CZ2005382A3 - Circulation of steam-and-gas mixture with steam generator and heat transformer - Google Patents
Circulation of steam-and-gas mixture with steam generator and heat transformer Download PDFInfo
- Publication number
- CZ2005382A3 CZ2005382A3 CZ20050382A CZ2005382A CZ2005382A3 CZ 2005382 A3 CZ2005382 A3 CZ 2005382A3 CZ 20050382 A CZ20050382 A CZ 20050382A CZ 2005382 A CZ2005382 A CZ 2005382A CZ 2005382 A3 CZ2005382 A3 CZ 2005382A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- steam
- steam generator
- pressure
- generator
- heat transformer
- Prior art date
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
- F01K21/00—Steam engine plants not otherwise provided for
- F01K21/04—Steam engine plants not otherwise provided for using mixtures of steam and gas; Plants generating or heating steam by bringing water or steam into direct contact with hot gas
- F01K21/047—Steam engine plants not otherwise provided for using mixtures of steam and gas; Plants generating or heating steam by bringing water or steam into direct contact with hot gas having at least one combustion gas turbine
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
- F01K23/00—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids
- F01K23/02—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled
- F01K23/04—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled condensation heat from one cycle heating the fluid in another cycle
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
- F01K23/00—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids
- F01K23/02—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled
- F01K23/06—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle
- F01K23/10—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle with exhaust fluid of one cycle heating the fluid in another cycle
- F01K23/106—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle with exhaust fluid of one cycle heating the fluid in another cycle with water evaporated or preheated at different pressures in exhaust boiler
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/32—Direct CO2 mitigation
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/34—Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
Výstupní hrdlo vysokotlakové turbiny (1) je spojeno potrubím (16) paroplynové směsi s primární stranou generátoru (5) páry a dále s transformátorem (6) tepla, přičemž sekundární strana generátoru (5) páry je napojena na zvyšovací čerpadlo (10) a vysokotlakovým parním potrubím (18) na vysokotlakový parní modul (2). Mezi generátor (5) páry a vysokotlakový modul (1) je zařazen alespoň jeden další generátor páry. V jednom tělese může být společně umístěn alespoň jeden generátor (5) páry s transformátorem (6) tepla.The outlet port of the high-pressure turbine (1) is connected by a steam-gas mixture line (16) to the primary side of the steam generator (5) and further to the heat transformer (6), the secondary side of the steam generator (5) being connected to the raising pump (10) and the high-pressure by steam line (18) to the high pressure steam module (2). At least one additional steam generator is arranged between the steam generator (5) and the high pressure module (1). In one body, at least one steam generator (5) can be co-located with the heat transformer (6).
Description
PAROPLYNOVÝ OBĚH S GENERÁTOREM PÁRY A TRANSFORMÁTOREM TEPLASTEAM GAS CIRCUIT WITH STEAM GENERATOR AND HEAT TRANSFORMER
Oblast technikyTechnical field
Vynález se týká oblasti výroby mechanické - elektrické energie, společné výroby mechanické energie a tepla a dalších technologických provozů jako je petrochemie, potravinářství či výroba plynů.The invention relates to the field of mechanical power production, co-production of mechanical energy and heat and other technological operations such as petrochemistry, food industry and gas production.
Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION
V souvislosti s rostoucím problémem oteplování naší planety je možné pozorovat snahu po omezování množství oxidu uhličitého a dalších nebezpečných látek vypouštěných do ovzduší. Jsou vyvíjeny nové technologie, jejími pracovními látkami není vzduch, ale čisté látky jako je palivo, kyslík, voda, resp. oxid uhličitý. V zahraničí jsou též označovány jako systémy CES. Jedním z nich je oběh s paroplynovou turbinou, který je popsán v PV 2001 3331. Zde je spalováno za vysokého tlaku a teploty palivo s kyslíkem. Do takto vniklých spalin je vstřikována voda, čímž se vytvoří směs přehřáté vodní páry a oxidu uhličitého paroplynová směs (dále PPS), která vstupuje do tepelného stroje - turbiny.In connection with the growing problem of warming our planet, we can see efforts to limit the amount of carbon dioxide and other hazardous substances emitted into the atmosphere. New technologies are being developed, its working substances are not air, but pure substances such as fuel, oxygen, water, resp. carbon dioxide. Abroad they are also referred to as CES systems. One of these is the steam-gas turbine cycle, which is described in PV 2001 3331. Here, the fuel with oxygen is combusted at high pressure and temperature. Water is injected into the flue gas, thus creating a mixture of superheated water vapor and carbon dioxide, a steam-gas mixture (hereinafter referred to as PPS), which enters the heat machine-turbine.
Z tepelné energie, která je do oběhu přinášena prostřednictvím pracovní látky, je možné využít pouze část k přeměně na mechanickou energii. Podle termodynamických zákonů je úměrná vlastnosti látky - měrné tepelné kapacitě, její teplotě před tepelným strojem turbinou a poměru tlaků před a za strojem.Of the heat energy that is circulated through the working medium, only part of it can be converted to mechanical energy. According to thermodynamic laws, the proportional properties of a substance - specific heat capacity, its temperature in front of a thermal machine turbine and the ratio of pressures in front and behind the machine.
Maximální tlak oběhu - na vstupu do turbiny, je omezen vlastnostmi materiálu ze kterého je stroj zhotoven a který je možné pro danou teplotu použít.Maximum circulation pressure - at the inlet to the turbine, is limited by the properties of the material from which the machine is made and which can be used for a given temperature.
Tlak na výstupu ze stroje je zvolen tak, aby kondenzace parní části, ze směsi s oxidem uhličitým, proběhla v následujícím transformátoru tepla při vyšším tlaku, než je tlak okolí atmosférický tlak. Tím je zajištěno, že oxid uhličitý není nutné z transformátoru tepla odsávat, což vyžaduje určitou energii, aleje ho možné z oběhu pouze odpouštětThe pressure at the outlet of the machine is selected such that the condensation of the steam portion from the carbon dioxide mixture takes place in a subsequent heat transformer at a pressure higher than ambient pressure at atmospheric pressure. This ensures that carbon dioxide does not have to be extracted from the heat transformer, which requires some energy but can only be discharged from the circulation
• · · · • · · · • · ·• · · · · · · · · · · · · · ·
Tato omezení určují tlakový poměr vysokotlakové části paroplynové turbiny, což je jedna z hlavních příčin, proč v něm nemůže být efektivně využita veškerá tepelná energie, kterou obsahuje paroplynová směs na výstupu z vysokotlakového modulu. Pokud proto chceme zvýšit tepelnou účinnost oběhu, zvýšením teploty paroplynové směsi na vstupu do vysokotlakové části (HP) turbiny, zvýší se úměrně i teplota na jejím výstupu.These limitations determine the pressure ratio of the high-pressure portion of the steam-gas turbine, which is one of the main reasons why it cannot effectively utilize all the thermal energy contained in the steam-gas mixture at the outlet of the high-pressure module. Therefore, if we want to increase the thermal efficiency of the circulation, by increasing the temperature of the steam-gas mixture at the inlet to the high-pressure part (HP) of the turbine, the temperature at its outlet will increase proportionally.
Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION
Výše uvedené problémy částečně řeší paroplynový oběh s generátorem páry a transformátorem tepla jehož podstata spočívá v tom, že výstupní hrdlo vysokotlakové turbiny je spojeno potrubím paroplynové směsi s primární stranou generátoru páry a dále s transformátorem tepla, přičemž sekundární strana generátoru páry je napojena na zvyšovací čerpadlo a vysokotlakovým parním potrubím na vysokotlakový parní modul.The above-mentioned problems are partially solved by a steam-gas cycle with a steam generator and a heat transformer, which is based on the fact that the outlet nozzle of the high-pressure turbine is connected to the primary side of the steam generator and the heat transformer. and a high pressure steam pipe to a high pressure steam module.
V případě vysoké teploty paroplynové směsi na výstupu z turbiny, může být před transformátor tepla zařazen alespoň jeden další generátor páry. V něm je ochlazována na primární straně paroplynová směs, přičemž je na sekundární straně generována přehřátá vysokotlakové pára, která je přiváděna do turbiny. Pracuje na jiné tlakové a teplotní hladině páry, než původní generátor a transformátor páry. Je zařazen mezi původní generátor páry a vstup transformátoru tepla.In the case of a high temperature of the steam-gas mixture at the outlet of the turbine, at least one additional steam generator may be installed upstream of the heat transformer. The steam-gas mixture is cooled on the primary side and superheated high-pressure steam is generated on the secondary side, which is fed to the turbine. It works at a different pressure and temperature steam level than the original steam generator and transformer. It is included between the original steam generator and the heat transformer input.
Tlak a teplota generované páry odpovídá tlaku a teplotě paroplynové směsi a snižuje se ve směru jejího proudění. Teplota a tlak páry na výstupu z transformátoru tepla a jednotlivých generátorů tepla je volena tak, aby mohlo být využito co nejefektivněji energie, kterou obsahuje paroplynová směs na výstupu z turbiny. Vyrobená pára z generátorů páry a transformátoru tepla je vedena do vícetlakové parní části paroplynové turbiny. Zde expanduje až na tlak v kondenzátoru, v němž zkondenzuje. Z kondenzátoru je odváděn kondenzát pomocí čerpadla kondenzátu zpět do cyklu.The pressure and temperature of the steam generated corresponds to the pressure and temperature of the steam-gas mixture and decreases downstream. The temperature and pressure of the steam at the outlet of the heat transformer and the individual heat generators is selected so that the energy contained in the steam-gas mixture at the outlet of the turbine can be used as efficiently as possible. The steam produced from the steam generators and the heat transformer is fed to the multi-pressure steam part of the steam-gas turbine. Here it expands to the pressure in the condenser where it condenses. Condensate is discharged from the condenser back to the cycle using the condensate pump.
Výše uvedené generátory páry a transformátor tepla mohou být uspořádány v jednom tělese, v němž je vyráběna pára o různých tlacích.The aforesaid steam generators and heat transformer may be arranged in a single body in which steam at different pressures is produced.
···· • · • · ·· • ··· • · · ······ · · · ··· · · ···
Přehled obrázkůOverview of pictures
Na přiloženém obrázku je nakresleno zjednodušené schéma tepelného oběhu s paroplynovou turbinou generátorem páry a transformátorem tepla.The attached figure shows a simplified thermal circuit diagram with a steam-gas turbine with a steam generator and a heat transformer.
Příklad provedeníExemplary embodiment
Na přiloženém obrázku je znázorněno schéma tepelného oběhu paroplynové turbiny s jednostupňovým generátorem páry a transformátorem tepla, které se skládá z generátoru PPS 7, který je spojen potrubím 16 paroplynové směsi s paroplynovou turbinou 1, jejíž výstupní hrdlo je spojeno s generátorem páry 5 a transformátorem tepla 6, který je spojen vodním potrubím s napájecím čerpadlem 11 a generátorem paroplynové směsi 7, přičemž generátor páry 5 je spojen s vysokotlakovým parním potrubím 18 s vysokotlakovým parním modulem 2 a transformátor tepla 6 je spojen středotlakovým parním potrubím s nízkotlakovým modulem 3, který je spojen potrubím s kondenzátorem 8. Kondenzátor 8 je napojen přes čerpadlo 9 kondenzátu s transformátorem tepla 6 a přes zvyšovací čerpadlo 10 s generátorem páry 5. Potrubím 12 paliva je přiváděno do generátoru paroplynové směsi 7 palivo, potrubím 13 kyslíku, kyslík. Oxid uhličitý je z transformátoru tepla 6_odváděn potrubím 14 oxidu uhličitého, přebytečná voda potrubím 15 odpouštěné vody. Jednostupňový generátor páry 5 může být nahrazen generátorem vícestupňovým , který produkuje vícetlakovou páru, která je zaváděna do vícestupňové parní turbiny.The attached figure shows a thermal cycle diagram of a steam-gas turbine with a single-stage steam generator and a heat transformer consisting of a PPS 7 generator connected by a steam-gas mixture line 16 to a steam-gas turbine 1 whose outlet connection is connected to the steam generator 5 and heat transformer. 6, which is connected by a water line to a feed pump 11 and a steam-gas mixture generator 7, the steam generator 5 being connected to a high pressure steam line 18 with a high pressure steam module 2 and a heat transformer 6 connected by a medium pressure steam line to a low pressure module 3 The condenser 8 is connected via a condensate pump 9 with a heat transformer 6 and via a booster pump 10 with a steam generator 5. Fuel line 12 supplies fuel to the steam-gas mixture generator 7, oxygen line 13, oxygen. Carbon dioxide is discharged from the heat transformer 6 through carbon dioxide line 14, excess water through line 15 of discharged water. The single-stage steam generator 5 may be replaced by a multi-stage steam generator that produces a multi-pressure steam that is introduced into the multi-stage steam turbine.
• · · · · · • ·» ·» ’• · »»
PATENTOVÉ NÁROKYPATENT CLAIMS
Claims (3)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CZ20050382A CZ2005382A3 (en) | 2005-06-15 | 2005-06-15 | Circulation of steam-and-gas mixture with steam generator and heat transformer |
PCT/CZ2006/000041 WO2006133656A2 (en) | 2005-06-15 | 2006-06-14 | Emissionless cycle with steam generator and heat transformer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CZ20050382A CZ2005382A3 (en) | 2005-06-15 | 2005-06-15 | Circulation of steam-and-gas mixture with steam generator and heat transformer |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CZ2005382A3 true CZ2005382A3 (en) | 2007-01-17 |
Family
ID=37532644
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CZ20050382A CZ2005382A3 (en) | 2005-06-15 | 2005-06-15 | Circulation of steam-and-gas mixture with steam generator and heat transformer |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
CZ (1) | CZ2005382A3 (en) |
WO (1) | WO2006133656A2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CZ304409B6 (en) * | 2013-04-22 | 2014-04-16 | VĂŤTKOVICE POWER ENGINEERING a.s. | Power source with gas-steam turbine and steam generator |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
PL210568B1 (en) * | 2007-10-02 | 2012-02-29 | Univ West Pomeranian Szczecin Tech | Steam power plant driven by multiple sources |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0439754B1 (en) * | 1990-01-31 | 1995-07-26 | Asea Brown Boveri Ag | Method of starting a combined plant |
NL9201256A (en) * | 1992-07-13 | 1994-02-01 | Kema Nv | STEG DEVICE FOR GENERATING ELECTRICITY WITH WET NATURAL GAS. |
DE19604664A1 (en) * | 1996-02-09 | 1997-08-14 | Asea Brown Boveri | Process for operating a power plant |
DE19918347A1 (en) * | 1999-04-22 | 2000-10-26 | Asea Brown Boveri | Method and appliance for rapidly increasing output and maintaining additional output of gas turbine plant |
CZ296199B6 (en) * | 2001-09-17 | 2006-02-15 | Siemens Industrial Turbomachinery S.R.O. | Steam-gas turbine with steam transformer |
-
2005
- 2005-06-15 CZ CZ20050382A patent/CZ2005382A3/en unknown
-
2006
- 2006-06-14 WO PCT/CZ2006/000041 patent/WO2006133656A2/en active Application Filing
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CZ304409B6 (en) * | 2013-04-22 | 2014-04-16 | VĂŤTKOVICE POWER ENGINEERING a.s. | Power source with gas-steam turbine and steam generator |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2006133656A3 (en) | 2007-05-24 |
WO2006133656A2 (en) | 2006-12-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7278267B2 (en) | Steam turbine plant | |
US10066513B2 (en) | Method for operating a combined-cycle power plant with cogeneration, and a combined-cycle power plant for carrying out the method | |
Medica-Viola et al. | Comparison of conventional and heat balance based energy analyses of steam turbine | |
US8881528B2 (en) | System for the generation of mechanical and/or electrical energy | |
US20080115500A1 (en) | Combustion of water borne fuels in an oxy-combustion gas generator | |
US20110083443A1 (en) | Storage of electrical energy with thermal storage and return through a thermodynamic cycle | |
US8833080B2 (en) | Arrangement with a steam turbine and a condenser | |
US11732644B2 (en) | Organic Rankine Cycle for combined-cycle power plant | |
US8033116B2 (en) | Turbomachine and a method for enhancing power efficiency in a turbomachine | |
JP2012225228A (en) | Supercritical pressure co2 gas turbine composite power generation system | |
US20130227958A1 (en) | Method for operating a combined-cycle power plant with cogeneration, and a combined-cycle power plant for carrying out the method | |
JP2016506488A (en) | Operation method and style of gas turbine equipment | |
CN109715916B (en) | Power cycle system and method | |
KR20110122061A (en) | Gas turbine exhaust gas as blast furnace hot air | |
RU2335641C2 (en) | Method of enhancing efficiency and output of two-loop nuclear power station | |
US9074491B2 (en) | Steam cycle system with thermoelectric generator | |
CZ2005382A3 (en) | Circulation of steam-and-gas mixture with steam generator and heat transformer | |
KR101303811B1 (en) | Combined cycle power plant utilizing waste heat | |
WO2015187064A2 (en) | Multi-mode combined cycle power plant | |
CZ2013295A3 (en) | Power source with steam turbine and steam generator | |
Caputo et al. | Internal Combustion Steam Cycle (GIST Cycle): Thermodynamical Feasibility and Plant Lay-Out Proposals | |
Yunus et al. | Energy based analysis of a thermal power station for energy efficiency improvement | |
RU2553477C2 (en) | Combined-cycle plant | |
Kotowicz et al. | Thermodynamic analysis of the advanced zero emission power plant | |
JP4729748B2 (en) | Simultaneous heating and cooling system |