Перемикальний сонячний нагрівальний пристрій для газової турбіни і газова турбіна з таким сонячним нагрівальним пристроєм

Реферат: У перемикальному сонячному нагрівальному пристрої для газової турбіни з компресором, який містить клапан (4) для вибіркового байпасування сонячного нагрівального пристрою (5.1, 5.2), який розташований між компресорним ступенем (1) і турбінним ступенем (3) газової турбіни, клапан виконаний у вигляді чотириходового клапана, що має одне компресорне з'єднання (К), яке з'єднується з компресорним ступенем, одне турбінне з'єднання (Т), що з'єднується з турбінним ступенем, одне сонячне вхідне з'єднання (Е), що з'єднується зі входом сонячного нагрівального пристрою, і одне сонячне вихідне з'єднання (А), що з'єднується з виходом сонячного нагрівального пристрою. UA 99679 C2 (12) UA 99679 C2 UA 99679 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід стосується перемикального сонячного нагрівального пристрою для газової турбіни, який містить щонайменше один компресорний і щонайменше один турбінний ступінь, а також газової турбіни, що містить такий перемикальний сонячний нагрівальний пристрій. У турбінних ступенях газової турбіни ентропія газу перетворюється в механічну енергію. Перед цим ентропія, відповідно, підвищується за рахунок одноступінчатого або багатоступінчатого стиснення в компресорі і спалювання палива. Наприклад, з DE 2948306 С2 і DE 19651645 С2 відомий сонячний нагрівальний пристрій, що додатково підключається, згідно з обмежувальною частиною пункту 1 формули винаходу, за допомогою якого газ попередньо нагрівається за допомогою сонячного нагрівального пристрою, перш ніж він подається в камеру згоряння. У неї впорскується паливо і виникаюча суміш з палива і стисненого і попередньо нагрітого газу спалюється. Таким чином, ентропію газу можна підвищувати за допомогою сонячної енергії не шкідливим для навколишнього середовища способом, і тим самим підвищувати потужність газової турбіни або, відповідно, знижувати витрату палива і тим самим зменшувати навантаження на навколишнє середовище. Для того, щоб при несприятливих погодних умовах, при яких неможливе ефективне використання сонячного нагрівального пристрою, або ж для виконання робіт по технічному обслуговуванню і ремонту, перекривати сонячний нагрівальний пристрій і спрямовувати газ безпосередньо з компресора в газову турбіну без виникнення в сонячному нагрівальному пристрої великих втрат тиску за рахунок довгих трубопроводів, в DE 19651645 С2 перед і після сонячного нагрівального пристрою передбачені два окремі триходові двопозиційні клапани, які вибірково з'єднують компресор і турбіну через сонячний нагрівальний пристрій або обвідний канал. У DE 2948306 С2 для цього передбачені двоходові двопозиційні клапани на вході і виході сонячного нагрівального пристрою і в обвідному каналі. Обидва рішення приводять до відносно великих конструктивних і керуючих витрат і підвищують втрати тиску в газі. Задачею даного винаходу є поліпшення газової турбіни, що містить перемикальний сонячний нагрівальний пристрій, і зменшення щонайменше одного з названих вище недоліків. Для рішення цієї задачі вдосконалений перемикальний сонячний нагрівальний пристрій згідно з обмежувальною частиною пункту 1 формули винаходу, за допомогою його відмітних ознак. У пункті 7 формули винаходу пропонується газова турбіна, що містить такий сонячний нагрівальний пристрій, а залежні пункти формули винаходу стосуються переважних модифікацій. Газова турбіна, згідно з винаходом, має один або декілька компресорних ступенів для стиснення газу, а також один або декілька турбінних ступенів для перетворення ентропії газу в механічну енергію. Між щонайменше одним, переважно, останнім компресорним ступенем і щонайменше одним, переважно, першим турбінним ступенем газової турбіни розташований сонячний нагрівальний пристрій. Сонячний нагрівальний пристрій містить звичайно один або декілька сонячних нагрівників, в яких нагрівається газ за рахунок сонячної енергії. Це може відбуватися, наприклад, безпосередньо тим, що газ спрямовується через, переважно, довгий, наприклад, декілька разів вигнутий прохід, стінки якого нагріваються сонячним випромінюванням. Так само можливі опосередковані сонячні нагрівники, в яких, наприклад, теплообмінне середовище нагрівається сонячним випромінюванням і потім віддає тепло в газ, або ж в яких газ нагрівається електрично за допомогою струму, що утворюється в сонячних елементах. Такі працюючі опосередковано сонячні нагрівники можуть, переважно, забезпечувати оптимальне розташування поверхонь для прийому сонячного випромінювання або проміжне зберігання сонячної енергії. При несприятливих погодних умовах, зокрема, при закритому хмарами небі або вночі, газ можна нагрівати за допомогою сонячного нагрівального пристрою лише в обмеженій мірі. З іншого боку, проходи сонячного нагрівального пристрою, які пропускають потоки газу, що для кращого теплообміну виконані рівномірно довгими і з великими поверхнями, приводять до втрат тиску, а також тепла газу перед входом в турбінний ступінь. Для запобігання цій втраті ентропії передбачений клапан, за допомогою якого вибірково перекривається сонячний нагрівальний пристрій, і газ можна спрямовувати від компресорного ступеня в турбінний ступінь без проходження через сонячний нагрівальний пристрій. Згідно з винаходом, цей клапан виконаний у вигляді чотириходового клапана і має тим самим чотири з'єднання: одне компресорне з'єднання, яке з'єднується з компресорним ступенем, одне турбінне з'єднання, що з'єднується з турбінним ступенем, одне вхідне сонячне з'єднання, що з'єднується зі входом сонячного нагрівального пристрою, і одне сонячне вихідне з'єднання, яке з'єднується з виходом сонячного нагрівального пристрою. Такий чотириходовий клапан дозволяє з'єднувати в першому положенні перемикання компресорне з'єднання з сонячним вхідним з'єднанням і сонячне вихідне з'єднання з турбінним 1 UA 99679 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 з'єднанням, так, що газ проходить від компресора через сонячний нагрівальний пристрій, там нагрівається за допомогою сонячної енергії, а потім може пройти в турбінний ступінь. У другому положенні перемикання клапан з'єднує компресорне з'єднання з турбінним з'єднанням і тим самим забезпечує можливість проходження газу з компресора в турбінний ступінь, без проходження при цьому через сонячний нагрівальний пристрій. В одному або обох положеннях перемикання можливий потік між не з'єднаними з'єднаннями клапана. Однак, переважно, в першому положенні перемикання компресорне з'єднання закривається відносно турбінного з'єднання і/або сонячне вхідне з'єднання відносно сонячного вихідного з'єднання, у другому положенні перемикання - компресорне з'єднання відносно сонячного вихідного з'єднання і сонячне вихідне з'єднання відносно турбінного з'єднання, так, що по суті весь потік газу проходить від компресора в першому положенні перемикання через сонячний нагрівальний пристрій, а у другому положенні перемикання перекривається. У другому положенні перемикання сонячне вхідне з'єднання і сонячне вихідне з'єднання, переважно, з'єднані одне з одним, так що чотири з'єднання навперемінно з'єднуються одне з одним по типу перехресного стрілочного переведення, і утворюється відділений від газової турбіни, замкнений циркуляційний контур з сонячним нагрівальним пристроєм. Такий чотириходовий клапан, переважно, знижує в порівнянні з відомими рішеннями з двома або більше двоходовими або триходовими клапанами конструктивні витрати і витрати на техніку керування, а також втрату тиску, який підвищується з кожним додатковим клапаном. Однак чотириходовий клапан згідно з винаходом може, зокрема, зменшувати втрати тиску і імпульси тиску, які виникають при перемиканні між першим і другим положеннями перемикання, оскільки тут по типу перехресного стрілочного переведення навперемінно з'єднуються одне з одним два з'єднання, в той час як у відомих двоходових або триходових клапанах одне з'єднання повністю закривається і тим самим викликає зворотні потоки. Наприклад, при перемиканні з першого у друге положення перемикання, газ, який якраз проходить через сонячний нагрівальний пристрій, за рахунок з'єднання між сонячним вхідним з'єднанням і сонячним вихідним з'єднанням в одному контурі циркуляції, може знову входити в сонячний нагрівальний пристрій. На противагу цьому, в двоходовому або триходовому клапані він раптово зупиняється біля закритого з'єднання, що приводить до імпульсів тиску в сонячному нагрівальному пристрої і до великих навантажень клапана. Крім того, сонячний нагрівальний пристрій і сонячне вихідне з'єднання, що проходить у другому положенні перемикання в контурі циркуляції через сонячне вхідне з'єднання газ, переважно, зберігає, не враховуючи втрати на тертя і зміни напрямку, свою кінетичну енергію, так що при швидкому зворотному перемиканні в перше положення перемикання виникають менші прискорення газу і тим самим знову можуть зменшуватися імпульси тиску. Інша перевага чотириходового клапана, згідно з винаходом, полягає в тому, що можна запобігати залипанню або застряванню повністю закритих з'єднань, які виникають при рідкому перемиканні двоходових або триходових клапанів, коли в одному переважному варіанті виконання кожне з'єднання постійно з'єднане з одним іншим з'єднанням. В одному переважному варіанті виконання передбачена можливість перемикання клапана щонайменше в одне третє положення перемикання, в якому компресорне з'єднання з'єднане з сонячним вхідним з'єднанням і з турбінним з'єднанням, сонячне вихідне з'єднання також з'єднане з турбінним з'єднанням. Таким чином, газ, який приходить з компресорного ступеня, може залежно від положення клапана і співвідношень температур і тиску пройти частково в сонячне вхідне з'єднання і тим самим через сонячний нагрівальний пристрій або безпосередньо в турбінне з'єднання. Таким чином, можна в змішаному режимі цілеспрямовано нагрівати за допомогою сонячної енергії лише частину газу. При цьому гідравлічний діаметр компресорного, сонячного вхідного, сонячного вихідного і/або турбінного з'єднання може змінюватися в різних третіх положеннях перемикання, з метою зміни розділення на нагрітий сонцем і газ, який спрямовується безпосередньо в турбіну. При цьому можуть бути передбачені як дискретні треті положення перемикання, так і безперервна зміна гідравлічного діаметра. В одному переважному варіанті виконання щонайменше в одному з третіх положень перемикання сонячне вхідне з'єднання закрите відносно сонячного вихідного з'єднання, з метою запобігання вторинним потокам всередині сонячного нагрівального пристрою. Для перемикання клапана в одному переважному варіанті виконання в клапані розташована з можливістю повороту заслінка, що переставляється. Це може забезпечувати можливість конструктивно простого і надійного рішення, хорошого ущільнення або простого керування, наприклад, за допомогою електродвигуна. 2 UA 99679 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Як альтернатива, варіанта виконання, в якому передбачена можливість вибору одного або декількох третіх положень перемикання, клапан може бути виконаний також у вигляді чотириходового двопозиційного клапана. Звичайно, клапан, що позначається як х-ходовий упозиційний, є клапаном з x з'єднаннями і у положеннями перемикання, які задані з'єднанням окремих з'єднань. Таким чином, наприклад, чотириходовий двопозиційний клапан є клапаном з чотирма з'єднаннями і з точно двома положеннями перемикання, що вибираються, першим і другим положенням перемикання. Клапани з лише двома заданими положеннями перемикання можуть бути виконані конструктивно простіше і надійніше. В одному особливо переважному варіанті виконання між компресорним з'єднанням і турбінним з'єднанням поміщений кут, який лежить в діапазоні між, наприклад, 45° і приблизно 135° і, переважно, становить по суті 90°. У газовій турбіні, згідно з рівнем техніки, як показано на фіг. 1, потік газу виходить з компресора 1 в радіальному напрямку і входить в радіальному напрямку в турбіну 3А високого тиску. Для цього він після компресора 1 відхиляється в коліні 40 на 90° і подається в зовнішню камеру 2 згоряння, з якої він після додавання палива і згоряння суміші газу і палива входить в турбіну 3А високого тиску. Якщо між компресорним з'єднанням і турбінним з'єднанням поміщений кут в діапазоні між приблизно 45° і 135°, зокрема, по суті 90°, то цей клапан може бути встановлений замість коліна 40. Це спрощує дообладнання наявних газових турбін перемикальним сонячним нагрівальним пристроєм і додатково до цього забезпечує оптимальне місце для розташування сонячного нагрівального пристрою, що перекривається, в зоні доповнюючого кута до поміщеного між компресорним з'єднанням і турбінним з'єднанням кута (на фіг. 1 зліва вгорі). Переважно, компресорне з'єднання і сонячне вхідне з'єднання, сонячне вхідне з'єднання і сонячне вихідне з'єднання і/або сонячне вихідне з'єднання і турбінне з'єднання поміщають між собою кут, який лежить в діапазоні між, наприклад, 45° і приблизно 135° і, переважно, становить по суті 90°. Переважно, середні лінії цих чотирьох з'єднань лежать всі по суті в одній площині. По термічних, конструктивних і ремонтних і монтажних причинах може бути переважним передбачення між компресорним ступенем і турбінним ступенем однієї або декількох зовнішніх камер згоряння, які розташовані зовні корпусу газової турбіни. В одному переважному варіанті виконання щонайменше одна така зовнішня камера згоряння розташована між турбінним з'єднанням і турбінним ступенем, так що газ спочатку попередньо підігрівається за допомогою сонячного нагрівального пристрою, а потім далі нагрівається в камері згоряння за рахунок спалення палива. Додатково або як альтернативне рішення можливе також передбачення однієї або декількох зовнішніх камер згоряння перед і/або всередині сонячного нагрівального пристрою. Зокрема, розташовані між сонячним вхідним з'єднанням і сонячним вихідним з'єднанням камери згоряння разом з сонячним нагрівальним пристроєм можна вибірково перекривати за допомогою чотириходового клапана. Розташований між сонячним вхідним з'єднанням і сонячним вихідним з'єднанням сонячний нагрівальний пристрій може мати декілька сонячних нагрівників. Вони можуть відрізнятися потужністю, конструкцією і т. п. Наприклад, може бути передбачений безпосередній сонячний нагрівник, в якому газ попередньо нагрівається за рахунок теплообміну з нагрітими сонячним випромінюванням стінками, і опосередкований сонячний нагрівник, що примикає до нього, в якому газ нагрівається далі за допомогою струму, який одержують за допомогою сонячних елементів. Додатково або як альтернативне рішення, один або декілька сонячних нагрівників можуть бути також розташовані між компресорним ступенем і компресорним з'єднанням і/або між турбінним з'єднанням і турбінним ступенем, тобто, перед, відповідно, після сонячного нагрівального пристрою, що перекривається, за допомогою клапана. Наприклад, безпосередній сонячний нагрівник, який часто вимагає довгого проходу для газу для достатнього теплообміну, з метою також заповнення відповідних втрат тертя і, при відсутній сонячній енергії, втрат тепла, може бути розташований в сонячному нагрівальному пристрої, що перекривається, інший, опосередкований сонячний нагрівник у вигляді заглибного нагрівника, що приводиться в дію за допомогою сонячного струму, який створює невеликі втрати тиску і тепла, може бути розташований після сонячного нагрівального пристрою, що перекривається, безпосередньо перед камерою згоряння, з метою зменшення втрат тепла на шляху до камери згоряння. Як вказувалося вище, чотириходовий клапан згідно з винаходом між компресорним і турбінним ступенем забезпечує можливість вибіркового перекривання розташованого між компресорним і турбінним ступенем сонячного нагрівального пристрою, переважно, за допомогою лише одного клапана. 3 UA 99679 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Підключення і відключення сонячного нагрівального пристрою можна здійснювати, наприклад, вручну або автоматично, зокрема, за допомогою керуючого пристрою, який перемикає клапан залежно від потужності нагрівання сонячного нагрівального пристрою в перше, друге або, можливо, третє положення перемикання. Інші переваги і ознаки виходять із залежних пунктів формули винаходу і наведеного нижче опису прикладів виконання з посиланнями на прикладені креслення, на яких частково схематично зображено: фіг. 1 - газова турбіна, згідно з рівнем техніки, перед модифікацією, згідно з винаходом; фіг. 2 - перемикальний сонячний нагрівальний пристрій згідно з одним варіантом виконання даного винаходу, для модифікації показаної на фіг. 1 газової турбіни; і фіг. 3А, 3В - чотириходовий клапан сонячного нагрівального пристрою, згідно з іншим варіантом виконання даного винаходу. На фіг. 1 показана в подовжньому розрізі газова турбіна, згідно з рівнем техніки. Як вказувалося вище, газ стискається в багатоступінчастому компресорі 1 і потім відхиляється в коліні 40 на 90°, перш ніж він входить в зовнішню камеру 2 згоряння. У ній в нього додається паливо, і суміш газу і палива спалюється. Гарячий відхідний газ виходить в радіальному напрямку в турбіну 3А високого тиску і з неї в силову турбіну 3В, що примикає, в якій частина його ентропії перетворюється в механічну роботу, яка використовується частково для приводу, що обертається, на тому ж валу компресора 1, частково для приводу генератора або т. п. (не зображено). Таку газову турбіну, що вже є, можна переобладнати в газову турбіну згідно з винаходом за допомогою заміни коліна 40 перемикальним сонячним нагрівальним пристроєм згідно з варіантом виконання даного винаходу. Тому нижче приводиться докладне пояснення такого сонячного нагрівального пристрою з посиланнями на фіг. 2, 3, в той час як пояснення іншої газової турбіни, по суті, що має ту ж конструкцію, не приводиться. На фіг. 2 показаний перемикальний сонячний нагрівальний пристрій згідно з одним варіантом виконання даного винаходу. Він містить чотириходовий двопозиційний клапан 4, що містить з'єднане з останнім компресорним ступенем компресора 1 компресорне з'єднання K, з'єднане з першим турбінним ступенем турбіни 3 турбінне з'єднання T, з'єднане зі входом сонячного нагрівального пристрою 5.1, 5.2 сонячне вхідне з'єднання E і з'єднане з виходом сонячного нагрівального пристрою сонячне вихідне з'єднання А. Чотири з'єднання K, E, А і T лежать всі по суті в площині креслення фіг. 2 і містять між собою в цій послідовності кут 90°. Всередині клапана 4 розташована поворотна заслінка 4.1, яка встановлена з можливістю повороту за допомогою керованого керуючим пристроєм електродвигуна (не зображений) в перше, показане на фіг. 2 суцільними лініями, положення перемикання і друге, показане на фіг. 2 штриховими лініями, положення перемикання. У першому положенні перемикання заслінка 4.1 закриває компресорне з'єднання K відносно турбінного з'єднання T і сонячне вхідне з'єднання E відносно сонячного вихідного з'єднання А, так що весь газ з компресора 4 спрямовується через компресорне з'єднання K і з'єднане, відповідно, пов'язане з ним сонячне вхідне з'єднання E в перший сонячний нагрівник 5.1 сонячного нагрівального пристрою. У ньому і в наступному другому сонячному нагрівнику 5.2 сонячного нагрівального пристрою газ нагрівається сонячною енергією, перш ніж він проходить через сонячне вихідне з'єднання А і з'єднане, відповідно, пов'язане з ним турбінне з'єднання T в зовнішню камеру 2 згоряння і спалюється там, так що гарячі відхідні гази приводять в дію газову турбіну 3. Якщо сонячна нагрівальна потужність сонячного нагрівального пристрою 5.1, 5.2 стає дуже малою, що можна визначати, наприклад, за допомогою керуючого пристрою за допомогою порівняння температури, що вимірюється на сонячному вхідному з'єднанні E і сонячному вихідному з'єднанні А, то електродвигун переставляє заслінку 4.1 у друге положення перемикання (показано штриховими лініями на фіг. 2). У цьому положенні заслінка 4.1 клапана, що працює тим самим перехресним чином, закриває, навпаки, компресорне з'єднання K відносно сонячного вхідного з'єднання E і сонячне вихідне з'єднання А відносно турбінного з'єднання T, в той час як компресорне з'єднання K пов'язане з турбінним з'єднанням T, а сонячне вхідне з'єднання E і сонячне вихідне з'єднання А пов'язані одне з одним. За рахунок цього весь газ спрямовується з компресора 1 безпосередньо в камеру 2 згоряння, в той час як сонячний нагрівальний пристрій 5,1, 5,2 байпасується. Через з'єднані одне з одним сонячне вихідне з'єднання А і сонячне вхідне з'єднання E, що знаходиться при перемиканні в сонячному нагрівальному пристрої 5.1, 5.2, газ проходить в замкненому тепер контурі циркуляції знову назад в сонячний нагрівальний пристрій, так що залишаються збереженими його тепло, кінетична енергія і енергія тиску, за винятком втрат на тертя і теплообмін. Це зменшує, з одного 4 UA 99679 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 боку, навантаження клапана 4, зокрема, заслінки 4.1 клапана, при перестановці з першого у друге положення перемикання, оскільки цей газ не повинен раптово гальмуватися. З іншого боку, цей газ при зворотному перемиканні в перше положення перемикання не повинен так сильно нагріватися і прискорюватися, якщо він за рахунок втрат ще не так сильно охолодився, відповідно, загальмувався. Крім того, замкнений циркуляційний контур сонячного нагрівального пристрою 5.1, 5.2 забезпечує можливість свого роду накопичення сонячної енергії для нагрівання газу, що знаходиться в циркуляційному контурі за допомогою сонячних нагрівників 5.1, 5.2. У той час як клапан 4 в показаному на фіг. 2 варіанті виконання у вигляді чотириходового двопозиційного клапана має точно два положення перемикання, чотириходовий клапан, згідно з іншим, показаним на фіг. 3А, 3В варіанта виконання, має додатково кероване третє положення перемикання. Клапани обох варіантів виконання мають в іншому аналогічну конструкцію, так що нижче пояснюються лише відмінності від вказаного вище варіанта виконання. Заслінка 4.1' чотириходового клапана 4 іншого варіанта виконання виконана у вигляді секторів так, що в першому, показаному на фіг. 3А положенні перемикання, в показаному на фіг. 3В третьому положенні перемикання, яке виходить за рахунок математично позитивного повороту заслінки 4.1' на 45°, і в кожному положенні, що лежить між ними, сонячне вхідне з'єднання E закрите відносно сонячного вихідного з'єднання А. При математично позитивному подальшому повороті за вказане на фіг. 3 третє положення перемикання, зокрема, в повернуте відносно показаного на фіг. 3А першого положення перемикання математично позитивно на 180° друге положення перемикання, сонячне вхідне з'єднання E і сонячне вихідне з'єднання А, навпаки, з'єднуються одне з одним. У першому положенні перемикання (див. фіг. 3А) заслінка 4.1’, як вказувалося вище застосовно до фіг. 2, закриває компресорне з'єднання K відносно турбінного з'єднання T, так що газ з компресора 1 повністю спрямовується через сонячний нагрівальний пристрій 5.1, 5.2. У другому положенні перемикання заслінка 4.1', знову як вказувалося вище, закриває компресорне з'єднання K відносно сонячного вхідного з'єднання E і сонячне вихідне з'єднання А відносно турбінного з'єднання T, так що весь газ з компресора 1 подається безпосередньо в камеру 2 згоряння, а сонячний нагрівальний пристрій 5,1, 5.2 байпасується. На противагу цьому, в показаному на фіг. 3В третьому положенні перемикання компресорне з'єднання K з'єднане як з сонячним вхідним з'єднання E, так і з компресорним з'єднанням T, яке в свою чергу пов'язане з сонячним вихідним з'єднання А. Таким чином газ, що приходить від компресора 1, проходить залежно від кутового положення заслінки 4.1' між 0° (див. фіг. 3А) і 45° (див. фіг. 3В) в порівнянні з першим положенням частково в сонячний нагрівальний пристрій 5.1, 5.2 або безпосередньо в турбінне з'єднання T. Таким чином, можна в змішаному режимі цілеспрямовано нагрівати за допомогою сонячної енергії лише частину газу. При цьому можна простим чином змінювати гідравлічний діаметр компресорного, сонячного вхідного, сонячного вихідного і/або турбінного з'єднання за рахунок повороту заслінки 4.1', з метою зміни розділення на газ, який нагрівається за допомогою сонячної енергії і спрямовується безпосередньо до турбіни. У всіх цих третіх положеннях перемикання сонячне вхідне з'єднання закрите відносно сонячного вихідного з'єднання, з метою запобігання вторинному потоку всередині сонячного нагрівального пристрою. Перелік позицій 1 Компресор (ступінь компресора) 2 (Зовнішня) камери згоряння 3, 3А, 3В Турбіна (ступінь турбіни) 4 Чотириходовий клапан 4.1, 4.1' Заслінка 40 Коліно 5.1, 5.2 Сонячний нагрівник А Сонячне вихідне з'єднання E Сонячне вхідне з'єднання K Компресорне з'єднання T Турбінне з'єднання 55 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 60 1. Перемикальний сонячний нагрівальний пристрій для газової турбіни з компресором, що містить клапан (4) для вибіркового байпасування сонячного нагрівального пристрою (5.1, 5.2), який розташований між компресорним ступенем (1) і турбінним ступенем (3) газової турбіни, 5 UA 99679 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 який відрізняється тим, що клапан виконаний у вигляді чотириходового клапана, що має одне компресорне з'єднання (К), яке з'єднується з компресорним ступенем, одне турбінне з'єднання (Т), що з'єднується з турбінним ступенем, одне сонячне вхідне з'єднання (Е), що з'єднується зі входом сонячного нагрівального пристрою, і одне сонячне вихідне з'єднання (А), що з'єднується з виходом сонячного нагрівального пристрою. 2. Сонячний нагрівальний пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що клапан має регульовану заслінку (4.1, 4.1'), яка розташована з можливістю повороту в клапані (4). 3. Сонячний нагрівальний пристрій за п. 2, який відрізняється тим, що регульована заслінка (4.1, 4.1') в першому положенні перемикання з'єднує компресорне з'єднання (К) з сонячним вхідним з'єднанням (Е) і сонячне вихідне з'єднання (А) з турбінним з'єднанням (Т), а також закриває компресорне з'єднання (К) відносно турбінного з'єднання (Т) і сонячне вхідне з'єднання (Е) відносно сонячного вихідного з'єднання (А), і у другому положенні перемикання з'єднує компресорне з'єднання (К) з турбінним з'єднанням (Т) і закриває компресорне з'єднання (К) відносно сонячного вхідного з'єднання (Е) і/або сонячне вихідне з'єднання (А) відносно турбінного з'єднання (Т). 4. Сонячний нагрівальний пристрій за п. 3, який відрізняється тим, що регульована заслінка (4.1, 4.1') щонайменше в одному третьому вибірковому положенні перемикання з'єднує компресорне з'єднання (К) з сонячним вхідним з'єднанням (Е) і турбінним з'єднанням (Т), а також з'єднує сонячне вихідне з'єднання (А) з турбінним з'єднанням (Т) і/або закриває сонячне вхідне з'єднання (Е) відносно сонячного вихідного з'єднання (А). 5. Сонячний нагрівальний пристрій за будь-яким з пп. 1-3, який відрізняється тим, що клапан виконаний у вигляді чотириходового двопозиційного клапана. 6. Сонячний нагрівальний пристрій за будь-яким з пп. 1-5, який відрізняється тим, що між компресорним з'єднанням (К) і турбінним з'єднанням (Т) поміщений кут, який по суті дорівнює 90°. 7. Газова турбіна, що містить щонайменше один компресорний ступінь (1), щонайменше один турбінний ступінь (3) і розташований між турбінним і компресорним ступенем сонячний перемикальний нагрівальний пристрій за будь-яким з пп. 1-6. 8. Газова турбіна за п. 7, яка відрізняється тим, що між компресорним ступенем і компресорним з'єднанням, між сонячним вхідним з'єднанням і сонячним вихідним з'єднанням і/або між турбінним з'єднанням (Т) і турбінним ступенем (3) розташовано щонайменше по одній камері (2) згоряння. 9. Газова турбіна за будь-яким з пп. 7 або 8, яка відрізняється тим, що між компресорним ступенем і компресорним з'єднанням, між сонячним вхідним з'єднанням (Е) і сонячним вихідним з'єднанням (А) і/або між турбінним з'єднанням і турбінним ступенем розташовано щонайменше по одному сонячному нагрівнику (5.1, 5.2). 10. Газова турбіна за будь-яким з пп. 7-9, яка відрізняється тим, що між компресорним і турбінним ступенями (1, 3) розташований один клапан для вибіркового байпасування розташованого між компресорним і турбінним ступенями сонячного нагрівального пристрою (5.1, 5.2). 11. Газова турбіна за будь-яким з пп. 7-10, яка відрізняється тим, що передбачений керуючий пристрій для вибіркової перестановки клапана в перше або друге положення перемикання за п. 3. 12. Газова турбіна за п. 11, яка відрізняється тим, що керуючий пристрій виконаний з можливістю вибіркової перестановки клапана в третє положення перемикання за п. 4. 13. Газова турбіна за будь-яким з пп. 11 або 12, яка відрізняється тим, що керуючий пристрій виконано з можливістю регулювання клапана залежно від нагрівальної потужності сонячного нагрівального пристрою. 6 UA 99679 C2 7 UA 99679 C2 Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 8