Claims (18)
1. Комбинированная энергетическая система, содержащая газотурбинный двигатель, механически соединенный валом с двигателем электрогенератор и источник холодного воздуха, связанный газодинамически с входом в двигатель, отличающаяся тем, что система дополнительно содержит устройство подготовки и подачи газообразного водорода в двигатель, которое включает резервуар жидкого водорода, насос подачи жидкого водорода с приводом, всасывающий и напорный трубопроводы с запорными клапанами, подогреватель, выполненный в виде замкнутой полости, накопитель-газификатор жидкого водорода, выполненный в виде емкости и размещенный в полости подогревателя, а также выхлопной коллектор, включающий газовод с запорным клапаном, двухтопливные горелки в камере сгорания двигателя, выходной запорный клапан и редуктор давления, где насос на входе через всасывающий трубопровод с запорным клапаном соединен с резервуаром жидкого водорода, а на выходе - через напорный трубопровод с запорным клапаном с входом накопителя-газификатора, выход накопителя-газификатора через выходной запорный клапан и редуктор давления соединен с двухтопливными горелками камеры сгорания, газовод связан газодинамически входом с выходом двигателя, а выходом, через запорный клапан - с атмосферой.1. A combined energy system comprising a gas turbine engine, an electric generator mechanically connected by a shaft to the engine and a cold air source, coupled gasdynamically to the engine inlet, characterized in that the system further comprises a device for preparing and supplying hydrogen gas to the engine, which includes a liquid hydrogen reservoir, liquid hydrogen feed pump with a drive, suction and pressure pipes with shut-off valves, a heater made in the form of a closed cavity, n an accumulator-gasifier of liquid hydrogen, made in the form of a tank and placed in the cavity of the heater, as well as an exhaust manifold, including a gas duct with a shut-off valve, dual-fuel burners in the engine combustion chamber, an outlet shut-off valve and a pressure reducer, where the pump is inlet through an intake pipe with a shut-off valve a valve is connected to a liquid hydrogen reservoir, and at the outlet, through a pressure pipe with a shut-off valve with an inlet of a gasifier, an outlet of a gasifier through an outlet shut-off valve and the pressure reducer is connected to dual-fuel burners of the combustion chamber, the gas duct is connected gasdynamically by the inlet to the engine outlet, and the outlet, through a shut-off valve, to the atmosphere.
2. Комбинированная система по п.1, отличающаяся тем, что подогреватель выполнен в виде утилизатора выхлопных газов газотурбинного двигателя, а выхлопной коллектор дополнительно может содержать газовод утилизатора с запорным клапаном, причем газовод утилизатора газодинамически входом связан с выходом двигателя, а выходом - через запорный клапан и внутреннюю полость утилизатора тепла с атмосферой, при этом внутренняя полость утилизатора тепла связана по теплу с накопителем-газификатором.2. The combined system according to claim 1, characterized in that the heater is made in the form of an exhaust gas utilizer of a gas turbine engine, and the exhaust manifold may further comprise a utilizer gas duct with a shut-off valve, the utilizer gas duct being connected to the engine output by a gas-dynamic input and a shut-off gas outlet the valve and the internal cavity of the heat recovery unit with the atmosphere, while the internal cavity of the heat recovery unit is connected in heat to the storage gasifier.
3. Комбинированная система по п.1, отличающаяся тем, что источник холодного воздуха содержит источник сжатого воздуха, турбодетандер и механически связанный с ним по валу дополнительный электрогенератор, причем источник сжатого воздуха через турбодетандер газодинамически связан с входом двигателя.3. The combined system according to claim 1, characterized in that the source of cold air contains a source of compressed air, a turboexpander and an additional electric generator mechanically coupled to it through the shaft, the source of compressed air through a turboexpander is gasdynamically connected to the inlet of the engine.
4. Комбинированная система по п.1, отличающаяся тем, что насос подачи жидкого водорода выполнен центробежным.4. The combined system according to claim 1, characterized in that the liquid hydrogen feed pump is made centrifugal.
5. Комбинированная система по п.1, отличающаяся тем, что привод насоса выполнен в виде электродвигателя.5. The combined system according to claim 1, characterized in that the pump drive is made in the form of an electric motor.
6. Комбинированная система по п.1, отличающаяся тем, что привод насоса выполнен в виде турбины.6. The combined system according to claim 1, characterized in that the pump drive is made in the form of a turbine.
7. Комбинированная система по п.6, отличающаяся тем, что насос и турбина снабжены магнитными подшипниками с электронной системой управления.7. The combined system according to claim 6, characterized in that the pump and turbine are equipped with magnetic bearings with an electronic control system.
8. Комбинированная система по п.6, отличающаяся тем, что турбина газодинамически входом соединена через запорный клапан с источником сжатого воздуха, а выходом - с атмосферой.8. The combined system according to claim 6, characterized in that the turbine is connected by a gas-dynamic input through a shut-off valve to a source of compressed air, and the output to the atmosphere.
9. Комбинированная система по п.6, отличающаяся тем, что турбина снабжена отдельной системой подготовки и подачи рабочего тела, включающей газификатор, клапан газовый, регулятор давления газа, газопровод высокого давления, газопровод низкого давления, водородную емкость, где газификатор гидравлически входом связан с выходом насоса, а выходом - газодинамически через газопровод высокого давления и регулятор давления газа связан с входом в турбину, выход турбины через газопровод низкого давления и клапан газовый связан с водородной емкостью.9. The combined system according to claim 6, characterized in that the turbine is equipped with a separate system for preparing and supplying a working fluid, including a gasifier, a gas valve, a gas pressure regulator, a high pressure gas pipeline, a low pressure gas pipeline, a hydrogen tank, where the gasifier is hydraulically connected inlet to the pump outlet, and the outlet — gasdynamically through the high pressure gas pipeline and the gas pressure regulator is connected to the turbine inlet, the turbine exit through the low pressure gas pipeline and the gas valve is connected to the hydrogen tank .
10. Комбинированная система по п.9, отличающаяся тем, что выхлопной коллектор дополнительно содержит газовод газификатора с запорным клапаном, где газификатор газодинамически и по теплу входом связан с выходом двигателя через газовод газификатора и запорный клапан, а выходом - с атмосферой,10. The combined system according to claim 9, characterized in that the exhaust manifold further comprises a gasifier gas duct with a shut-off valve, where the gasifier is gas-dynamically and by heat connected to the engine outlet through the gasifier gas duct and a shut-off valve, and the outlet to the atmosphere,
11. Комбинированная система по п.9, отличающаяся тем, что водородная емкость выполнена, по меньшей мере, из двух емкостей, сообщающихся между собой.11. The combined system according to claim 9, characterized in that the hydrogen tank is made of at least two tanks communicating with each other.
12. Комбинированная система по п.9, отличающаяся тем, что водородной емкостью является накопитель-газификатор, при этом выход турбины связан через газопровод низкого давления с выходом накопителя-газификатора.12. The combined system according to claim 9, characterized in that the hydrogen tank is a storage gasifier, while the turbine output is connected through a low pressure gas pipeline to the output of the storage gasifier.
13. Комбинированная система по п.1, отличающаяся тем, что накопитель-газификатор выполнен, по меньшей мере, из двух емкостей, сообщающихся между собой.13. The combined system according to claim 1, characterized in that the storage gasifier is made of at least two containers communicating with each other.
14. Комбинированная система по п.1, отличающаяся тем, что резервуар жидкого водорода выполнен в виде транспортной емкости.14. The combined system according to claim 1, characterized in that the reservoir of liquid hydrogen is made in the form of a transport tank.
15. Комбинированная система по п.1, отличающаяся тем, что двухтопливные горелки камеры сгорания содержат раздельные контуры подачи штатного топлива газотурбинного двигателя, газообразного водорода и воздуха.15. The combined system according to claim 1, characterized in that the dual-fuel burners of the combustion chamber contain separate supply circuits for regular fuel of a gas turbine engine, gaseous hydrogen and air.
16. Комбинированная система по п.2, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит эжектор с газовым и воздушным входами, причем эжектор расположен на стыке выхода газовода утилизатора с внутренней полостью утилизатора тепла, где выход газовода утилизатора в полость утилизатора выполнен в виде газового входа эжектора, а воздушный вход эжектора соединен с атмосферой.16. The combined system according to claim 2, characterized in that it further comprises an ejector with gas and air inlets, the ejector being located at the junction of the outlet of the utilizer gas with the internal cavity of the heat recovery unit, where the outlet of the utilizer gas into the utilizer cavity is made in the form of a gas inlet of the ejector and the air inlet of the ejector is connected to the atmosphere.
17. Комбинированная система по п.1, отличающаяся тем, что накопитель-газификатор дополнительно содержит стыковочное устройство для питания потребителей газообразного водорода, например, газовых баллонов автомобилей.17. The combined system according to claim 1, characterized in that the storage gasifier further comprises a docking device for supplying consumers of hydrogen gas, for example, gas cylinders of automobiles.
18. Комбинированная система по п.9, отличающаяся тем, что водородная емкость дополнительно содержит стыковочное устройство для питания потребителей газообразного водорода, например, горелок камер сгорания газотурбинных двигателей, топливных элементов или водородно-кисдородных парогенераторов.
18. The combined system according to claim 9, characterized in that the hydrogen tank further comprises a docking device for supplying hydrogen gas consumers, for example, burners of combustion chambers of gas turbine engines, fuel cells or hydrogen-oxygen steam generators.