Многофункциональная энергетическая система (варианты) - RU2003116515A

Реферат

1. Многофункциональная энергетическая система для производства по крайней мере одного из видов продукции: электроэнергии, химических продуктов и теплоносителя, имеющего заданные характеристики, отличающаяся тем, что она содержит резервуар-накопитель, по крайней мере один конвертер, размещенный в резервуаре-накопителе, пакет терморегулирования, размещенный в резервуаре-накопителе и имеющий тепловую связь с конвертером, и по крайней мере один датчик, соединенный с резервуаром-накопителем с возможностью контроля параметра системы с обеспечением ее надлежащей работы.

2. Энергетическая система по п.1, отличающаяся тем, что упомянутый конвертер является электрохимическим конвертером.

3. Энергетическая система по п.2, отличающаяся тем, что упомянутый электрохимический конвертер содержит один топливный элемент из следующей группы: топливный элемент с электролитом на твердом оксиде, топливный элемент с расплавом карбоната, топливный элемент на фосфорной кислоте, щелочной топливный элемент или мембранный топливный элемент с обменом протонов.

4. Энергетическая система по п.1, отличающаяся тем, что упомянутый конвертер является химическим конвертером.

5. Энергетическая система по п.4, отличающаяся тем, что упомянутый химический конвертер содержит установку риформинга.

6. Энергетическая система по п.4, отличающаяся тем, что упомянутый химический конвертер содержит одну из следующих установок: установку риформинга паром, установку риформинга с частичным окислением, автотермическую установку риформинга или аэротермическую установку риформинга.

7. Энергетическая система по п.1, отличающаяся тем, что упомянутый конвертер является тепловым конвертером.

8. Энергетическая система по п.7, отличающаяся тем, что упомянутый тепловой конвертер содержит одно из следующих устройств: парогенератор, пароперегреватель, нагреватель жидкого теплоносителя для применений в гидронике или нагреватель газообразного теплоносителя.

9. Энергетическая система по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит группу конвертеров, включающую по крайней мере один химический реактор, один электрохимический реактор и один тепловой конвертер.

10. Энергетическая система по п.1, отличающаяся тем, что упомянутый датчик является УФ-датчиком.

11. Энергетическая система по п.1, отличающаяся тем, что упомянутый датчик является ИК-датчиком.

12. Энергетическая система по п.1, отличающаяся тем, что упомянутый датчик является газовым датчиком.

13. Энергетическая система по п.1, отличающаяся тем, что упомянутый датчик является кислородным датчиком.

14. Энергетическая система по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит группу датчиков, включающую газовый датчик и по крайней мере один УФ-датчик или ИК-датчик.

15. Энергетическая система по п.1, отличающаяся тем, что конвертер имеет рабочий диапазон температур до примерно 1500°С и давления до примерно 10350 кПа.

16. Энергетическая система по п.1, отличающаяся тем, что конвертер содержит установку риформинга, имеющую носитель с нанесенным на него каталитическим материалом для риформинга топлива.

17. Энергетическая система по п.1, отличающаяся тем, что конвертер содержит топливный элемент, имеющий электролит с размещенным на нем материалом электрода для электрохимического преобразования топлива в электричество.

18. Энергетическая система по п.1, отличающаяся тем, что упомянутый пакет терморегулирования является источником тепла или теплоотводом.

19. Энергетическая система по п.1, отличающаяся тем, что упомянутый датчик является датчиком кислорода, установленным с возможностью определения кислорода в выхлопе, собранном в резервуаре-накопителе.

20. Энергетическая система по п.1, отличающаяся тем, что упомянутый датчик содержит по крайней мере один элемент из следующей группы: термопара, термостат и ИК-датчикдля определения теплового режима пакета терморегулирования.

21. Энергетическая система по п.11, отличающаяся тем, что упомянутый ИК-датчик установлен с возможностью определения наличия пламени в работающем в качестве камеры сгорания пакете терморегулирования.

22. Энергетическая система по п.1, отличающаяся тем, что упомянутый датчик является УФ-датчиком, установленным с возможностью определения теплового режима пакета терморегулирования.

23. Энергетическая система по п.10, отличающаяся тем, что упомянутый УФ-датчик установлен с возможностью обнаружения тепловой энергии пакета терморегулирования.

24. Энергетическая система по п.1, отличающаяся тем, что упомянутый резервуар-накопитель установлен с возможностью сбора выхлопа, производимого по крайней мере упомянутым конвертером или упомянутым пакетом терморегулирования.

25. Энергетическая система по п.1, отличающаяся тем, что упомянутый резервуар-накопитель дополнительно содержит канал ввода продувочного газа.

26. Энергетическая система по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит средства продувки из камеры упомянутого резервуара-накопителя выбранной текучей среды.

27. Энергетическая система по п.1, отличающаяся тем, что упомянутый резервуар-накопитель содержит внешний кожух, образующий камеру, и изоляционный слой, расположенный внутри камеры с образованием изолирующей пустой полости между изоляционным слоем и кожухом, причем упомянутая система содержит дополнительно средства продувки из камеры и указанной полости выбранной текучей среды.

28. Энергетическая система по п.1, отличающаяся тем, что упомянутый конвертер совмещает в себе функции как топливного элемента, так и установки риформинга.

29. Энергетическая система по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит средства подачи реагента и устройство управления, связанное с датчиком и со средствами подачи реагентов с возможностью управления подачей упомянутых реагентов в резервуар-накопитель в соответствии с выходным сигналом датчика.

30. Энергетическая система по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит средства подачи реагента в конвертер или пакет терморегулирования, причем упомянутый реагент является по крайней мере одним из следующей группы: компонент для риформинга, топливо и окислитель.

31. Энергетическая система по п.30, отличающаяся тем, что упомянутый компонент для риформинга является по крайней мере одним из следующей группы: вода, кислород, воздух и СО₂.

32. Энергетическая система по п.1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит средства подачи реагентов в конвертер или в пакет терморегулирования.

33. Энергетическая система по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит средства подачи выхлопа конвертера и пакета терморегулирования в установку для использования энергии конвертера.

34. Энергетическая система по п.1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит узел газовой турбины, связанный с упомянутым резервуаром-накопителем.

35. Энергетическая система по п.1, отличающаяся тем, что резервуар-накопитель установлен с возможностью сбора выхлопа конвертера и пакета терморегулирования, являющегося рабочим газом узла газовой турбины.

36. Энергетическая система по п.1, отличающаяся тем, что упомянутый датчик является датчиком температуры.

37. Энергетическая система по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит смеситель, установленный с возможностью смешивания перед вводом в конвертер по крайней мере одного реагента с компонентом для риформинга.

38. Энергетическая система по п.37, отличающаяся тем, что упомянутый смеситель содержит корпус, имеющий группу патрубков.

39. Энергетическая система по п.38, отличающаяся тем, что упомянутые патрубки установлены с возможностью смешивания упомянутого реагента и упомянутого компонента для риформинга в зоне смешивания внутри корпуса с формированием смеси риформинга.

40. Энергетическая система по п.39, отличающаяся тем, что упомянутый смеситель содержит патрубок для выпуска смеси риформинга, полученной в результате смешивания топлива и пара внутри зоны смешивания.

41. Энергетическая система по п.40, отличающаяся тем, что смеситель содержит два патрубка приема и выпуска текучей среды отдельно от упомянутых реагента и компонента для риформинга, формирующих упомянутую смесь риформинга, причем посредством упомянутых двух патрубков образована зона охлаждения, прилегающая к упомянутой зоне смешивания.

42. Энергетическая система по п.1, отличающаяся тем, что упомянутый конвертер содержит установку риформинга пластинчатого типа для преобразования в процессе работы реагента в продукты реакции, содержащую каталитические пластины, связанные с по крайней мере одним каталитическим материалом для ускорения риформинга, и проводящие пластины, выполненные из теплопроводного материала, причем упомянутые каталитические пластины и проводящие пластины поочередно сложены в пакет с образованием узла риформинга и возможностью передачи проводящими пластинами тепловой энергии в плоскости пластин посредством проводимости и поддержания процесса риформинга.

43. Энергетическая система по п.42, отличающаяся тем, что упомянутая установка риформинга является средством проведения процесса риформинга с по крайней мере одной реакцией риформинга, включающей в себя каталитически активизированную химическую реакцию между по крайней мере двумя веществами реакции и каталитически активизированную тепловую диссоциацию одного вещества.

44. Энергетическая система по п.42, отличающаяся тем, что упомянутый узел риформинга содержит по крайней мере один осевой коллектор ввода реагентов и по крайней мере один коллектор вывода продуктов реакции из узла риформинга.

45. Энергетическая система по п.42, отличающаяся тем, что упомянутый узел риформинга имеет открытую периферийную поверхность обмена тепловой энергией с внешней средой.

46. Энергетическая система по п.42, отличающаяся тем, что упомянутый узел риформинга содержит по крайней мере один осевой коллектор ввода реагентов и периферийные средства вывода продуктов реакции из периферийной части узла риформинга.

47. Энергетическая система по п.42, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит теплопроводный газонепроницаемый кожух, установленный вокруг узла риформинга с образованием периферийного осевого коллектора, и средства, обеспечивающие поступление продуктов реакции в периферийный осевой коллектор и сбора продуктов реакции газонепроницаемым кожухом.

48. Энергетическая система по п.42, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит теплопроводный газонепроницаемый кожух, имеющий средство обмена тепловой энергией с внешней средой и упомянутой теплопроводной пластиной посредством излучения или проводимости, или конвекции.

49. Энергетическая система по п.42, отличающаяся тем, что внешняя поверхность узла риформинга расположена в контакте с внутренней поверхностью газонепроницаемого кожуха с возможностью передачи газонепроницаемым кожухом тепловой энергии проводящим пластинам посредством проводимости.

50. Энергетическая система по п.42, отличающаяся тем, что дополнительно содержит газонепроницаемый корпус, имеющий цилиндрическую форму и установленный с возможностью обеспечения работы установки риформинга под давлением.

51. Энергетическая система по п.42, отличающаяся тем, что проводящая пластина содержит средства обеспечения в основном изотермического режима в плоскости проводящей пластины.

52. Энергетическая система по п.42, отличающаяся тем, что упомянутый узел риформинга содержит по крайней мере один осевой коллектор ввода реагентов, а проводящие пластины содержат выступающие в осевой коллектор реагента части предварительного нагрева поступающего реагента, выполненные с пластиной как одно целое.

53. Энергетическая система по п.42, отличающаяся тем, что по крайней мере проводящая пластина или каталитическая пластина имеет плоскую поверхность, снабженную проходами реагента над поверхностью пластины.

54. Энергетическая система по п.42, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит осевой коллектор, образованный внутри узла риформинга, проходы, сформированные между проводящей пластиной и каталитической пластиной, и средства создания падения давления потока реагента в проходах между проводящей пластиной и каталитической пластиной, которое в основном больше, чем падение давления потока реагента в осевом коллекторе.

55. Энергетическая система по п.42, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит проход, сформированный между каталитической и проводящей пластинами с возможностью прохождения вводимого реагента над поверхностью одной из пластин и поддержания в основном однородного падения давления с обеспечением в основном однородного потока реагентов в направлении оси узла риформинга.

56. Энергетическая система по п.42, отличающаяся тем, что дополнительно содержит средства обеспечения в основном однородного температурного режима вдоль оси узла риформинга.

57. Энергетическая система по п.42, отличающаяся тем, что каталитическая пластина выполнена из пористого каталитического материала, образующего средства пропуска вводимого реагента через по крайней мере часть пластины.

58. Энергетическая система по п.42, отличающаяся тем, что теплопроводная пластина выполнена из пористого теплопроводного материала, образующего средства пропуска вводимого реагента через пластину.

59. Энергетическая система по п.42, отличающаяся тем, что проводящая пластина выполнена по крайней мере из одного неметаллического материала типа карбида кремния или композитного материала.

60. Энергетическая система по п.42, отличающаяся тем, что проводящая пластина выполнена по крайней мере из одного металла, в частности, алюминия, меди, железа, легированных сталей, никеля, сплавов никеля, хрома, сплавов хрома, платины и сплавов платины.

61. Энергетическая система по п.42, отличающаяся тем, что каталитическая пластина выполнена из керамической несущей пластины с покрытием из каталитического материала.

62. Энергетическая система по п.42, отличающаяся тем, что каталитическая пластина выполнена из металлической несущей пластины с покрытием из каталитического материала.

63. Энергетическая система по п.42, отличающаяся тем, что каталитический материал выбран из группы материалов, содержащей платину, палладий, никель, оксид никеля, железо, оксид железа, хром, оксид хрома, кобальт, оксид кобальта, медь, оксид меди, цинк, оксид цинка, молибден, оксид молибдена и другие подходящие переходные металлы и их оксиды.

64. Энергетическая система по п.42, отличающаяся тем, что каталитическая пластина выполнена по крайней мере из одного материала из следующей группы: платина, никель, оксид никеля, хром и оксид хрома.

65. Энергетическая система по п.42, отличающаяся тем, что реагент содержит углеводородное вещество и по крайней мере O₂, H₂O или СО₂.

66. Энергетическая система по п.42, отличающаяся тем, что реагент содержит по крайней мере одно из веществ, выбранных из группы, включающей в себя алкан (парафиновый углеводород), углеводород, связанный со спиртом (содержащий гидроксил), углеводород, связанный с карбоксилом, углеводород, связанный с карбонилом, алкен (олефиновый углеводород), углеводород, связанный с простым эфиром, углеводород, связанный со сложным эфиром, углеводород, связанный с амином, углеводород, связанный с ароматическим производным, и углеводород, связанный с другим органическим производным.

67. Энергетическая система по п.42, отличающаяся тем, что дополнительно содержит средства подачи выходящих из установки риформинга продуктов реакции во внешний топливный элемент.

68. Энергетическая система по п.65, отличающаяся тем, что углеводородное топливо и по крайней мере одно из веществ, Н₂О или CO₂, подвергаются эндотермическому каталитическому риформингу с получением H₂, CO, Н₂О и СО₂, а система содержит внешний топливный элемент, установленный с возможностью передачи проводящей пластиной, посредством проводимости в плоскости пластины, вырабатываемой внешним топливным элементом энергии для осуществления эндотермического риформинга.

69. Энергетическая система по п.65, отличающаяся тем, что углеводородное топливо и O₂ подвергаются каталитическому сжиганию и риформингу с образованием H₂, CO, H₂О и СО₂, а система содержит внешний топливный элемент, установленный с возможностью передачи проводящей пластиной, посредством проводимости в плоскости пластины, энергии по крайней мере от экзотермического сгорания или экзотермической реакции внешнего топливного элемента для поддержания эндотермического риформинга.

70. Энергетическая система по п.65 или 66, отличающаяся тем, что углеводородное топливо и O₂ подвергаются каталитическому сгоранию в присутствии пара и риформингу с получением H₂, CO, Н₂О и CO₂.

71. Энергетическая система по п.65 или 66, отличающаяся тем, что СО и H₂O подвергаются каталитической реакции преобразования диоксидов с получением CO₂ и H₂.

72. Энергетическая система по п.42, отличающаяся тем, что узел риформинга имеет в основном цилиндрическую форму.

73. Энергетическая система по п.42, отличающаяся тем, что узел риформинга имеет цилиндрическую форму, а по крайней мере каталитическая или теплопроводная пластина имеет диаметр от примерно 25 до примерно 510 мм и толщину от примерно 0, 05 до примерно 5,1 мм.

74. Энергетическая система по п.42, отличающаяся тем, что узел риформинга имеет в основном прямоугольную форму, а коллекторы ввода и вывода реагентов прикреплены к его сторонам.

75. Энергетическая система по п.1, отличающаяся тем, что упомянутый конвертер содержит установку риформинга для преобразования реагента в продукты реакции, имеющую пористый теплопроводный материал с вкраплениями по крайней мере одного каталитического материала, формирующий узел реформинга и размещенный с возможностью передачи тепловой энергии для поддержания процесса риформинга.

76. Энергетическая система по п.1, отличающаяся тем, что упомянутый конвертер содержит установку риформинга пластинчатого типа для преобразования реагента в продукты реакции, имеющую пластины из теплопроводного материала с вкраплениями по крайней мере одного каталитического материала для ускорения процесса риформинга, причем упомянутые пластины сложены в пакет с формированием узла риформинга и возможностью передачи тепловой энергии для поддержания процесса риформинга в плоскости пластин посредством проводимости.

77. Энергетическая система по п.75 или 76, отличающаяся тем, что упомянутый узел риформинга содержит по крайней мере один осевой коллектор ввода реагентов и по крайней мере один коллектор вывода продуктов реакции из узла риформинга.

78. Энергетическая система по п.75 или 76, отличающаяся тем, что упомянутый узел риформинга имеет открытую периферийную поверхность обмена тепловой энергией с внешней средой.

79. Энергетическая система по п.75 или 76, отличающаяся тем, что упомянутый узел риформинга содержит по крайней мере один осевой коллектор ввода реагентов и периферийное средство вывода продуктов реакции из периферийной части узла риформинга.

80. Энергетическая система по п.75 или 76, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит теплопроводный газонепроницаемый кожух, установленный вокруг узла риформинга с образованием периферийного осевого коллектора, и средства, обеспечивающие поступление продуктов реакции в периферийный осевой коллектор и сбора продуктов реакции газонепроницаемым кожухом.

81. Энергетическая система по п.75 или 76, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит теплопроводный газонепроницаемый кожух, имеющий средства обмена тепловой энергией с внешней средой и упомянутым узлом риформинга посредством излучения или проводимости, или конвекции.

82. Энергетическая система по п.75 или 76, отличающаяся тем, что внешняя поверхность узла риформинга находится в контакте с внутренней поверхностью газонепроницаемого кожуха с возможностью передачи газонепроницаемым кожухом тепловой энергии узлу риформинга посредством проводимости.

83. Энергетическая система по п.75 или 76, отличающаяся тем, что дополнительно содержит газонепроницаемый корпус, имеющий цилиндрическую форму и установленный с возможностью обеспечения работы установки риформинга под давлением.

84. Энергетическая система по п.75 или 76, отличающаяся тем, что узел риформинга содержит средства обеспечения в основном изотермического режима по узлу риформинга.

85. Энергетическая система по п.75 или 76, отличающаяся тем, что упомянутый узел риформинга содержит по крайней мере один осевой коллектор ввода реагентов и выступающие в осевой коллектор реагента части предварительного нагрева реагента, выполненные как одно целое.

86. Энергетическая система по п.75 или 76, отличающаяся тем, что узел риформинга содержит проходящие через него проходы реагента.

87. Энергетическая система по п.75 или 76, отличающаяся тем, что дополнительно содержит осевой коллектор, образованный внутри узла риформинга, проходы реагента, расположенные с возможностью прохода реагента в плоскости узла риформинга, и средства создания падения давления потока реагента в проходах, которое в основном больше, чем падение давления потока реагента в осевом коллекторе.

88. Энергетическая система по п.86, отличающаяся тем, что проходы выполнены с возможностью поддержания в основном однородного падения давления с обеспечением в основном однородного потока реагентов в направлении оси узла риформинга.

89. Энергетическая система по п.75 или 76, отличающаяся тем, что дополнительно содержит средства обеспечения в основном однородного температурного режима вдоль оси узла риформинга.

90. Энергетическая система по п.75 или 76, отличающаяся тем, что проводящий материал состоит из по крайней мере одного неметаллического материала типа карбида кремния или композитного материала.

91. Энергетическая система по п.75 или 76, отличающаяся тем, что проводящий материал состоит по крайней мере из одного металла, в частности алюминия, меди, железа, легированных сталей, никеля, сплавов никеля, хрома, сплавов хрома, платины и сплавов платины.

92. Энергетическая система по п.75 или 76, отличающаяся тем, что каталитический материал выбран из группы материалов, содержащей платину, палладий, никель, оксид никеля, железо, оксид железа, хром, оксид хрома, кобальт, оксид кобальта, медь, оксид меди, цинк, оксид цинка, молибден, оксид молибдена и другие подходящие переходные металлы и их оксиды.

93. Энергетическая система по п.75 или 76, отличающаяся тем, что реагент содержит углеводородное вещество и по крайней мере O₂, Н₂О или CO₂.

94. Энергетическая система по п.75 или 76, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит внешний топливный элемент и средства подачи выходящих из установки риформинга продуктов реакции во внешний топливный элемент.

95. Энергетическая система по п.75 или 76, отличающаяся тем, что реагент содержит углеводородное топливо и по крайней мере одно из веществ, Н₂О или СО₂, которые подвергаются каталитическому риформингу с получением H₂, CO, H₂O и CO₂, а энергетическая система содержит внешний топливный элемент, установленный с возможностью передачи посредством теплопроводного материала энергии экзотермической реакции для поддержания эндотермической реакции риформинга в узле риформинга.

96. Энергетическая система по п.75 или 76, отличающаяся тем, что реагент содержит углеводородное топливо и O₂, которые подвергаются каталитическому сгоранию и риформингу для получения H₂, CO, H₂O и CO₂, а энергетическая система содержит внешний топливный элемент, установленный с возможностью передачи посредством теплопроводного материала энергии по крайней мере экзотермического сгорания или экзотермической реакции для поддержания эндотермической реакции риформинга в узле риформинга.

97. Энергетическая система по п.75 или 76, отличающаяся тем, что реагент содержит углеводородное топливо и O₂, которые подвергаются каталитическому сгоранию в присутствии H₂O и риформингу с получением H₂, СО, Н₂О и СО₂.

98. Энергетическая система по п.75 или 76, отличающаяся тем, что узел риформинга имеет в основном цилиндрическую форму.

99. Энергетическая система по п.75 или 76, отличающаяся тем, что узел риформинга имеет цилиндрическую форму с диаметром от примерно 25 до примерно 510 мм.

100. Энергетическая система по п.75 или 76, отличающаяся тем, что узел риформинга имеет в основном прямоугольную форму, а коллекторы ввода и вывода реагентов прикреплены к его сторонам.

101. Энергетическая система по п.1, отличающаяся тем, что упомянутый пакет терморегулирования является средством окисления углеводородного топлива для получения тепловой энергии и содержит проводящие пластины, выполненные из теплопроводного материала, и каталитические пластины, имеющие по крайней мере один каталитический материал окисления, причем упомянутые каталитические пластины и упомянутые проводящие пластины поочередно уложены в пакет с образованием узла камеры сгорания с возможностью ускорения посредством каталитического материала каталитической пластины, окисления углеводородного топлива с получением выходных продуктов и передачи проводящими пластинами выделяющейся в процессе окисления тепловой энергии к окружающей среде посредством излучения, или проводимости, или конвекции.

102. Энергетическая система по п.101, отличающаяся тем, что упомянутый пакет терморегулирования имеет открытую периферийную поверхность обмена тепловой энергией с внешней средой.

103. Энергетическая система по п.101, отличающаяся тем, что пакет терморегулирования содержит по крайней мере один осевой коллектор ввода реагентов и периферийное средство вывода продуктов реакции из периферийной части пакета.

104. Энергетическая система по п.101, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит теплопроводный кожух, установленный вокруг пакета терморегулирования и имеющий средства обмена тепловой энергией с внешней средой и упомянутой проводящей пластиной посредством излучения, или проводимости, или конвекции.

105. Энергетическая система по п.101, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит теплопроводный кожух, установленный вокруг пакета терморегулирования, причем внешняя поверхность пакета терморегулирования находится в контакте с внутренней поверхностью теплопроводного кожуха с возможностью передачи упомянутым кожухом тепловой энергии от проводящей пластины посредством проводимости.

106. Энергетическая система по п.101, отличающаяся тем, что проводящая пластина содержит средства обеспечения в основном изотермического режима в плоскости проводящей пластины.

107. Энергетическая система по п.101, отличающаяся тем, что пакет терморегулирования содержит по крайней мере один осевой коллектор ввода реагентов, а проводящие пластины содержат выступающие в осевой коллектор реагента средства предварительного нагрева углеводородного топлива, выполненные с ними как одно целое.

108. Энергетическая система по п.101, отличающаяся тем, что плоская поверхность по крайней мере проводящей пластины или каталитической пластины содержит проходы углеводородного топлива над поверхностью пластины.

109. Энергетическая система по п.101, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит осевой коллектор, образованный внутри пакета терморегулирования, проходы топлива над поверхностью пластины, выполненные в плоской поверхности проводящей пластины или каталитической пластины, и средства создания падения давления потока реагента в проходах, которое в основном больше, чем падение давления потока реагента в осевом коллекторе.

110. Энергетическая система по п.108, отличающаяся тем, что проходы выполнены с возможностью поддержания в основном однородного падения давления с обеспечением в основном однородного потока в направлении оси пакета терморегулирования.

111. Энергетическая система по п.101, отличающаяся тем, что дополнительно содержит средства обеспечения в основном однородного температурного режима вдоль внешней поверхности пакета терморегулирования.

112. Энергетическая система по п.108, отличающаяся тем, что каталитическая пластина выполнена из пористого каталитического материала, образующего средства пропуска вводимого реагента через по крайней мере часть пластины.

113. Энергетическая система по п.108, отличающаяся тем, что проводящая пластина выполнена из пористого теплопроводного материала, образующего средства пропуска вводимого реагента через пластину.

114. Энергетическая система по п.101, отличающаяся тем, что проводящая пластина выполнена из карбида кремния.

115. Энергетическая система по п.101, отличающаяся тем, что проводящая пластина выполнена по крайней мере из одного тугоплавкого металла.

116. Энергетическая система по п.101, отличающаяся тем, что каталитическая пластина выполнена из керамической несущей пластины с покрытием из каталитического материала.

117. Энергетическая система по п.116, отличающаяся тем, что в качестве каталитического материала выбран по крайней мере один из следующей группы: платина, никель, оксид никеля, хром и оксид хрома.

118. Энергетическая система по п.101, отличающаяся тем, что каталитическая пластина выполнена по крайней мере из одного материала из следующей группы: платина, никель, оксид никеля, хром и оксид хрома.

119. Энергетическая система по п.101, отличающаяся тем, что пакет терморегулирования содержит по крайней мере один осевой коллектор, установленный с возможностью смешивания углеводородного топлива с реагентом-окислителем перед вводом в осевой коллектор или внутри него.

120. Энергетическая система по п.101, отличающаяся тем, что пакет терморегулирования имеет в основном цилиндрическую форму.

121. Энергетическая система по п.101, отличающаяся тем, что пакет терморегулирования имеет цилиндрическую форму, а по крайней мере каталитическая или теплопроводная пластина имеет диаметр от примерно 25 до примерно 510 мм и толщину от примерно 0,05 до примерно 5,1 мм.

122. Энергетическая система по п.1, отличающаяся тем, что пакет терморегулирования содержит пористый и теплопроводный материал с вкраплениями по крайней мере одного каталитического материала, формирующий узел камеры сгорания с возможностью ускорения окисления углеводородного топлива для получения выходных продуктов посредством каталитического материала и передачи проводящим материалом выделяющейся в процессе окисления тепловой энергии к окружающей среде посредством излучения или проводимости, или конвекции.

123. Энергетическая система по п.1, отличающаяся тем, что упомянутый пакет терморегулирования содержит пластины, выполненные из теплопроводного материала с вкраплениями по крайней мере одного каталитических материалов, причем упомянутые пластины уложены в пакет с образованием узла камеры сгорания с возможностью ускорения окисления углеводородного топлива для получения выходных продуктов посредством каталитического материала и передачи проводящим материалом выделяющейся в процессе окисления тепловой энергии к окружающей среде посредством излучения или проводимости, или конвекции.

124. Энергетическая система по п.1, отличающаяся тем, что упомянутый конвертер содержит электрохимический конвертер пластинчатого типа, имеющий газонепроницаемые электролитные пластины, газонепроницаемые проводящие пластины и средство внутреннего риформинга, причем на обеих поверхностях газонепроницаемых электролитных пластин размещены химически активные материалы, упомянутые электролитные пластины имеют сторону потока топлива, на которой размещен по крайней мере один из следующих химически активных материалов: катализатор горения, катализатор риформинга, катализатор реакции преобразования оксидов и материал топливного электрода, и упомянутые электролитные пластины имеют сторону потока окислителя с размещенным на ней химически активным материалом, содержащим материал окислительного электрода, газонепроницаемые проводящие пластины выполнены из теплопроводного материала и расположены поочередно с упомянутыми проводящими пластинами с образованием пакета пластин, а средство внутреннего риформинга установлено с возможностью предварительного нагрева и риформинга углеводородного топлива на стороне потока топлива электролитной пластины внутри пакета пластин, причем проводящие пластины установлены с возможностью передачи посредством проводимости тепла от части пакета пластин, в которой проходит реакция топливного элемента, и поддержания упомянутого риформинга.

125. Энергетическая система по п.124, отличающаяся тем, что электролитная пластина является средством переноса ионов электролита, в частности ионов кислорода.

126. Энергетическая система по п.124, отличающаяся тем, что конвертер является средством преобразования и получения химических веществ при потреблении кислорода для производства электроэнергии.

127. Энергетическая система по п.124, отличающаяся тем, что на стороне проводящей пластины, обращенной к стороне потока топлива электролитной пластины, размещен по крайней мере один катализатор из следующей группы: катализатор горения, катализатор риформинга и катализатор реакции преобразования оксидов.

128. Энергетическая система по п.124, отличающаяся тем, что она содержит элемент регулирования потока, размещенный между электролитной пластиной и проводящей пластиной, и на который нанесен по крайней мере один катализатор из следующей группы: катализатор горения, катализатор риформинга и катализатор реакции преобразования оксидов.

129. Энергетическая система по п.124, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит осевые коллекторы, образованные в пакете пластин, причем по крайней мере один коллектор установлен с возможностью приема углеводородного топлива, пропускания потока топлива над одной поверхностью электролитной пластины и выпуска на внешнем краю пластин, и по крайней мере один другой коллектор установлен с возможностью приема окислителя, пропускания потока окислителя на другой стороне электролитной пластины и выпуска на внешнем краю пластин.

130. Энергетическая система по п.124, отличающаяся тем, что пакет пластин имеет прямоугольную форму и установлен с возможностью приема с одного своего края углеводородного топлива, поступающего в пространство над одной поверхностью электролитных пластин и выходящего на втором, противоположном краю пластин, и приема с третьего края окислителя, поступающего в пространство над другой стороной электролитных пластин и выходящего на четвертом краю пластин.

131. Энергетическая система по п.124, отличающаяся тем, что упомянутые проводящие пластины содержат средства регулирования распределения температуры в плоскости пластин с достижением в основном изотермического режима в плоскости пластин.

132. Энергетическая система по п.129, отличающаяся тем, что упомянутые коллекторы имеют средства регулирования однородности распределения потока в пространстве между пластинами вдоль оси пакета пластин с обеспечением изотермического режима в осевом направлении.

133. Энергетическая система по п.124, отличающаяся тем, что теплопроводный материал проводящей пластины состоит по крайней мере из неметаллического материала, включая карбид кремния.

134. Энергетическая система по п.124, отличающаяся тем, что теплопроводная пластина выполнена по крайней мере из одного материала из следующей группы: никель, сплавы никеля, хром, сплавы хрома, платина и сплавы платины.

135. Энергетическая система по п.124, отличающаяся тем, что теплопроводная пластина выполнена по крайней мере из одного материала из следующей группы: алюминий, медь, железо и легированная сталь.

136. Энергетическая система по п.124, отличающаяся тем, что топливный электрод выполнен по крайней мере из одного материала из следующей группы: никель, никельсодержащее соединение, хром и хромсодержащее соединение.

137. Энергетическая система по п.124, отличающаяся тем, что катализатор сгорания состоит по крайней мере из одного материала из следующей группы: платина, платиносодержащее соединение, никель и никельсодержащее соединение.

138. Энергетическая система по п.124, отличающаяся тем, что катализатор риформинга состоит по крайней мере из одного материала из следующей группы: никель, никельсодержащее соединение, хром и хромсодержащее соединение.

139. Энергетическая система по п.124, отличающаяся тем, что катализатор риформинга состоит по крайней мере из одного материала из следующей группы: платина, палладий, никель, оксид никеля, железо, оксид железа, хром, оксид хрома, кобальт, оксид кобальта, медь, оксид меди, цинк, оксид цинка, молибден и оксид молибдена.

140. Энергетическая система по п.124, отличающаяся тем, что катализатор горения сформирован на поверхности по крайней мере электролитной пластины или проводящей пластины с возможностью осуществления над ним частичного окисления.

141. Энергетическая система по п.124, отличающаяся тем, что катализатор риформинга сформирован на поверхности по крайней мере электролитной пластины или проводящей пластины с возможностью осуществления реакции внутреннего риформинга.

142. Энергетическая система по п.124, отличающаяся тем, что материал электрода размещен на обеих сторонах электролитной пластины с возможностью осуществления над ним реакции топливного элемента.

143. Энергетическая система по п.124, отличающаяся тем, что катализатор риформинга и материал топливного электрода смешаны над поверхностью электролитной пластины с возможностью в основном одновременного осуществления риформинга топлива и электрохимической реакции в процессе работы.

144. Энергетическая система по п.124, отличающаяся тем, что катализатор сгорания, катализатор риформинга и материал топливного электрода смешаны над поверхностью электролитной пластины с возможностью в основном одновременного осуществления частичного окисления, риформинга топлива и электрохимической реакции.

145. Энергетическая система по п.124, отличающаяся тем, что конвертер выполнен с возможностью каталитического преобразования подаваемого в него углеводородного топлива в присутствии H₂O с получением H₂ и СО и осуществления реакции топливного элемента над преобразованным топливом с получением выходных продуктов, содержащих Н₂О и CO₂, причем проводящие пластины установлены с возможностью передачи тепла, выделяемого экзотермической реакцией топливного элемента, посредством проводимости в плоскости пластин, для подержания эндотермической реакции риформинга.

146. Энергетическая система по п.124, отличающаяся тем, что конвертер выполнен с возможностью частичного каталитического сжигания в O₂ подаваемого в него углеводородного топлива с получением H₂ и СО, и осуществления экзотермической реакции топливного элемента над упомянутым частично сгоревшем топливом с получением выходных продуктов, содержащих H₂O и CO₂, причем проводящие пластины установлены с возможностью передачи тепла, выделяемого в результате экзотермической реакции топливного элемента, посредством проводимости в плоскости пластин с обеспечением температуры, достаточной для подержания слабой экзотермической реакции риформинга с частичным окислением.

147. Энергетическая система по п.124, отличающаяся тем, что конвертер выполнен с возможностью каталитического частичного сжигания в O₂ в присутствии H₂O подаваемого в конвертер углеводородного топлива с получением H₂ и СО и осуществления экзотермической реакции топливного элемента над упомянутым частичным сгоревшим топливом с получением выходных продуктов, содержащих Н₂О и СО₂, причем проводящие пластины установлены с возможностью передачи тепла, выделяемого в результате экзотермической реакции топливного элемента, посредством проводимости в плоскости пластин с обеспечением температуры, достаточной для подержания слабой экзотермической реакции риформинга с частичным окислением.

148. Энергетическая система по п.124, отличающаяся тем, что реагент содержит по крайней мере одно из веществ, выбранных из группы, включающей в себя алкан (парафиновый углеводород), углеводород, связанный со спиртом (содержащий гидроксил), углеводород, связанный с карбоксилом, углеводород, связанный с карбонилом, алкен (олефиновый углеводород), углеводород, связанный с простым эфиром, углеводород, связанный со сложным эфиром, углеводород, связанный с амином, углеводород, связанный с ароматическим производным, и углеводород, связанный с другим органическим производным.

149. Энергетическая система по п.124, отличающаяся тем, что конвертер представляет собой один из следующих топливных элементов: топливный элемент с электролитом на твердом оксиде, топливный элемент с расплавом карбоната, щелочной топливный элемент, мембранный топливный элемент с обменом протонов или топливный элемент на фосфорной кислоте.

150. Энергетическая система по п.124, отличающаяся тем, что электролитная пластина выполнена из одного из следующих материалов: материал на основе циркония, материал на основе церия, оксид на основе висмута, галлат лантана, расплавленный карбонат или смесь указанных материалов.

151. Энергетическая система по п.124, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит коллекторы и средство нагрева реагентов, размещенное в одном из коллекторов с возможностью нагрева по крайней мере части по крайней мере одного из проходящих по упомянутому коллектору реагентов.

152. Энергетическая система по п.151, отличающаяся тем, что средства нагрева реагентов содержат выступающую по крайней мере в один из упомянутых коллекторов вытянутую теплопроводную поверхность упомянутой проводящей пластины, выполненную с ней как одно целое.

153. Энергетическая система по п.152, отличающаяся тем, что упомянутая проводящая пластина с упомянутой вытянутой поверхностью установлена с возможностью передачи к упомянутым реагентам посредством проводимости отходящего тепла, вырабатываемого в результате упомянутой реакции топливного элемента, и нагрева упомянутых реагентов до близкой к рабочей температуры.

154. Энергетическая система по п.124, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит периферийные средства вывода преобразованного топлива из периферийной части пакета пластин.

155. Энергетическая система по п.124, отличающаяся тем, что по крайней мере проводящая пластина или электролитная пластина содержит над поверхностью пластин проход реагента от осевого коллектора реагента.

156. Энергетическая система по п.155, отличающаяся тем, что проход реагента содержит средства обеспечения в основном однородного падения давления по крайней мере над одной поверхностью пластин с обеспечением в основном однородного потока реагента над поверхностями пластин.

157. Энергетическая система по п.155, отличающаяся тем, что химически активное покрытие электролитной пластины имеет пористую структуру, причем пористое покрытие образует проход реагента.

158. Энергетическая система по п.124, отличающаяся тем, что дополнительно содержит средство обеспечения падения давления потока реагента в пространстве, сформированном между проводящей пластиной и противоположной электролитной пластиной, которое в основном больше, чем падение давления потока реагента в осевом коллекторе.

159. Энергетическая система по п.124, отличающаяся тем, что дополнительно содержит средства обеспечения в основном однородного радиального распределения потока реагентов через упомянутый пакет пластин.

160. Энергетическая система по п.124, отличающаяся тем, что пакет пластин имеет цилиндрическую форму и по крайней мере каталитическая или проводящая пластина имеет диаметр от примерно 25 до примерно 510 мм и толщину от примерно 0,05 до примерно 5,1 мм.

161. Энергетическая система по п.124, отличающаяся тем, что упомянутые проводящие пластины установлены с возможностью передачи тепла в плоскости пластин от одной краевой области к другой краевой области.

162. Энергетическая система по п.124, отличающаяся тем, что упомянутая электролитная пластина содержит зоны, разнесенные по поверхности пластины с возможностью осуществления выбранных реакций, причем упомянутые зоны включают зону горения, зону риформинга и зону электрохимической реакции.

163. Энергетическая система по п.124, отличающаяся тем, что упомянутая проводящая пластина установлена с возможностью формирования температурного режима, близкого к изотермическому в плоскости упомянутой каталитической пластины и упомянутой проводящей пластины.

164. Энергетическая система по п.42 или 75, отличающаяся тем, что упомянутый узел риформинга расположен вытянутым в одном направлении вдоль оси и содержит по крайней мере один осевой коллектор ввода реагентов.

165. Энергетическая система по п.42 или 75, отличающаяся тем, что упомянутый узел риформинга содержит периферийные средства вывода продуктов реакции из периферийной части узла риформинга.

166. Энергетическая система по п.1, отличающаяся тем, что упомянутый конвертер установлен с возможностью приема электроэнергии от внешнего источника с запуском посредством упомянутой электроэнергии электрохимической реакции внутри конвертера с восстановлением выбранных загрязняющих веществ, содержащихся во входных реагентах, в безвредные продукты.

167. Энергетическая система по п.166, отличающаяся тем, что конвертер представляет собой каталитический конвертер, содержащий средство приема выхлопа, содержащего выбранные загрязняющие вещества, включая NOx и углеводородные продукты, и средства восстановления NOx и углеводородных продуктов в безвредные продукты, включая N₂, O₂ или CO₂.

168. Энергетическая система по п.1, отличающаяся тем, что конвертер представляет собой каталитический конвертер пластинчатого типа, в состав которого входят газонепроницаемые пластины конвертера, имеющие химически активный материал, размещенный на первой стороне контакта с углеводородным газом и состоящий из катализатора конвертера или материала второго электрода, и химически активный материал, размещенный на второй стороне контакта с буферным газом и состоящий из материала второго электрода, газонепроницаемые проводящие пластины, выполненные из теплопроводного материала и уложенные поочередно с упомянутыми пластинами конвертера с образованием узла конвертера, средства подвода углеводородного газа к пластине конвертера со стороны контакта с углеводородным газом и подвода буферного газа к пластине конвертера со второй стороны контакта с буферным газом, средство приема электроэнергии от внешнего источника и средство преобразования углеводородного газа в безвредные продукты.

169. Энергетическая система по п.168, отличающаяся тем, что проводящие пластины содержат средства обеспечения в основном изотермического режима в плоскости проводящих пластин.

170. Энергетическая система по п.168, отличающаяся тем, что пластина конвертера выполнена из в основном газонепроницаемого электролитного материала.

171. Энергетическая система по п.168, отличающаяся тем, что пластина конвертера является газонепроницаемым проводником ионов.

172. Энергетическая система по п.168, отличающаяся тем, что электродное покрытие по крайней мере на одной стороне пластины конвертера содержит никель или никельсодержащее соединение.

173. Энергетическая система по п.168, отличающаяся тем, что электродное покрытие по крайней мере на одной стороне пластины конвертера содержит платину.

174. Энергетическая система по п.168, отличающаяся тем, что электродное покрытие по крайней мере на одной стороне пластины конвертера содержит палладий.

175. Энергетическая система по п.168, отличающаяся тем, что упомянутый конвертер связан с упомянутым внешним источником с возможностью приема электроэнергии для запуска электрохимической реакции восстановления выбранных загрязняющих веществ, содержащихся в углеводородном газе, в безвредные продукты.

176. Энергетическая система по п.168, отличающаяся тем, что узел конвертера выполнен с возможностью приема выхлопа, содержащего выбранные загрязняющие вещества, включающие по крайней мере NOx или углеводородные продукты, а каталитический конвертер дополнительно содержит средства восстановления NOx и углеводородных продуктов в безвредные продукты.

177. Энергетическая система по п.1, отличающаяся тем, что упомянутый пакет терморегулирования содержит пакет пластин, в котором образован осевой коллектор, причем упомянутая система дополнительно содержит узел стяжки пакета пластин.

178. Энергетическая система по п.178, отличающаяся тем, что узел стяжки пакета пластин содержит по крайней мере один стяжной болт, установленный по оси в упомянутом коллекторе или снаружи пакета, и две опорные пластины на противоположных торцах пакета.

179. Энергетическая система по п.178, отличающаяся тем, что стяжной болт доходит до зоны низкой температуры, в которой установлена стягивающая пружина.

180. Энергетическая система по п.178, отличающаяся тем, что упомянутый конвертер содержит пакет топливных элементов, а упомянутый стяжной болт служит в качестве электрического соединителя.

181. Энергетическая система по п.1, отличающаяся тем, что упомянутый конвертер или упомянутый пакет терморегулирования содержит газонепроницаемый кожух цилиндрической формы, установленный вокруг упомянутого конвертера или пакетов с обеспечением работы под давлением.

182. Энергетическая система по п.1, отличающаяся тем, что конвертер и пакет терморегулирования образуют встречноштыревую конфигурацию, имеющую в плане квадратную или шестиугольную форму.

183. Энергетическая система для производства по крайней мере электроэнергии или химических продуктов, отличающаяся тем, что она содержит резервуар-накопитель, по крайней мере один конвертер, размещенный в резервуаре-накопителе, пакет терморегулирования, размещенный в резервуаре-накопителе и находящийся в тепловой связи с химическим конвертером, и смеситель, установленный с возможностью смешивания перед вводом в конвертер по крайней мере одного реагента с компонентом для риформинга.

184. Энергетическая система по п.183, отличающаяся тем, что упомянутый смеситель содержит корпус, имеющий выполненные в нем патрубки.

185. Энергетическая система по п.184, отличающаяся тем, что упомянутые патрубки установлены с возможностью смешивания упомянутого реагента и упомянутого компонента для риформинга в зоне смешивания внутри корпуса с формированием смеси риформинга.

186. Энергетическая система по п.185, отличающаяся тем, что упомянутый смеситель содержит патрубок для выпуска смеси риформинга, полученной в результате смешивания топлива и пара внутри зоны смешивания.

187. Энергетическая система по п.186, отличающаяся тем, что смеситель содержит два патрубка приема и выпуска текучей среды отдельно от упомянутых реагента и компонента для риформинга, формирующих упомянутую смесь риформинга, причем посредством упомянутых двух патрубков образована зона охлаждения, прилегающая к упомянутой зоне смешивания.