(57) 1. Турбинное устройство, содержащее группу компонентов, включающую кожух, формирующий входную часть, выполненную так, чтобы принимать поток продуктов горения, и выходную часть;
ротор, установленный в кожухе; и
группу лопаток, отходящих от ротора,
при этом лопатки включают пористый спеченный материал и скомпонованы так, чтобы направлять транспирационную текучую среду к внешней поверхности и формировать поток транспирационной текучей среды у входной кромки лопатки, который превышает поток транспирационной текучей среды у выходной кромки лопатки.
2. Устройство по п.1, в котором пористый спеченный материал формирует всю внешнюю поверхность турбинных лопаток.
3. Устройство по п.1, в котором кожух включает пористый спеченный материал, скомпонованный так, чтобы направлять транспирационную текучую среду к внутренней поверхности кожуха.
4. Устройство по п.1, в котором ротор включает пористый спеченный материал, скомпонованный так, чтобы направлять транспирационную текучую среду к внешней поверхности ротора.
5. Устройство по п.1, в котором ротор содержит узел формирования кольцевого потока, выполненный так, чтобы отклонять поток продуктов горения вокруг ротора.
6. Устройство по п.1, содержащее входной канал, соединенный с входной частью кожуха и выполненный так, чтобы подсоединяться к выходу устройства камеры сгорания и принимать из него поток продуктов горения, при этом входной включает (содержит) пористый спеченный материал, скомпонованный так, чтобы направлять транспирационную текучую среду к внутренней поверхности входного канала.
7. Устройство по п.1, в котором входная часть кожуха выполнена так, чтобы непосредственно подсоединяться к выходу устройства камеры сгорания.
8. Устройство по п.7, в котором входная часть кожуха выполнена так, чтобы принимать поток продуктов горения от группы камер сгорания, размещенных по радиусу относительно главной оси, сформированной ротором.
9. Устройство по п.1, в котором лопатки соответственно содержат по меньшей мере один элемент жесткости.
10. Устройство по п.9, в котором элемент жесткости включает стержень, проходящий сквозь пористый спеченный материал в каждой из лопаток.
11. Устройство по п.10, в котором элемент жесткости содержит сердцевину, вокруг которой находится пористый спеченный материал.
12. Устройство по п.11, в котором в сердцевине сформированы один или несколько каналов, выполненных так, чтобы принимать транспирационную текучую среду и направлять транспирационную текучую среду в пористый спеченный материал.
13. Устройство по п.1, в котором в лопатках сформированы один или несколько каналов, выполненных так, чтобы принимать транспирационную текучую среду и направлять транспирационную текучую среду в пористый спеченный материал.
14. Устройство по п.1, в котором в каждой из турбинных лопаток сформирована поверхность поступления транспирационной текучей среды у входной кромки, которая больше, чем поверхность поступления текучей среды у выходной кромки.
15. Устройство по п.1, в котором в каждой из турбинных лопаток сформирована стенка, толщина которой больше у выходной кромки, чем у входной кромки.
16. Устройство по п.1, в котором каждая из турбинных лопаток имеет протяженность от хвостовика, расположенного у ротора, до вершины, и при этом в пористом спеченном элементе сформирована пористость, меняющаяся между хвостовиком и вершиной.
17. Устройство по п.16, в котором пористость пористого спеченного материала сформирована так, чтобы создавать поток транспирационной текучей среды у вершины, который больше потока транспирационной текучей среды у хвостовика.
18. Устройство по п.16, в котором пористость пористого спеченного материала сформирована так, чтобы создавать поток транспирационной текучей среды у вершины, который в основном равен потоку транспирационной текучей среды у хвостовика.
19. Устройство по п.16, в котором пористость пористого спеченного материала определена несколькими слоями, пористость которых возрастает от хвостовика к вершине.
20. Устройство по п.1, в котором каждая из лопаток представляет собой целиковую конструкцию, содержащую группу внутренних ребер.
21. Устройство по п.1, в котором упомянутые компоненты включают группу статоров, содержащих пористый спеченный материал, скомпонованный так, чтобы направлять транспирационную текучую среду к внешней поверхности статоров.
22. Устройство по п.1, содержащее одно или несколько уплотнений, причем один или несколько компонентов выполнены так, чтобы направлять транспирационную текучую среду к уплотнениям.
23. Устройство по п.22, в котором уплотнения содержат пористый спеченный материал.
24. Устройство по п.1, в котором отношение длины турбинного устройства к среднему диаметру лопаток больше приблизительно 3,5.
25. Устройство по п.24, в котором турбинные лопатки имеют высоту лопатки менее приблизительно 0,275 м.
26. Устройство по п.24, содержащее менее приблизительно 2000 лопаток.
27. Способ выработки энергии, в котором
вводят топливо, O₂ и циркулирующую текучую среду на основе CO₂ в камеру сгорания;
сжигают топливо с обеспечением потока продуктов горения, содержащего СО₂;
осуществляют расширение потока продуктов горения в турбине, содержащей группу турбинных лопаток и имеющей отношение длины турбины к среднему диаметру турбинных лопаток, большее приблизительно 3,5, обеспечивая выработку энергии и выходной поток турбины, причем турбинные лопатки включают пористый спеченный материал и скомпонованы так, чтобы направлять транспирационную текучую среду к внешней поверхности и формировать поток транспирационной текучей среды у входной кромки лопатки, который превышает поток транспирационной текучей среды у выходной кромки лопатки;
обрабатывают выходной поток турбины, направляя по меньшей мере часть циркулирующей текучей среды на основе CO₂ обратно в камеру сгорания;
отводят часть используемой повторно циркулирующей текучей среды на основе CO₂; и
используют рециклированную циркулирующую текучую среду на основе CO₂ в качестве транспирационной текучей среды.
28. Способ по п.27, в котором использование рециклированной циркулирующей текучей среды на основе CO₂ в качестве транспирационной текучей среды включает транспирацию рециклированной циркулирующей текучей среды на основе CO₂ в турбине.
29. Способ по п.27, в котором использование рециклированной циркулирующей текучей среды на основе CO₂ в качестве транспирационной текучей среды включает транспирацию рециклированной циркулирующей текучей среды на основе CO₂ в камере сгорания.
30. Способ по п.27, в котором направляют поток продуктов горения из камеры сгорания через канал в турбину, при этом использование рециклированной циркулирующей текучей среды на основе CO₂ в качестве транспирационной текучей среды включает транспирацию рециклированной циркулирующей текучей среды на основе CO₂ в канале.
31. Способ по п.27, включающий доведение рециклированной циркулирующей текучей среды на основе CO₂ до температуры, меньшей температуры потока продуктов горения.
32. Способ по п.27, включающий доведение рециклированной циркулирующей текучей среды на основе CO₂ до температуры, в основном равной температуре потока продуктов горения.
33. Способ по п.27, включающий доведение рециклированной циркулирующей текучей среды на основе CO₂ до температуры, большей температуры потока продуктов горения.
34. Система выработки энергии, включающая
камеру сгорания, выполненную так, чтобы принимать топливо, O₂ и поток циркулирующей текучей среды на основе CO₂, и имеющую по меньшей мере одну ступень горения, на которой сжигается топливо в присутствии потока циркулирующей текучей среды на основе CO₂ и обеспечивается поток продуктов горения, содержащий CO₂;
турбину, сообщающуюся с камерой сгорания и имеющую входную часть, служащую для приема потока продуктов горения, и выходную часть, служащую для выпуска выходного потока турбины, содержащего CO₂, а также группу турбинных лопаток, причем отношение длины турбины к среднему диаметру турбинных лопаток больше приблизительно 3,5 и турбинные лопатки включают пористый спеченный материал и скомпонованы так, чтобы направлять транспирационную текучую среду к внешней поверхности и формировать поток транспирационной текучей среды у входной кромки лопатки, который больше потока транспирационной текучей среды у выходной кромки лопатки;
один или несколько компонентов, выполненных так, чтобы обрабатывать выходной поток турбины, формируя поток рециклированной циркулирующей текучей среды на основе CO₂,
при этом один или несколько компонентов системы выполнены так, чтобы использовать часть потока рециклированной циркулирующей текучей среды на основе CO₂ в качестве транспирационной текучей среды.
35. Система по п.34, в которой один или несколько компонентов, выполненных так, чтобы обрабатывать выходной поток турбины, формируя поток рециклированной циркулирующей текучей среды на основе CO₂, содержат фильтр.
36. Система по п.35, в которой один или несколько компонентов, выполненных так, чтобы обрабатывать выходной поток турбины, формируя поток рециклированной циркулирующей текучей среды на основе CO₂, содержат теплообменник.
37. Система по п.36, в которой один или несколько компонентов, выполненных так, чтобы обрабатывать выходной поток турбины, формируя поток рециклированной циркулирующей текучей среды на основе CO₂, содержат сепаратор.
38. Система по п.37, в которой один или несколько компонентов, выполненных так, чтобы обрабатывать выходной поток турбины, формируя поток рециклированной циркулирующей текучей среды на основе CO₂, содержат компрессор.
39. Система по п.34, в которой один или несколько компонентов, выполненных так, чтобы использовать часть потока рециклированной циркулирующей текучей среды на основе CO₂ в качестве транспирационной текучей среды, содержат пористый спеченный материал, скомпонованный так, чтобы принимать транспирационную текучую среду, проходящую сквозь него.
40. Система по п.37, в которой турбинные лопатки имеют высоту лопатки менее приблизительно 0,275 м.
41. Система по п.37, в которой турбина содержит менее приблизительно 2000 турбинных лопаток.

---