專利名稱：具有燃料預(yù)處理的脈沖爆燃動力系統(tǒng)和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的涉及一種簡單和聯(lián)合循環(huán)動力系統(tǒng)，尤其涉及利用脈沖爆燃的簡單和聯(lián)合循環(huán)動力系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
動力系統(tǒng)設(shè)計的首要目標是提高效率，無論這種動力系統(tǒng)是簡單循環(huán)還是聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)。然而，要達到高的循環(huán)效率，壓力比和工作溫度的提高必須在設(shè)備材料和冷卻技術(shù)的允許下進行。目前使用復(fù)雜的高壓壓縮機和渦輪機來達到高的壓力比，可以補償傳統(tǒng)燃燒過程中壓力損失的百分之四至七(4-7％)。然而，這些系統(tǒng)需要大量復(fù)雜的旋轉(zhuǎn)機器。
最近，人們致力于對航空發(fā)動機上的脈沖爆燃發(fā)動機的應(yīng)用進行研究。有利的是，脈沖爆燃發(fā)動機從一系列重復(fù)爆燃中可得到一個升高的壓力。然而，傳統(tǒng)的動力設(shè)備所燃燒的燃料，例如天然氣和餾出燃料，是難以進行爆燃的。因此，利用已有的脈沖爆燃技術(shù)，這些燃料將需要使用預(yù)爆燃管、炸藥或高能電容性火花放電來引發(fā)爆燃。
因此，人們期望開發(fā)一種利用脈沖爆燃來提高循環(huán)效率的動力系統(tǒng)。人們也希望提高動力系統(tǒng)中所爆燃的燃料的爆燃性。

發(fā)明內(nèi)容
概述簡要的說，按照本發(fā)明的一個實施例，提供了一個動力系統(tǒng)的實施例。該動力系統(tǒng)包括一個燃料預(yù)處理器，該燃料預(yù)處理器適于將燃料變?yōu)橹辽僖环N經(jīng)過處理的燃料。脈沖爆燃燃燒器適于容納經(jīng)處理的燃料和原始氧化劑，并適于二者組成的混合物的爆燃，并適于排出多種爆燃產(chǎn)物。渦輪機位于脈沖爆燃燃燒器的下游位置，該渦輪機與脈沖爆燃燃燒器流體連通。
在此也提供了動力設(shè)備的實施例。該動力設(shè)備包括至少一個燃料預(yù)處理器和多個動力系統(tǒng)。每個動力系統(tǒng)包括一個脈沖爆燃燃燒器和處于各脈沖爆燃燃燒器下游位置的渦輪機，該渦輪機與脈沖爆燃燃燒器流體連通。
附圖簡述對后面具體描述的閱讀可以參考附圖進行，以便更好的理解本發(fā)明的各種特征、方式和優(yōu)點，附圖中相同的附圖標記表示相同的部件，其中

圖1所示是本發(fā)明一個動力系統(tǒng)的實施例；圖2所示是用于提高圖1中動力系統(tǒng)燃料的爆燃性的幾個燃料預(yù)處理技術(shù)；圖3所示是本發(fā)明的聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)；圖4所示是包括重整過程的本發(fā)明的另一個動力系統(tǒng)的實施例；圖5所示是包括重整裝置的動力系統(tǒng)；圖6所示是另一個包括重整裝置的動力系統(tǒng)；圖7所示是本發(fā)明一個示例性動力設(shè)備的實施例；圖8所示是動力設(shè)備的另一個構(gòu)型；圖9所示是本發(fā)明一個示例性的聯(lián)合循環(huán)動力設(shè)備的實施例；圖10所示是包括一個富氧裝置的另一個動力系統(tǒng)的實施例；和圖11所示是另一個包括重整裝置的聯(lián)合動力系統(tǒng)的實施例。
優(yōu)選實施例說明參考圖1說明第一個實施例。如圖所示，動力系統(tǒng)100包括燃料預(yù)處理器20，該燃料預(yù)處理器20適于將燃料變?yōu)橹辽僖环N經(jīng)處理的燃料。圖1中的“Q”表示通過燃燒/部分氧化、電能和/或熱能而提供給預(yù)處理器20的附加能量。動力系統(tǒng)100還包括脈沖爆燃燃燒器10，該脈沖爆燃燃燒器10適于容納經(jīng)處理的燃料和原始氧化劑，并適于二者組成的混合物的爆燃，并適于排出多種爆燃產(chǎn)物。作為例子的氧化劑包括空氣和壓縮空氣。動力系統(tǒng)100還包括渦輪機30，該渦輪機30處于脈沖爆燃燃燒器10的下游位置并與脈沖爆燃燃燒器10流體連通。
應(yīng)該理解的是，這里所用的“脈沖爆燃燃燒器”(或脈沖爆燃發(fā)動機)表示可以在設(shè)備內(nèi)的一系列重復(fù)爆燃或準爆燃中產(chǎn)生壓力升高和速度升高的任何設(shè)備或系統(tǒng)?！皽时肌笔侵敢粋€超聲紊流燃燒過程，其產(chǎn)生的壓力升高和速度升高比由爆燃燃燒波產(chǎn)生的壓力升高和速度升高還要高。脈沖爆燃燃燒器的典型實施例包括點燃燃料/氧化物混合物例如燃料/空氣混合物的裝置和一個爆燃室，在爆燃室內(nèi)點火過程產(chǎn)生的壓力波陣面聯(lián)合形成爆燃波。每次爆燃或準爆燃都由外部點火或氣體動力學(xué)過程或另一次爆燃(交叉火焰)引起，外部點火的例子如火花放電或激光脈沖，氣體動力學(xué)過程的例子如震動集中或自燃。爆燃室的幾何形狀是這樣的，即爆燃波的壓力升高驅(qū)動燃燒產(chǎn)物排出脈沖爆燃燃燒器以產(chǎn)生推力。本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的是，脈沖爆燃可在多種類型的爆燃室中完成，這些爆燃室包括爆燃管、震動管、共振爆燃腔和環(huán)形爆燃室。
動力系統(tǒng)設(shè)計的首要目標是提高效率，無論這種動力系統(tǒng)是簡單循環(huán)還是聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)。然而，要達到高的循環(huán)效率，壓力比和工作溫度的提高必須在設(shè)備材料和冷卻技術(shù)的允許下進行。目前使用復(fù)雜的高壓壓縮機和渦輪機來達到高的壓力比，可以補償傳統(tǒng)燃燒過程中壓力損失的百分之四至七(4-7％)。如上所述的動力系統(tǒng)100通過進行重復(fù)爆燃來達到壓力升高的燃燒，這與傳統(tǒng)的恒壓燃燒過程形成了對比。因此，為了達到理想的高壓不再需要高壓壓縮機。
重質(zhì)燃料，例如重質(zhì)烴類(C6及以上)難以進行爆燃。甚至相對輕質(zhì)的燃料例如天然氣(CH4)也需要大的引爆能量，通常需要使用預(yù)爆燃管、炸藥或高能電容性火花放電來引發(fā)爆燃。有利的是，動力系統(tǒng)100包括一個燃料預(yù)處理器20，該燃料預(yù)處理器20用于將燃料變?yōu)橹辽僖环N經(jīng)處理的燃料，即更易于爆燃的燃料。例如，液態(tài)烴燃料可被燃料預(yù)處理器20轉(zhuǎn)變?yōu)檩^輕質(zhì)的燃料。作為例子的燃料包括烴類燃料，例如天然氣。對于天然氣來說，其中一個問題是它的大分子尺寸。因此，對天然氣進行的預(yù)處理，例如通過變換(使蒸汽和天然氣發(fā)生反應(yīng)以產(chǎn)生H2或者H2和CO的混合物)，可以提高爆燃的可引發(fā)性，從而促進天然氣的直接應(yīng)用，在此天然氣作為易于獲得的燃料。可以應(yīng)用多個預(yù)處理技術(shù)來將燃料轉(zhuǎn)變?yōu)榻?jīng)處理的燃料，圖2示出了多個燃料預(yù)處理技術(shù)。盡管圖2中有空氣，預(yù)處理器20中使用的空氣是可選擇的，這取決于具體使用的預(yù)處理技術(shù)。例如，高溫分解就不需要使用空氣。按照一個實施例，燃料預(yù)處理器20包括熱源22，該熱源用于對管道22中的燃料進行加熱以使燃料發(fā)生熱分解。該熱源可以是一個單獨的加熱器。作為可選擇的方案，脈沖爆燃燃燒器10可以作為熱源22使用。對于后一個實施例，既可以使用脈沖爆燃燃燒器10直接進行加熱，也可以利用脈沖爆燃燃燒器10加熱的中間流體的熱量。另一個作為例子的熱源是渦輪機30的排氣流，這將在后面進行詳細描述。對于另一個實施例，燃料預(yù)處理器20包括熱源22和催化劑26，用于促進燃料的熱分解。根據(jù)要熱分解的燃料類型的不同，所使用的催化劑也不同，作為例子的催化劑包括沸石催化劑或者貴金屬，如鉑。按照另一個實施例，燃料預(yù)處理器20包括等離子體源24，用于對管道28中的燃料進行熱分解。對于另一個實施例，燃料預(yù)處理器20包括催化劑26，用于對管道28中的燃料進行熱分解。前面已經(jīng)描述了作為例子的催化劑。
脈沖爆燃燃燒器10可用于使來自燃料預(yù)處理器20的原始氧化劑和經(jīng)處理的燃料組成的混合物發(fā)生爆燃。作為可選擇的方案，混合物可包括原始氧化劑如壓縮空氣、經(jīng)處理的燃料和另一種氧化劑如氧氣或富氧氣流，后面將結(jié)合圖10進行論述。氧氣會減少整個混合物的爆燃能量，從而促進了爆燃。按照另一個實施例，脈沖爆燃燃燒器10還適于容納原始燃料、使混合物發(fā)生爆燃和排出產(chǎn)生的爆燃產(chǎn)物，所述混合物包括經(jīng)處理的燃料、原始燃料和原始氧化劑。作為例子的原始燃料包括烴類燃料如天然氣，餾出燃料和氣化固體燃料的氣流。作為例子的用于固體燃料氣流的固體燃料包括煤炭、農(nóng)產(chǎn)品和木材。例如，原始燃料可以包括均勻輕質(zhì)燃料如氫氣(H2)以促進整個混合物的爆燃。作為可選擇的方案，原始燃料可以比燃料預(yù)處理器20提供的經(jīng)處理的燃料還重。對于后一種方案來說，來自燃料預(yù)處理器20的經(jīng)處理的燃料用于提高較重的原始燃料的爆燃性。例如，經(jīng)處理的燃料可以是CO和H2的混合物，而原始燃料可以包括天然氣(CH4)。另外，盡管沒有特別的說明，發(fā)生爆燃的混合物也可以包括另一種氧化物，從而促進經(jīng)處理的燃料/原始氧化物/原始燃料混合物的爆燃。
對于圖1所示的實施例，動力系統(tǒng)100還包括壓縮機40，脈沖爆燃燃燒器和渦輪機30，壓縮機40用于給至少一個燃料預(yù)處理器20提供空氣。例如，壓縮機40給脈沖爆燃燃燒器10提供壓縮空氣，原始氧化劑包括該壓縮空氣。如圖1所示，壓縮機40可由渦輪機30驅(qū)動。
下面參考圖3說明聯(lián)合循環(huán)動力系統(tǒng)200的實施例。如圖所示，動力系統(tǒng)200包括上述簡單循環(huán)動力系統(tǒng)的部件。另外，動力系統(tǒng)200還包括一個蘭金底循環(huán)(或汽輪機底循環(huán))。如圖所示，汽輪機設(shè)備110適于容納來自渦輪機30的排氣流，利用該排氣流產(chǎn)生蒸汽，并利用該蒸汽產(chǎn)生產(chǎn)生動力。有利的是，汽輪機設(shè)備110的使用會消耗額外的動力，該額外的動力來自簡單循環(huán)動力系統(tǒng)100的余熱。對于圖3所示的實施例來說，汽輪機設(shè)備110包括汽輪機60，冷凝器80和泵70。汽輪機60適于利用蒸汽產(chǎn)生動力。冷凝器80適于容納并冷凝來自汽輪機60的廢汽以提供液體流。泵70適于接受并泵送該液體流。特別地，對于圖3所示的實施例來說，汽輪機設(shè)備110還包括熱回收蒸汽發(fā)生器90，該熱回收蒸汽發(fā)生器90適于接受來自渦輪機30的排氣流，接受來自泵70的液體流，并利用所述排氣流從液體流中產(chǎn)生蒸汽。
本發(fā)明示例性的動力設(shè)備300的實施例如圖7和8所示。如圖所示，該動力設(shè)備300包括至少一個燃料預(yù)處理器20，該燃料預(yù)處理器適于將燃料轉(zhuǎn)變?yōu)橹辽僖环N經(jīng)處理的燃料。該動力設(shè)備還包括多個動力系統(tǒng)100。每個動力系統(tǒng)100包括脈沖爆燃燃燒器10和處于脈沖爆燃燃燒器10下游位置的渦輪機30，如前面參考圖1所述的那樣。對于圖7所示的實施例來說，為每個動力系統(tǒng)100提供單獨的燃料預(yù)處理器20。作為可選擇的方案，一個燃料預(yù)處理器20可以給兩個或多個動力系統(tǒng)100提供經(jīng)處理的燃料，如圖8所示的例子那樣。根據(jù)一個特別的實施例，動力設(shè)備300還包括至少一個壓縮機40、脈沖爆燃燃燒器10和渦輪機30，該壓縮機40適于給至少一個燃料預(yù)處理器20提供空氣。對于如圖7和8所示的特別實施例來說，為每個脈沖爆燃燃燒器10提供單獨的壓縮機40。盡管沒有示出，一個壓縮機40可以給兩個或多個脈沖爆燃燃燒器10提供壓縮空氣。另外，圖8所示示例性的動力設(shè)備300也包括熱回收單元90，熱回收單元90適于利用來自渦輪機30的余熱來加熱中間流體例如水，從而提供給燃料預(yù)處理器20加熱的流體，例如提供蒸汽給燃料預(yù)處理器20。
下面參考圖9說明一個聯(lián)合循環(huán)動力設(shè)備300的實施例。除了參考圖7和8的如上所述的部件外，動力設(shè)備300還包括汽輪機設(shè)備110，該汽輪機設(shè)備110適于容納來自至少一個渦輪機30的排氣流，利用該排氣流產(chǎn)生蒸汽，并利用該蒸汽產(chǎn)生產(chǎn)生動力。圖9所示是使用單個燃料預(yù)處理器20和多個壓縮機40的例子。如上面參考圖7和8所論述的，可以為動力系統(tǒng)100提供分開的燃料預(yù)處理器20和/或壓縮機40。對于圖9所示的示例性的實施例來說，汽輪機設(shè)備110適于接受來自多個渦輪機30的排氣流。作為可選擇的方案，根據(jù)動力設(shè)備300的尺寸大小，其可以具有多個汽輪機設(shè)備110。對于圖9所示的示例性的實施例來說，汽輪機設(shè)備110包括汽輪機60，冷凝器80，泵70和熱回收蒸汽發(fā)生器90，如前面參考圖3詳細描述的那樣。另外，熱回收蒸汽發(fā)生器90還可用于給燃料預(yù)處理器20提供蒸汽，如圖9中虛線所示的那樣。例如，如圖11所示是一個包括重整裝置410的聯(lián)合循環(huán)動力系統(tǒng)600，該重整裝置410可接受來自熱回收蒸汽發(fā)生器90的蒸汽。
如圖4、5和6所示是另一個動力系統(tǒng)400的實施例。如圖4所示，例如，動力系統(tǒng)400包括具有重整裝置410的燃料預(yù)處理器20，該重整裝置410可容納和重整燃料，并產(chǎn)生重整產(chǎn)品。圖4中的“Q”表示通過燃燒/部分氧化、電能和/或熱能而提供給重整裝置410的附加能量。動力系統(tǒng)400還包括脈沖爆燃燃燒器10，該脈沖爆燃燃燒器10適于容納重整產(chǎn)品和氧化劑，適于二者組成的混合物的爆燃，并適于排出多種爆燃產(chǎn)物。有利的是，通過對燃料進行重整，給脈沖爆燃燃燒器10提供更易于爆燃的燃料(重整產(chǎn)品)。對于圖5和6所示示例性的實施例來說，動力系統(tǒng)400還包括給重整裝置410提供水的水源420和給重整裝置410提供燃料的燃料源440。重整裝置410使用水對燃料進行重整。另外，對于圖4所示的特別實施例來說，動力系統(tǒng)400還包括泵422，該泵422用于將水從水源420泵送到重整裝置410。
在此，術(shù)語“重整裝置”是指通過水和可重整燃料的反應(yīng)來產(chǎn)生氫的裝置。作為例子的可重整燃料包括烴類，例如天然氣或者餾出液體燃料。作為例子的重整裝置410包括催化重整裝置410。在對水和烴類燃料混合物進行重整時，根據(jù)燃料和催化劑的不同，重整裝置通常的工作溫度范圍是大約華氏800度(800°F)至大約華氏1400度(1400°F)。重整裝置使水和燃料的混合物發(fā)生反應(yīng)從而產(chǎn)生帶有水的氫，甲烷，二氧化碳，一氧化碳和各種夾帶的痕量物質(zhì)(合起來叫做“重整產(chǎn)品”)。盡管在圖4-6中只示出了一個重整裝置410，可以理解的是，可以使用具有相同或不同催化劑的兩個或多個重整裝置410，從而更有效地產(chǎn)生氫。
如圖4-6所示，動力系統(tǒng)400也可以包括重整產(chǎn)品儲存裝置430，該重整產(chǎn)品儲存裝置430用于容納來自重整裝置410的重整產(chǎn)品并將重整產(chǎn)品提供給脈沖爆燃燃燒器10。作為可選擇的方案，如圖4-6中虛線所示的那樣，重整產(chǎn)品可以從重整裝置410直接提供給脈沖爆燃燃燒器10。動力系統(tǒng)400使用的重整產(chǎn)品儲存裝置430取決于重整裝置410的容量和生產(chǎn)能力，還取決于脈沖爆燃燃燒器10的燃料消耗速度。
為了促進重整裝置410中氫的產(chǎn)生，可以對提供給重整裝置410的水和/或燃料進行預(yù)熱。對于圖5所示的特別的實施例來說，脈沖爆燃燃燒器10用于對來自燃料源440的燃料和來自水源420的水進行加熱，這樣重整裝置410所接受的燃料和水都已被加熱。在圖5中，“溫的燃料”表示燃料被汽化或加熱，“溫水”包括蒸汽和加熱后的水。也就是說，對該實施例來說，流體要足夠熱以促進重整反應(yīng)。該加熱可以在熱交換器中進行(圖5中未示出)。作為可選擇的方案，脈沖爆燃燃燒器10可以加熱中間流體(未示出)并通過中間流體間接加熱燃料和/或水。對于后一個實施例來說，水(液態(tài)或者蒸汽狀態(tài))可以作為中間流體來加熱燃料。也就是說，在這個特別的實施例中，脈沖爆燃燃燒器直接加熱水并通過加熱的水間接加熱燃料。
為了產(chǎn)生動力，動力系統(tǒng)400包括位于脈沖爆燃燃燒器10下游的渦輪機30，例如圖4-6所示的那樣。渦輪機30與脈沖爆燃燃燒器10流體連通。對于圖6所示的特別的實施例來說，動力系統(tǒng)400也包括熱交換器，該熱交換器用于接受來自渦輪機30的排氣流以加熱燃料和水。盡管圖中未示出，熱交換器450也可以對提供給重整裝置的燃料或水進行加熱。
動力系統(tǒng)400可以構(gòu)造成使如下的混合物發(fā)生爆燃(1)包括重整產(chǎn)品和氧化物的混合物，(2)包括重整產(chǎn)品、原始燃料(例如，烴類燃料如天然氣)和氧化物的混合物，(3)包括重整產(chǎn)品、氧化物和另一種氧化物(例如氧氣或富氧氣流)的混合物，(4)包括重整產(chǎn)品、氧化物、原始燃料和另一種氧化物的混合物。按照一個特別的實施例，脈沖爆燃燃燒器10可以容納原始燃料(例如圖4和5虛線所示)，使包括原始燃料、重整產(chǎn)品和氧化物的混合物發(fā)生爆燃，并排出爆燃產(chǎn)物。
參考圖10描述的是另一個動力系統(tǒng)500的實施例。如圖10所示，動力系統(tǒng)500包括用于容納空氣和提供富氧氣流的富氧裝置50。作為例子的富氧氣流的氧含量范圍是大約百分之五十至九十(50-90％)。脈沖爆燃燃燒器10適于容納燃料和富氧氣流，適于二者組成的混合物的爆燃，并適于排出多種爆燃產(chǎn)物。渦輪機30處于脈沖爆燃燃燒器10的下游位置，該渦輪機30與脈沖爆燃燃燒器10流體連通。
作為例子的富氧裝置50包括空氣分離裝置或隔膜系統(tǒng)。這些用于富氧的裝置是公知的系統(tǒng)，空氣分離裝置是傳統(tǒng)使用的裝置，例如，用在完整的氣化聯(lián)合循環(huán)煤(IGCC)設(shè)備中。
對于圖10中的特別實施例來說，富氧裝置50還可提供富氮氣流，渦輪機可以容納該富氮氣流。有利的是，該富氮氣流可作為冷卻氣流用于冷卻渦輪機的工作部件，也有助于驅(qū)動渦輪機。
另外，盡管圖10中沒有明確示出，富氮氣流的至少一部分可被用于冷卻脈沖爆燃燃燒器10。
更詳細地說，動力系統(tǒng)500也包括燃料預(yù)處理器20，該燃料預(yù)處理器20適于將基礎(chǔ)燃料轉(zhuǎn)變?yōu)橹辽僖环N經(jīng)處理的燃料，這樣脈沖爆燃燃燒器10內(nèi)容納和爆燃的燃料包括經(jīng)處理的燃料，如圖10所示。另外，脈沖爆燃燃燒器10還適于容納原始燃料，如圖10中虛線所示。對該實施例來說，脈沖爆燃燃燒器內(nèi)容納和爆燃的燃料包括經(jīng)處理的燃料和原始燃料。如上所述，一個作為例子的燃料預(yù)處理器20是一個重整裝置410，該重整裝置410適于容納和重整基礎(chǔ)燃料并產(chǎn)生重整產(chǎn)品。對這個特別實施例來說，脈沖爆燃燃燒器內(nèi)容納和爆燃的燃料包括重整產(chǎn)品。
圖10中動力系統(tǒng)500的實施例還包括壓縮機40，壓縮機40給燃料預(yù)處理器20、脈沖爆燃燃燒器10和渦輪機30中的至少一個提供壓縮空氣。對于圖10中的特別實施例來說，壓縮機40適于給脈沖爆燃燃燒器10提供壓縮空氣，該脈沖爆燃燃燒器適于使經(jīng)處理的燃料、富氧氣流和壓縮空氣組成的混合物發(fā)生爆燃，并排出多種爆燃產(chǎn)物。根據(jù)一個例子，富氧氣流中只包含很小百分比的空氣流量，例如空氣流量中的大約百分之二(2％)是氧。
盡管本文已圖示和描述了本發(fā)明的僅僅某些特征，然而本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對此進行很多改進和變化。因此，可以理解的是，所附權(quán)利要求書要涵蓋凡落入本發(fā)明實際精神內(nèi)的所有這些改進和變化。
部件列表10脈沖爆燃燃燒器20燃料預(yù)處理器22熱源24等離子體源26催化劑28管道30渦輪機40壓縮機50富氧裝置60汽輪機70泵80冷凝器90熱回收蒸汽發(fā)生器100動力系統(tǒng)110汽輪機設(shè)備200聯(lián)合循環(huán)動力系統(tǒng)300動力設(shè)備400動力系統(tǒng)410重整裝置420水源422泵430重整產(chǎn)品儲存裝置440燃料源450熱交換器500動力系統(tǒng)600聯(lián)合循環(huán)動力系統(tǒng)
權(quán)利要求
1.一種動力系統(tǒng)(100)，包括一燃料預(yù)處理器(20)，用于將燃料轉(zhuǎn)變?yōu)橹辽僖环N經(jīng)處理的燃料；一脈沖爆燃燃燒器(10)，用于容納經(jīng)處理的燃料和原始氧化劑，并用于使包括經(jīng)處理的燃料和原始氧化劑的混合物的爆燃并排出多種爆燃產(chǎn)物；和一渦輪(30)，被配置在所述脈沖爆燃燃燒器(10)的下游，所述渦輪與所述脈沖爆燃燃燒器流體連通。
2.如權(quán)利要求1所述的動力系統(tǒng)(100)，其特征在于所述燃料預(yù)處理器(20)包括一熱源(22)，該熱源(22)對燃料進行加熱以使燃料發(fā)生熱分解。
3.如權(quán)利要求2所述的動力系統(tǒng)(100)，其特征在于所述燃料預(yù)處理器(20)還包括用于增強燃料熱分解的催化劑(26)。
4.如權(quán)利要求1所述的動力系統(tǒng)(100)，其特征在于所述燃料預(yù)處理器(20)包括用于使燃料熱分解的等離子體源(24)。
5.如權(quán)利要求1所述的動力系統(tǒng)(100)，其特征在于所述燃料預(yù)處理器(20)包括用于使燃料熱分解的催化劑(26)。
6.如權(quán)利要求1所述的動力系統(tǒng)(100)，其特征在于所述脈沖爆燃燃燒器(10)還用于容納原始燃料，用于使由經(jīng)處理的燃料、原始燃料和原始氧化劑組成的混合物爆燃，并排出多種爆燃產(chǎn)物。
7.如權(quán)利要求6所述的動力系統(tǒng)(100)，其特征在于該原始燃料包括烴類燃料，其中該燃料包括烴類燃料。
8.如權(quán)利要求1所述的動力系統(tǒng)(100)，其特征在于還包括壓縮機(40)，該壓縮機(40)用于給所述燃料預(yù)處理器(20)、所述脈沖爆燃燃燒器和所述渦輪機(30)中的至少一個提供空氣。
9.如權(quán)利要求1所述的動力系統(tǒng)(200)，其特征在于還包括一汽輪機設(shè)備(110)，該汽輪機設(shè)備(110)用于容納來自所述渦輪(30)的排氣流，利用該排氣流產(chǎn)生蒸汽，并利用該蒸汽產(chǎn)生動力，其中，所述汽輪機設(shè)備包括一汽輪機(60)，用于利用蒸汽產(chǎn)生動力；一冷凝器(80)，用于容納并冷凝來自所述汽輪機的廢汽以提供液體流；和一泵(70)，用于接受并泵送該液體流。
10.如權(quán)利要求9所述的動力系統(tǒng)(200)，其特征在于所述汽輪機設(shè)備(110)還包括一熱回收蒸汽發(fā)生器(90)，該熱回收蒸汽發(fā)生器(90)用于接受來自所述渦輪(30)的排氣流，接受來自所述泵(70)的液體流，并利用排氣流從液體流中產(chǎn)生蒸汽。
11.如權(quán)利要求1所述的動力系統(tǒng)(100)，其特征在于所述燃料預(yù)處理器(20)包括一重整裝置(410)，該重整裝置(410)用于容納和重整一種基礎(chǔ)燃料并產(chǎn)生重整產(chǎn)品，其中，由所述脈沖爆燃燃燒器(10)容納和爆燃的經(jīng)處理的燃料包括該重整產(chǎn)品。
全文摘要
一種動力系統(tǒng)(100)，包括燃料預(yù)處理器(20)，脈沖爆燃燃燒器(10)和渦輪機(30)，其中燃料預(yù)處理器(20)用于將燃料轉(zhuǎn)變?yōu)橹辽僖环N經(jīng)處理的燃料。該脈沖爆燃燃燒器用于容納經(jīng)處理的燃料和原始氧化劑，用于包括經(jīng)處理的燃料和原始氧化劑的混合物的爆燃，并用于排出多種爆燃產(chǎn)物。該渦輪機位于該脈沖爆燃燃燒器(10)的下游位置并與該脈沖爆燃燃燒器(10)流體連通。動力設(shè)備(300)包括至少一個燃料預(yù)處理器(20)和多個動力系統(tǒng)(100)。每個動力系統(tǒng)包括脈沖爆燃燃燒器(10)和位于該脈沖爆燃燃燒器(10)的下游位置并與該脈沖爆燃燃燒器(10)流體連通的渦輪機(30)。
文檔編號F02C5/11GK1644906SQ20041010056
公開日2005年7月27日 申請日期2004年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月25日
發(fā)明者A·J·迪安, I·A·萊瓦 申請人:通用電氣公司