CN101542077A

CN101542077A - 具有纯氧燃烧器的发电厂

Info

Publication number: CN101542077A
Application number: CNA2008800003746A
Authority: CN
Inventors: 安国荣; 李荣德; 金汉锡; 刘尚锡; 李相旼; 赵柱衡; 安宽植; 郑铉一
Original assignee: Korea Institute of Machinery and Materials KIMM
Current assignee: Korea Institute of Machinery and Materials KIMM
Priority date: 2007-09-06
Filing date: 2008-05-08
Publication date: 2009-09-23
Anticipated expiration: 2028-05-08
Also published as: KR100814940B1; CN101542077B

Abstract

本发明提供了一种具有纯氧燃烧器的发电厂。该发电厂包括供送热蒸汽的供热单元；使用供热单元供送的热蒸汽来旋转汽轮机而产生机械能的汽轮机装置；将汽轮机装置产生的机械能转化为电能的发电机；冷凝经过汽轮机装置的蒸汽的蒸汽冷凝器；和设置在汽轮机装置一侧并通过使用纯氧燃烧重新加热供送到汽轮机装置中的蒸汽的第一燃烧器。

Description

具有纯氧燃烧器的发电厂

技术领域

本发明涉及一种高效率的发电厂，更特别地，涉及一种装备有使用纯氧燃烧来提高热效率的纯氧燃烧器的发电厂。

背景技术

根据相关技术，设计高效率发电厂已经进行了研究。多种达到高效率的发电厂已经设计出来。其中，用于热电厂的兰金(Rankine)循环也叫做蒸汽循环或汽循环并使用蒸汽作为工作流体。兰金循环通过以下各部件实现，例如供给水泵(绝热压缩)、锅炉和过热器(等压加热)、涡轮(绝热膨胀)和蒸汽冷凝器(等压散热)。

一直以来都在尝试将回热循环、再热循环等的原理应用于发电厂以提高电厂的热效率。然而，即便当使用这种回热循环或再热循环时，并不直接加热使用的蒸汽。因此，并不能完全提高热电厂的热效率。在传统的发电系统中，当使用燃烧气体的热交换再热蒸汽时，排放的燃烧气体的温度较高，且热损失较大。

同时，一直以来对设计连接有其他系统，如燃料电池的更高效的发电厂也进行了许多尝试。

通常，燃料电池通过阳极和阴极中的电化学反应将化学能转换成电能。在燃料电池中，反应物从外部连续供入并且反应产物连续地排出到燃料电池系统的外部。

燃料电池使用多种燃料，例如矿物燃料、液体燃料和气体燃料。燃料电池可根据其工作温度分成低于100℃的低温型燃料电池、约150-300℃的中温型燃料电池，和600℃或更高温度的高温型燃料电池。此外，根据电解质燃料，电池可分成磷酸燃料电池(PAFC)、熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)、固体氧化物燃料电池(SOFC)、高分子电解质燃料电池(PEFC)等。

低温型PEFC主要用于运输或家用发电机，高温型MCFC或SOFC主要用于大规模发电机。

另外使用燃料电池废气的常规方法已经设计出来了。换句话说，MCFC系统或PAFC系统中排出的高温气体用于冷却或加热等以更有效地使用热量。然而，在另外使用燃料电池废气的常规方法中不容易额外地发电。所以，为了更有效地使用热量，有必要发明一种新的系统以产生更多的发电量。

当通过与来自燃料电池的废气的热交换来产生蒸汽并将蒸汽用于驱动常规的汽轮机时，发电量的数值并不大。混合系统也可以通过汽轮机连接到燃料电池上而形成。然而，由于一些技术问题，装配这种混合系统非常困难。

常规燃料电池系统具有高效率。然而，需要研制具有其他引擎的混合系统，因其具有超过竞争性技术的优势。

例如，当将这种燃料系统连接到汽轮机上时，能够获得更高的效率。然而，难以重新设计常规燃料电池系统的内部，同时连接燃料电池和汽轮机的操作非常复杂。

当来自燃料电池系统的高温排放气体被用作底部系统的供热源时，能够增加总的发电效率。因此，对研制结合热电厂与燃料电池系统的高效发电厂的需求越来越高。

同样，研制设计用来更高效增加热效率的发电厂是需要的。

此外，在各种通常的工业领域如发电厂、机动车辆、锅炉等中，作为热源可燃烧许多矿物燃料，例如石油、煤等。因此，大量燃烧气体从各种废气源中排出到大气中，使得大气中的二氧化碳(CO₂)含量逐渐增加。

同样，由于所谓的温室效应，全球变暖变得严重，因此，迫切需要研制一种降低不可避免地从使用矿物燃料等的发电厂散逸的CO₂的方法。

相应的，需要研制一种用于达到高效率并用于减少发电厂中产生的CO₂，并且使其不会散逸到大气中的系统。

发明内容

技术问题

本发明提供了一种发电厂，其具有纯氧燃烧器以改善热效率并从废气中分离二氧化碳(CO₂)。

本发明也提供了一种具有纯氧燃烧器的发电厂，该发电厂更加经济并且设计通过与其他系统连接来达到高效率。

技术方案

根据本发明的具有纯氧燃烧器的发电厂中，供入到汽轮机装置中的蒸汽通过使用纯氧燃烧器直接加热，以便能达到更高的热效率。此外，提供了附加的回收泵，以能从蒸汽冷凝器排放的废气中回收高浓度的二氧化碳(CO₂)，并且通过与其他系统结合能够提供更经济、更高效的发电厂。

有益效果

如上所述，本发明的具有纯氧燃烧器的发电厂具有如下优点：

第一，使用纯氧燃烧器直接热蒸汽，使得设计出高效的热电厂且从废气中分离出高浓度的二氧化碳(CO₂)。

第二，因为对燃烧器进行设计，使得一部分蒸汽直接注入到燃烧器中，降低了燃烧器的温度并防止了局部的过热。

第三，因为供送其他设备的废蒸汽来获得能量，通过使用简单、经济的冷却装置就能设计出经济、环保的发电厂。

第四，因为蒸汽由来自燃料电池的高温废气产生且在本发明系统中仅需要少量的附加燃料，所以系统具有高的效率。

第五，使用纯氧燃烧器可对经过中压汽轮机的中压和中温蒸汽重新加热，以便低压汽轮机能够在较低的汽轮机出口压力下以90％或以上的干燥度运作。

附图说明

图1示意性地例示了本发明实施例之一的具有纯氧燃烧器的发电厂。

图2例示了当从图1的具有纯氧燃烧器的发电厂供送甲烷燃料并进行纯氧燃烧的反应式。

图3示例性地例示了图1的具有纯氧燃烧器的发电厂的第一燃烧器。

图4是图1中具有纯氧燃烧器的发电厂的兰金循环图示。

图5示例性地例示了根据本发明的另一实施例的具有纯氧燃烧器的发电厂。

图6示例性地例示了根据本发明的又一实施例的具有纯氧燃烧器的发电厂。

图7示例性地例示了根据本发明的再一实施例的具有纯氧燃烧器的发电厂。

附图编号说明

100，200，300，400：具有纯氧燃烧器的发电厂；

110，210，310，410：供热单元；

111，211：加热器； 113，213：锅炉；

120，220，320，420：汽轮机装置； 121，221：高压汽轮机；

123，223：中压汽轮机； 125，225：低压汽轮机

130，230，330，430：第一燃烧器； 131：入口部分

133：注入孔； 135：主体部分

140，240，340，440：发电机；

150，250，350，450：蒸汽冷凝器；

160，260，360，460：回收泵；

170，270，470：给水泵；

280：泵致动器； 281：第二燃烧器；

283：第二汽轮机装置； 285：第二发电机；

411：燃料电池系统； 413：换热器；

最佳实施方式

根据本发明的一个方面，本发明具有纯氧燃烧器的发电厂包括：供热单元，其供送热蒸汽；汽轮机装置，其通过使用由供热单元供送的热蒸汽旋转涡轮机来产生机械能；发电机，其将汽轮机装置产生的机械能转化为电能；蒸汽冷凝器，其冷凝经过汽轮机装置的蒸汽；和第一燃烧器，其设置在汽轮机装置一侧并通过使用纯氧燃烧器重新加热供入到汽轮机装置中的蒸汽。

汽轮机装置可根据运行压力和供应蒸汽的温度包括高压汽轮机，中压汽轮机和低压汽轮机。第一燃烧器可插入中压汽轮机和低压汽轮机之间，利用纯氧燃烧通过重新加热经过中压汽轮机的蒸汽，并将重新加热的蒸汽供给到低压汽轮机。

通过供热单元供应的蒸汽的压力可以是3-10巴，低压汽轮机的入口温度可以是300-500℃。

发电厂还包括：给水泵，其传送蒸汽冷凝器冷凝的水到供热单元中；和泵致动器，其包括第二燃烧器，该第二燃烧器分出经过中压汽轮机的一部分蒸汽并重新加热该分出的蒸汽；第二汽轮机装置，其通过使用第二燃烧器重新加热的蒸汽旋转汽轮机来驱动给水泵；和第二发电机，其通过将第二汽轮机装置产生的机械能转化为电能来驱动给水泵。

第二燃烧器包括：入口部分，其具有多个注入蒸汽、氧气和燃料的喷嘴；和主体部分，其通过主体部分侧面中形成的注入孔可向其中注入除通过入口部分注入的蒸汽以外的剩余蒸汽。

供热单元可供送产生自选自如下设备组中一种的废蒸汽到第一燃烧器中，上述设备组包括：焚烧炉、加热炉、工厂和热电厂，且蒸汽冷凝器可安装在地面中并可通过使用地热冷凝经过汽轮机装置的蒸汽。

供热单元包括用于排出因燃料电池系统中产生的废气而形成的高温高压蒸汽的换热器。

经过换热器的蒸汽的压力可以是5-20巴，汽轮机装置的入口温度可以是300-600℃。

第一燃烧器可包括：入口部分，其具有多个注入蒸汽、氧气和燃料的喷嘴；和主体部分，其通过主体部分侧面中形成的注入孔可向其中注入除通过入口部分注入的蒸汽以外的剩余蒸汽。

发电厂可进一步包括回收泵，其通过冷凝废气中的水来从废气中回收二氧化碳(CO₂)。

具体实施方式

下面参照附图对本发明进行更完整地说明，附图显示了本发明的示例性实施例。首先，本说明书和权利要求中使用的术语和用语不应该解释为对通用含义或书面含义进行限制，发明人应该可根据适当定义术语概念的原则以符合本发明技术实质的意思和概念来对他或她自己的发明进行解释以便以最好的方式说明他或她自己的发明。

因此，本发明的实施方式和附图中显示的结构仅仅是最佳示例性实施例的实例，并不表示本发明的全部技术实质。因此，应该可以理解，当提交本申请时，替换结构的各种等同变化和修改是可能的。

下文参照图1-图4对本发明实施例之一的具有纯氧燃烧器的发电厂进行说明。

图1示意性地例示了本发明实施例之一的具有纯氧燃烧器的发电厂，图2例示了当将甲烷燃料供送给图1所示的发电厂纯氧燃烧器中的反应式。

参照图1，本发明当前实施例的具有纯氧燃烧器的发电厂100包括：供热单元110、汽轮机装置120、第一燃烧器130、发电器140、蒸汽冷凝器150、回收泵160和给水泵170。

供热单元110包括加热器111和锅炉113，加热器111将由燃烧燃料如矿物燃料等产生的热量供送给锅炉113。

加热器111可包括所有的供热单元，该加热器并不限制通过燃烧燃料如矿物燃料等来发热，而且能够使用工厂等中产生的废气热量等，或者供送热量使得为了本发明在锅炉113中发生热交换。

锅炉113通过使用由加热器111供送的热量来加热其中容纳的水以产生高温高压蒸汽。

根据蒸汽激振的压力和温度，汽轮机装置120包括高压汽轮机121、中压汽轮机123和低压汽轮机125。

高压汽轮机121通过经喷嘴供入的高温和高压蒸汽膨胀来旋转汽轮机，因此将高温和高压蒸汽的能量转化为机械能。

经过高压汽轮机121的中压和中温蒸汽根据再加热系统的原理重新供给到锅炉113中。通过再加热增加蒸汽的温度并将蒸汽供送给中压汽轮机123。使用与高压汽轮机121相同的原理旋转汽轮机，并将蒸汽的能量转化为机械能。

此外，经过中压汽轮机123的低压和低温蒸汽供送到低压汽轮机125中，使用与高压汽轮机121相同的原理旋转汽轮机，并产生机械能。

这种情况下，第一燃烧器130插入中压汽轮机123和低压汽轮机125之间，且经过中压汽轮机123的低压和低温蒸汽使用纯氧燃烧直接重新加热并将热蒸汽供送到低压汽轮机125中。

第一燃烧器130必须使用不含氮的过程副产品或矿物燃料中的一种作为燃料，纯氧作为氧化剂。

矿物燃料可包括所有的矿物燃料，例如固体、液体和气体矿物燃料。不含氮的废气或沼气可用作过程副产品。

参照图2，氧和甲烷与蒸汽一起供送到图1中所示的具有纯氧燃烧器的发电厂100的第一燃烧器130中。因为在使用氧和甲烷之间的纯氧燃烧产生的燃烧气体中只存在二氧化碳(CO₂)和水蒸汽，当燃烧气体中的水蒸汽通过蒸汽冷凝器150冷凝时，水蒸汽可与冷凝水分离，高浓度的CO₂可由回收泵160回收。

然而，这仅仅是本发明的一个示例性实施例。因此，供送给第一燃烧器130的矿物燃料并不限制于甲烷，根据本发明的目的，引起纯氧燃烧的各种类型的矿物燃料可与氧一起供送到第一燃烧器130中。

这样，第一燃烧器130通过直接混合燃烧气体和蒸汽而降低了热损失，因此具有高效率。

此外，当通过安装使用空气的燃烧器将燃烧气体与蒸汽混合时，空气中大量的氮流入，不能回收CO₂，且必须排出到汽轮机外面的未冷凝气体的数量增加，因此这种情况不适合发电系统。另一方面，当第一燃烧器130安装在如图1中示出的具有纯氧燃烧器的发电厂100中时，排出到汽轮机装置120后端的未冷凝气体仅包含CO₂。因此，未冷凝气体的排出量较小，并且可以回收高浓度的CO₂。

下文参照图3对图1的具有纯氧燃烧器的发电厂100的第一燃烧器结构进行详细说明。图3示意性地例示了图1的具有纯氧燃烧器的发电厂的第一燃烧器。

参照图3，第一燃烧器130包括：入口部分131，其具有多个注入蒸汽、氧和燃料的喷嘴；和主体部分135，其通过主体部分135侧面中形成的注入孔133可向其中注入除通过入口部分131注入的蒸汽以外的剩余蒸汽。

一部分燃料、氧气和水蒸汽通过入口部分131的喷嘴注入，并在注入的氧气和燃料之间进行纯氧燃烧，以便能够获得高温燃烧气体。高温燃烧气体和通过入口部分131注入的蒸汽混合，以便获得所需温度的燃烧气体。

换句话说，使用纯氧燃烧产生的燃烧气体和蒸汽的混合物供送到低压汽轮机125中以产生机械能，并且经过低压汽轮机125的燃烧气体和蒸汽的混合物通过蒸汽冷凝器150。这种情况下，水蒸汽冷凝并以水的形式排出。未被蒸汽冷凝器150冷凝的CO₂通过插入到蒸汽冷凝器150和给水泵170之间的回收泵160回收。

因为一部分蒸汽与氧和矿物燃料一起通过入口部分131的喷嘴注入到第一燃烧器130中，能够防止因氧和矿物燃料之间的纯氧燃烧而产生的入口部分131的过热，且能够防止因过热而产生氮的氧化物(NO_x)。

此外，与使用其他换热器加热不同，将蒸汽直接注入第一燃烧器130中，并通过可以使热效率提高的纯氧燃烧而加热。

为了描述如何增加本发明的具有纯氧燃烧器的发电厂100的热效率，由图1中示出的具有纯氧燃烧器的发电厂的兰金循环例示在图4中。

图4是图1的具有纯氧燃烧器的发电厂的兰金循环的图示。

参照图4，用于传统热电厂中的低压汽轮机在1-2-3-5-1的条件下运行兰金循环。另一方面，和图1中具有纯氧燃烧器的发电厂100中一样，当低压汽轮机125的入口通过使用进行纯氧燃烧的第一燃烧器130重新加热时，低压汽轮机125在7-1-2-3-4-6-7的条件下运行兰金循环。

换句话说，在归因于兰金(Rankine)循环的传统发电厂中，低压汽轮机125在图4中对应于低压涡轮机125出口的点5处的湿气条件下运行。因此，干燥度必须保持在90％或更大以防止涡轮机叶片的腐蚀。

然而，当使用纯氧燃烧对汽轮机入口重新加热时，低压汽轮机125可在图4中表示较低的汽轮机出口压力的点6处运行，同时干燥度可以保持在90％或更大。

通过供热单元110供送的蒸汽的压力可以是3-10巴，低压汽轮机125的入口温度可以是300-500℃。

例如，低压汽轮机125的出口压力是约为0.04kgf/cm²的绝对压力，且低压汽轮机125的入口温度为300-400℃。

因此，如图4中所示，当使用图1中具有纯氧燃烧器的热电厂100时，点6处可能以更高的效率运行。因此，仅仅对于低压汽轮机125，电效率提高了约2-3％。

发电机140将通过汽轮机装置120产生的机械能转化为电能。

蒸汽冷凝器150通过使用冷却水冷凝经过汽轮机装置120的蒸汽。蒸汽通过蒸汽冷凝器150重新冷凝成水。

此外，海水等也可用作冷却水，但本发明并不限制于此。根据本发明的其他目的，可使用所有的冷却装置来冷凝蒸汽。

通过蒸汽冷凝器150排出的CO₂与水分离并通过回收泵160回收。蒸汽冷凝器150冷凝的水通过给水泵170传送到锅炉113中。

下文参照附图5对本发明的另一实施例的具有纯氧燃烧器的发电厂200进行说明。图5示意性地例示了本发明的另一实施例的具有纯氧燃烧器的发电厂。

参照图5，根据本实施例的具有纯氧燃烧器的发电厂200包括供热单元210、汽轮机装置220、第一燃烧器230、第一发电器240、蒸汽冷凝器250、回收泵260和给水泵270和泵致动器280。

泵致动器280包括：第二燃烧器281，其分开经过中压汽轮机223的蒸汽并重新加热分开的蒸汽；第二汽轮机装置283，其通过使用经过第二燃烧器281的蒸汽旋转汽轮机来产生机械能；和第二发电机285，其通过将由第二汽轮机装置283产生的机械能转化为电能来驱动给水泵270。

泵致动器280的第二燃烧器281通过纯氧燃烧来加热经过中压汽轮机223的蒸汽，供送热蒸汽到第二汽轮机装置283中，并通过使用第二汽轮机装置283将蒸汽能量转化为机械能。

给水泵270可使用第二汽轮机装置283产生的机械能来直接驱动，并且第二汽轮机装置283产生的机械能通过第二发电机285转化为电能。给水泵270可使用电能进行驱动。

低压低温蒸汽和泵致动器280的第二汽轮机装置283排出的CO₂的混合物供送到蒸汽冷凝器250中，并以与低压汽轮机225排出的燃烧气体和蒸汽混合物的相同方式进行处理。

图5中例示的具有纯氧燃烧器的发电厂200的供热单元210、汽轮机装置220、第一燃烧器230、第一发电机240、蒸汽冷凝器250、回收泵260和给水泵270是与图1中例示的具有纯氧燃烧器的发电厂100的供热单元110、汽轮机装置120、第一燃烧器130、第一发电机140、蒸汽冷凝器150、回收泵160和给水泵170的相同部件，因此省略了对其的描述。

此外，第二燃烧器281具有与第一燃烧器130相同的结构并完成与第一燃烧器130相同的功能。此外，第二汽轮机装置283和第二发电机285具有与汽轮机装置220相同的结构并各自完成与汽轮机装置220和第一发电机240相同的功能，因此，省略了对其的描述。

下文参照图6对本发明的又一实施例的具有纯氧燃烧器的发电厂300进行说明。图6示意性地例示了本发明的又一实施例的具有纯氧燃烧器的发电厂。

参照图6，本发明的当前实施例的具有纯氧燃烧器并使用废气的发电厂300包括：供热单元310、汽轮机装置320、第一燃烧器330、第一发电器340、蒸汽冷凝器350和回收泵360。

供热单元310可供送产生自一种设备的废蒸汽到第一燃烧器330中，该设备选自焚烧炉、加热炉、工厂和热电厂。

以这种方式供送废蒸汽的供热单元310并不限制于上述的焚烧炉，也可以根据本发明的目的在供送装置310中使用各种工业设备以将废蒸汽供送到第一燃烧器330中。

根据供送蒸汽的温度和压力可设置多个汽轮机装置320，例如高压汽轮机、中压汽轮机和低压汽轮机。然而，因为使用从其他设备中排出的废蒸汽来促动发电系统，也可仅设置一个汽轮机320以防止由于不必要的汽轮机数量的增加而使成本增加。

此外，蒸汽冷凝器350可安装在地面中并使用地热冷凝经过汽轮机装置320的蒸汽。

通过使用由冷却塔供给的冷却水冷凝蒸汽的传统方法可用于代替使用蒸汽冷凝器350。然而，排出废蒸汽的设备如焚烧炉等是先前装备的设备。因此，在供水不容易的海边区域和内地区域难以使用冷却水如海水等，并且在需要供送大量冷却水来冷凝的冷却塔中会产生较高的成本。因此，通过使用冷却塔供给的冷却水冷凝蒸汽的传统方法并不经济。

当如图6的具有纯氧燃烧器的发电厂300中所示将蒸汽冷凝器350安装在地下时，蒸汽冷却下来并以简单有效的方式冷凝，且可以连续的重复使用而不需额外费用。

通过蒸汽冷凝器350排出的CO₂与水分开并通过回收泵360回收，通过蒸汽冷凝器350冷凝的水可丢弃或者通过包括另外的给水泵(未示出)重新利用。

图6中具有纯氧燃烧器的发电厂300的第一燃烧器330、发电机340和回收泵360是分别与图1的具有纯氧燃烧器的发电厂100的第一燃烧器130、发电机140和回收泵160相同的部件，因此省略了对其的说明。

下面参照附图7对本发明的又一实施例的具有纯氧燃烧器的发电厂400。图7示意性地例示了本发明的又一实施例的具有纯氧燃烧器的发电厂。

参照图7，本发明的当前实施例的具有纯氧燃烧器的发电厂400包括：供热单元410、汽轮机装置420、第一燃烧器430、发电机440、蒸汽冷凝器450、回收泵460和给水泵470。

供热单元410可包括换热器413，该换热器排出经燃料电池系统411中产生的废气加热的蒸汽。

燃料电池系统411是通过阳极和阴极中的电化学反应将化学能转化为电能的系统。高温气体通过燃料电池系统411排出到燃料系统411的外部。

根据电解质的类型，燃料系统411的实施例包括磷酸燃料电池(PAFC)、熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)、固体氧化物燃料电池(SOFC)、高分子电解质燃料电池(PEFC)等。MCFC系统411用于图7中具有纯氧燃烧器的发电厂400中。

燃料电池系统411排出约为300-370℃的高温气体。来自高温气体的热量由换热器413回收并产生高温蒸汽。

使用高温蒸汽对图7中的具有纯氧燃烧器的发电厂400驱动。

换热器413可以是热回收蒸汽发生器(HRSG)。HRSG是已用于工厂如蒸汽发生器、化工厂、炼钢厂、焚烧炉系统等领域中的热交换器。HRSG是回收气体汽轮机废气的余热并产生发电和过程用蒸汽的废热回收设备。

换句话说，燃料电池系统411中产生的废气余热由换热器413回收，并产生高温和高压蒸汽。

此外，换热器413中产生的高温和高压蒸汽注入到第一燃烧器430中并使用纯氧燃烧重新加热，并以更高温度的蒸汽供送到汽轮机装置420中。

汽轮机装置420可以是与图1中具有纯氧燃烧器的发电厂100的汽轮机装置120相同的部件，根据供送蒸汽的温度和压力可设置适当数量的汽轮机。

从换热器413供送的蒸汽的压力可以是5-20巴，汽轮机装置420的入口温度可以是300-600℃。

图7中具有纯氧燃烧器的发电厂400的第一燃烧器430、发电机440、回收泵460和给水泵470是分别与图1中具有纯氧燃烧器的发电厂100的第一燃烧器130、发电机140、回收泵160和给水泵170的相同部件，因此省略了对其的描述。

此外，本发明的实施例中具有纯氧燃烧器的发电厂可以用于混合循环热电厂中。

混合循环热电厂是一个，首先通过使用燃料如天然气、轻油等旋转燃气汽轮机而发电，并通过使用HRSG回收燃气汽轮机中产生的废气热量来产生高温蒸汽，其次，通过旋转蒸汽汽轮机发电的电厂。

换句话说，本发明的当前实施例中具有纯氧燃烧器的热电厂可用于混合循环的热电厂中，通过使用HRSG回收燃气汽轮机中产生的废气余热以产生高温和高压蒸汽，而且经过HRSG的蒸汽供送到汽轮机装置(未示出)中，然后，通过使用与图1中具有纯氧燃烧器的发电厂100的汽轮机装置120、第一燃烧器130、发电机140、蒸汽冷凝器150、回收泵160和给水泵170相同过程而实现了热电厂的工作过程。

尽管参照其示例性实施例对本发明进行了特别显示和说明，但本领域的技术人员能够理解，在不脱离以下权利要求所限定的本发明实质和范围的情况下，可对其形状和细节进行各种变化。

Claims

1、一种具有纯氧燃烧器的发电厂，所述发电厂包括：

供热单元，其供送热蒸汽；

汽轮机装置，其通过使用由供热单元供送的热蒸汽来旋转汽轮机而产生机械能；

发电机，其将通过汽轮机装置产生的机械能转化为电能；

蒸汽冷凝器，其冷凝经过汽轮机装置的蒸汽；和

第一燃烧器，其设置在汽轮机装置的一侧并通过使用纯氧燃烧器重新加热供送到汽轮机装置中的蒸汽。

2、如权利要求1所述的发电厂，其特征在于，所述汽轮机装置根据供送蒸汽的压力和温度包括高压汽轮机、中压汽轮机和低压汽轮机，第一燃烧器插入中压汽轮机和低压汽轮机之间，通过使用纯氧燃烧重新加热经过中压汽轮机的蒸汽并供送重新加热的蒸汽到低压汽轮机中。

3、如权利要求2所述的发电厂，其特征在于，供热单元供送的蒸汽压力为3-10巴，低压汽轮机的入口温度为300-500℃。

4、如权利要求2所述的发电厂，其特征在于，进一步包括：

给水泵，其传送蒸汽冷凝器冷凝的水到供热单元中；和

泵致动器，其包括：第二燃烧器，该第二燃烧器分出经过中压汽轮机的一部分蒸汽并重新加热分出的蒸汽；第二汽轮机装置，其通过使用第二燃烧器重新加热的蒸汽来旋转汽轮机而驱动给水泵；和第二发电机，其通过将第二汽轮机装置产生的机械能转化为电能来驱动给水泵。

5、如权利要求4所述的发电厂，其特征在于，第二燃烧器包括：

入口部分，其具有多个注入蒸汽、氧气和燃料的喷嘴；和

主体部分，其通过主体部分侧面中形成的注入孔可向其中注入除通过入口部分注入的蒸汽以外的剩余蒸汽。

6、如权利要求1所述的发电厂，其特征在于，供热单元供送产生自选自如下设备组中一种的废蒸汽到第一燃烧器中，该设备组包括：焚烧炉、加热炉、工厂和热电厂，将蒸汽冷凝器设置在地面下并通过使用地热冷凝经过汽轮机装置的蒸汽。

7、如权利要求1所述的发电厂，其特征在于，供热单元包括有换热器，该换热器因燃料电池系统中产生的废气而排出高温高压蒸汽。

8、如权利要求7所述的发电厂，其特征在于，换热器供送的蒸汽压力是5-20巴，并且汽轮机装置的入口温度是300-600℃。

9、如权利要求1-8中任一项所述的发电厂，其特征在于，第一燃烧器包括：

入口部分，其具有多个注入蒸汽、氧气和燃料的喷嘴；和

10、如权利要求9所述的发电厂，其特征在于，进一步包括回收泵，其回收分离自蒸汽冷凝器冷凝的水的二氧化碳CO₂。