соединением с указанным вторым концом (2b) путем перегораживания замедляющей перегородкой (19), при этом бассейн (18) снабжен, по меньшей мере, одним штуцером (18а) для выхода, по меньшей мере, одного из указанного водорода и указанного пара, который является связанным с выходом из указанного движущего блока (5), и, по меньшей мере, одним вторым штуцером (18b) для выхода, по меньшей мере, одного из указанного избытка окислителя и указанного оксида металла.
9. Установка (1) по п.4, отличающаяся тем, что указанный инструмент (9) расположен поблизости от указанного первого конца (2а), на указанной продольной оси (А) и тем, что указанные толкающие средства (10) являются приспособленными для ввода указанной заготовки (М) параллельно указанной продольной оси (А).
10. Установка (1) по п.8, отличающаяся тем, что указанный бассейн (18) имеет существенным образом кольцеобразное расширение вокруг указанной продольной оси (А) так, чтобы образовать внутреннюю полость, у которой указанная камера (2) оборудована отверстием для герметичного ввода указанной заготовки (М).
11. Установка (1) по п.1, отличающаяся тем, что она включает первые устройства теплообмена (24) для, по меньшей мере, частичного возврата тепла от, по меньшей мере, указанного пара на выходе из указанной камеры (2).
12. Установка (1) по п.1, отличающаяся тем, что она включает устройства (26) для перегрева, по меньшей мере, указанного пара, которые расположены выше по потоку от впуска в указанный движущий блок (5).
13. Установка (1) по п.1, отличающаяся тем, что она включает вторые устройства теплообмена (27), которые являются связанными с выпуском из указанного движущего блока (5) для, по меньшей мере, частичного возврата тепла от, по меньшей мере, указанного пара.
14. Установка (1) по п.8, отличающаяся тем, что она включает первый узел разделения фаз (20), который является связанным с указанным вторым штуцером для вывода (18b) для отделения указанного избытка окислителя и указанного оксида металла, при этом оборудованы первые средства (21) для переноса окислителя в камеру (2), средство (22) для восстановления оксида металла, и вторые средства (23) для переноса металла, полученного из реакции восстановления, в камеру (2).
15. Установка (1) по п.1, отличающаяся тем, что в указанный движущий блок (5) на входе подается указанный пар и указанный водород, при этом средства (7) отделения и извлечения являются приспособленными для того, чтобы сделать возможным удаление из указанной камеры (2) пара и водорода, и при этом средства (8) отвода являются связанными с выпуском из движущего блока (5).
16. Установка (1) по п.14, отличающаяся тем, что
она включает второй узел разделения фаз (29), который является связанным так, чтобы функционировать совместно с указанными вторыми устройствами теплообмена (27) для отделения указанного водорода от воды, полученной от конденсации указанного пара, при этом средства отвода (7) являются связанными с выходом из указанного второго узла разделения (29), и при этом оборудованы третьи средства (30) для возврата конденсационной воды в камеру (2).
17. Установка (1) по п.1, отличающаяся тем, что указанный движущий блок (5) образован турбиной, рабочее колесо (5а) которой совместно соединено для вращения с указанным приводным валом (6).
18. Установка (1) по п.1, отличающаяся тем, что указанный движущий блок (5) образован первичным двигателем внешнего сгорания.
19. Установка (1) по п.1, отличающаяся тем, что указанное топливо включает, по меньшей мере, один металл, выбранный из группы, которая включает алюминий, магний, соответствующие соединения и/или сплавы.
20. Установка (1) по п.19, отличающаяся тем, что указанное топливо является образованным, существенным образом, алюминием, соединениями и/или сплавами такового.
21. Установка (1) по п.2, отличающаяся тем, что указанная заготовка (М) имеет существенным образом удлиненную форму, при этом инструмент (9) является приспособленным для обработки ее конца.
HEAT
М
Н2
HEAT
М
H2
Requested
Requested
Requested
22. Установка (1) по п.1, отличающаяся тем, что она включает узел управления и контроля (31), который является приспособленным для обработки, по меньшей мере, одной из величин: тепловой энергии (P), механической энергии (Р) и энергии химического потенциала (Р), полученных из значений характеристических физических величин, установленных средствами детектирования, для сравнения указанной, по меньшей мере, одного установленного значения с, по меньшей мере, одним соответствующим значением уставки: тепловой энергии (P), механической энергии (P) или энергии химического потенциала (P), и для управления указанными устройствами ввода (3) и/или устройствами подачи (4) так, чтобы получить установленное значение, которое, по существу, является равным соответствующему значению уставки.
23. Способ когенерации из металлсодержащего топлива, который включает стадии, на которых:
- обеспечивают, по меньшей мере, один жидкостной окислитель на водной основе,
- подают, по меньшей мере, одно металлсодержащее топливо, которое является реакционно-способным в окислении указанным окислителем для образования водорода и, по меньшей мере, одного оксида металла, при этом окислитель вводят в избытке по отношению к стехиометрическому количеству, требуемому в соответствии с указанной реакцией окисления,
- смешивают указанное топливо и указанный окислитель для получения реакции и одновременной генерации пара из избыточного количества указанного окислителя,
- обрабатывают, по меньшей мере, один из водорода и пара в движущем блоке на жидкостной основе для приведения во вращательное движение, по меньшей мере, одного приводного вала,
- извлекают водород на выходе из указанного движущего блока (5), при этом такие стадии составляют непрерывный процесс.
24. Способ по п.23, отличающийся тем, что он включает стадию возврата тепла из указанного, по меньшей мере, одного из указанного водорода и указанного пара выше по потоку и/или ниже по потоку от прохода внутри указанного движущего блока (5).