[发明专利]产生机械能的方法和设备

权利要求书

1、将碳氢(C-H)化合物基的原始燃料中化学能连续转换成可用机械能的方法，其中：

-燃烧用空气被压缩：

-用来压缩燃烧空气的驱动能量是通过一个压缩机驱动一燃气涡轮单元获得的，通过该涡轮，至少被加压的燃烧空气的体积流部分膨胀作功；

-该通过燃料和压缩的燃烧空气时燃烧生成的高温燃气在一个燃气涡轮上膨胀作功，借助它至少可产生一部分可用机械能；

-从该燃气涡轮机排出的废气余热被用于加热在本产生过程中的一种所用介质流；

-该原始燃料通过一个吸热的反应转化成一种具有较高的绝对热值的转化燃料；

-通过投入转化的燃料再附加或不附加原始燃料进行燃烧，同时，在转化时转化燃料中生成的单独可燃的组分总是完全适量地或者至少占优势地包含在待燃的转化燃料中；

以及，对用于吸热反应的反应腔的加热可以通过压缩后的燃烧用空气来完成，而燃烧空气在此以前已经通过燃烧后排出的热燃气的间接热交换被加热到一个较高的温度，或者反应腔的加热也可通过燃烧产生的热燃气本身在其膨胀作功之前或者之后来实现，

其特征在于，燃烧是在两级中完成的，其中，在第一级中产生的具有高的过剩空气的热燃气在压缩机驱动一燃气涡轮单元中部分地膨胀作功，然后另加燃料一起引入第二个燃烧级中，在第二级中产生的热燃气在燃气涡轮中膨胀作功，输出可用机械能。

2、按权利要求1的方法，其特征在于：

热燃气通过燃气涡轮膨胀作功后用来加热进行吸热反应的反应腔。

3、按权利要求1或2的方法，其特征在于：

在燃气涡轮中膨胀降压的热废气的余热被用来加热已压缩的燃烧用空气。

4、按权利要求1的方法其特征在于：

燃烧是在第二级燃烧室中进行的，同时，在第一级中产生的和具有一个高过量，空气的热排气流在压缩机驱动一燃气涡轮单元部分膨胀降压，而后与另外的燃料一起输入到第二级燃烧。

5、按权利要求3的方法，其特征在于：

在压缩机驱动一燃气涡轮单元中部分膨胀降压的热排气流被用来加热吸热反应的反应腔。

6、按权利要求3的方法，其特征在于：

热燃气在其通过压缩机驱动-燃气涡轮涡轮部分膨胀降压以后但在其通过燃气涡轮膨胀（完全）降压之前被用于加热吸热反应的反应腔。

7、按权利要求1的方法，其特征在于：

为减少氮氧化物的产生将某一介质输入到某燃烧级或数级的组合工作是如此调节的，即，火焰温度要低于1700℃（绝热下的火焰温度）而燃气涡轮的入口温度低于1250℃。

8、按权利要求7的方法，其特征在于：

出口温度的调节是通过喷入水或蒸汽到燃烧室中完成的。

9、按权利要求1或4的方法，其特征在于：

在燃气涡轮上膨胀降压的热废气余热用于产生蒸汽，该蒸汽利用此前处于较高温度的热排气流进行过热，以便用来推动同样产生可用机械能的蒸汽涡轮。

10、按权利要求9的方法，其特征在于：

将产生的蒸汽进行过加热是在热排气流进入第二级燃烧之前进行的，而加热吸热反应的反应腔是用从燃气涡轮排出的热气流完成的，然后，这排气流用于产生蒸汽。

11、按权利要求1的方法，其特征在于：

该吸热反应是在碳氢（C-H）化合物的蒸汽改良时进行的，特别情况是在天然石油气或甲烷（CH₄）转换成合成气（CO和H₂）时发生的。

12、按权利要求1的方法，其特征在于：

吸热反应的工作温度要低于780℃，最好低于700℃特别情况低于650℃。

13、按权利要求9的方法，其特征在于：

将一部分还没有完全膨胀降压的蒸汽从蒸汽涡轮中引出，而后输入到蒸汽改良工序中。